Страница 13 из 15
В «Механике» Герои изучает простые машины и их комбинации. При этом он использует понятие момента, но неизвестно, принадлежит ли оно ему или он заимствовал его у других ученых. Кроме простых машин, он описывает также и некоторые механизмы: системы зубчатых колес, системы блоков, полиспасты. Ему известно влияние силы трения, и он рекомендует при работе со сложными механизмами несколько увеличивать прилагаемые к машинам силы по сравнению с расчетными. Однако численно силу трения он не определяет.
Изобретения Герона включают разнообразные автоматы и механизмы для использования в театре и для хитроумных приспособлений в египетских храмах.
Он сконструировал, например, очень любопытный механизм: маленькая певчая птичка сидела напротив огромной совы и была с ней как бы во враждебных отношениях, едва лишь сова отворачивалась от птички, певунья весело, словно бы с чувством освобождения начинала свистеть, но как только сова вновь поворачивалась к ней, птичка сразу же умолкала.
Действие своего механизма Герои осуществил с помощью очень остроумной конструкции. Певчая птичка помещалась на крышке сосуда. В сосуд стекала вода и постепенно вытесняла собою воздух, который, удаляясь по трубочке, издавал свистящий звук. Это и было пение птицы; заполнив сосуд до определенного уровня, вода начинала переливаться и с помощью веревки, перекинутой через блок и прикрепленной концом к валу, поворачивал ось, на которой сидела сова. Поскольку уровень воды в сосуде в это время понижался, воздух по трубке не выходил, и свиста не было. После того как ведро опорожнялось, ось, а вместе с ней и сова возвращалась на исходное положение. Потом игра начиналась сначала: уровень воды в сосуде опять повышался, сова отворачивалась, певчая птичка начинала свистеть.
Гениальному изобретателю Герону Александрийскому принадлежит также самая древняя паровая машина – «эолипил», действовавшая по принципу турбины. Пар из котла поступал по трубке в шар, укрепленный на горизонтальной оси. Вытекая затем из коленчато-изогнутых трубок, пар толкал эти трубки в обратном направлении, и шар начинал вращаться. К сожалению, Геронова паровая турбина в древности осталась только любопытной игрушкой, так как дешевизна труда рабов никого не побуждала к практическому использованию машин. Но самый принцип не заброшен техникой: он применяется при устройстве турбин.
Свойство воды расширяться от нагревания Герои применил также для конструкции автомата, который открывал двери алтаря при зажигании жертвенника.
Герои был выдающимся изобретателем иллюзионных автоматов. Он придумал водяной орган, создал фигуры, делавшие сложные взаимосвязанные движения под аккомпанемент «музыкального ящика».
Герои Александрийский – изобретатель фонтана, носящего его имя, оставил нам описание двух остроумных способов, с помощью которых египетские жрецы обманывали народ, внушая ему веру в чудеса.
Под пустотелым металлическим жертвенником находился скрытый в подземельях механизм, приводящий в движение двери храма. Жертвенник стоял снаружи его. Когда разводили огонь, воздух внутри жертвенника вследствие нагревания сильнее давит на воду в сосуде, скрытом под полом; из сосуда вода вытесняется по трубке и выливается в ведро, которое, опускаясь, приводит в действие механизм, вращающий двери. Изумленные зрители, ничего не подозревающие о скрытой под полом установке, видят перед собой «чудо»: как только на жертвеннике запылает огонь, двери храма, «внемля молитвам жреца», растворяются словно сами собой…
Другое «чудо». Когда на жертвеннике запылает огонь, воздух, расширяясь, выдавит масло из нижнего резервуара в трубки, скрытые внутри фигур жрецов, и тогда масло чудесным образом само подливается в огонь. Но стоило жрецу, заведующему этим жертвенником, незаметно вынуть пробку из крышки резервуара – и излияние масла прекращалось (потому что избыток воздуха свободно выходил через отверстие). К этой уловке жрецы прибегали тогда, когда приношение молящихся было слишком скудно.
Гениальный Герои изобрел для храмов египетского города Александрия автоматически открывающиеся двери – в подарок египетским жрецам.
Двери «сами» открывались, когда жрец зажигал огонь на жертвеннике напротив него. В скрытом под жертвенником металлическом шаре огонь нагревал воздух, тот, расширяясь, проталкивал воду через сифон в огромную бадью, подвешенную на цепях системы весов и шкивов. Когда бадья становилась тяжелее, двери, установленные на осях, поворачивались. Еще одна удивительная вещь происходила, когда огонь на жертвеннике угасал. В результате быстрого охлаждения воздуха в шаре вода засасывалась в сифон другим путем. Опустевшая бадья возвращалась вверх, приводя в обратное движение систему шкивов, и двери торжественно закрывались.
Театры Герона
Далеко в глубину веков уходят истоки театра как зрелища, быть может, в те времена, когда первобытный человек впервые остановился, пораженный красотой солнечного восхода над озером или облака над влажным лугом. В ту пору человек еще не умел организовывать зрелища. Это научились делать народы Античного мира.
В Древней Греции в каждом городе существовал свой театр, который играл большую роль в общественной жизни. Греческие театры достигали больших размеров и могли вместить всех свободных граждан полиса (года-республики). Афинский театр вмещал 17 тыс. зрителей, а самый крупный театр Греции (в Мегаполисе), имеющий в диаметре 144 м, вмещал 44 тыс. зрителей. Нуждающимся гражданам в Афинах выдавали деньги для посещения театра – так называемые зрелищные деньги. Древние греки горячо реагировали на игру актеров, и если игра не нравилась, на сцену летели яблоки, сливы, инжир.
Расцвет греческого театрального искусства прежде всего обязан произведениям великих драматургов, которые выражали духовные интересы своего времени: Эсхилу, Софоклу и Еврипиду. В это время строительство театров в Греции приняло особый размах.
Не удивительно, что одним из лучших изобретений Герона Александрийского, были механические театры. В произведении «Театр автоматов» Герои описывает целый ряд храмовых и театральных автоматов различного назначения. По словам Герона, «представления автоматических театров пользовались в старину большой любовью, во-первых, потому, что в устройстве их проявилось много механического искусства, а затем и потому, что самое представление было поразительно. Ибо как раз при устройстве автоматов для различных деталей их приходится применять все отделы механики».
Из этих слов следует, что уже во времена Герона автоматы не были новинкой: их строили и раньше – «в старину». Следовательно, до нашей эры знали уже многое из механики: ведь для сооружения даже самых элементарных автоматов надо хорошо разбираться в механизмах и их частях, уметь производить вычисления, знать отношения и пропорции.
Герон Александрийский придумал стенды на колесах, которые самостоятельно передвигались по театру и удивительно напоминали самодвижущиеся треножники Гефеста. Их приводила в движение сила тяжести. Тяжелый груз, соединенный веревками и шкивами с колесами, помещали в верхней части емкости с зерном. По мере того как зерно высыпалось через отверстие в дне контейнера в нижний отсек, груз опускался, натягивая веревку и вращая колеса автомата. Приспособление напоминало комбинацию заводной игрушки и гигантских песочных часов, а гениальность конструкции Герона заключалась в удачном сочетании двух элементов.
Герон сконструировал различные виды стендов, способные перемещаться по кругу, по прямоугольнику, по дорожке в форме восьмерки или даже изменять направление и двигаться в обратную сторону, – все они управлялись системой грузов и шкивов, расположенных внутри стендов, которые меняли положение колес или опускали дополнительные наборы колес во время движения. Стенды не только самостоятельно двигались вперед и назад, они также могли перевозить механических кукол, которые, как и весь механизм, приводились в движение опускавшимися грузами.