Другая история науки. От Аристотеля до Ньютона

Герону приписывают изобретение простейшей паровой турбины и ветряной мельницы, хотя существуют некоторые сомнения в правильности перевода текста, упоминающего мельницу. Но нам важно то, что здесь мы встречаемся с двумя устройствами, которые действительно можно было превратить в эффективно действующие первичные двигатели, однако это так и не было сделано до новейшего времени.

Можно предположить, что сам Герон не понял смысла своих собственных изобретений. Такое случается, хоть и редко. Но его работы читали другие, и тоже не сделали никаких выводов. А такое могло быть только в двух случаях: или на самом деле эти изобретения были уже не только известны, но и воплощены в металл, — тогда Герон обычный популяризатор. Или, наоборот, технологии не позволяют создать такой механизм, — и тогда Герон обычный фантазёр. В любом случае, для Герона техника была просто забавой. Турбина вращается сама по себе и ничего не приводит в движение. Ветряные лопасти крутят особое приспособление, но это не мельница, а всего лишь хитроумная безделушка.

В восточных (условно говоря, мусульманских) землях ветряные мельницы появились приблизительно в VII веке, в Западной Европе — ближе к концу XII века. Поскольку Герон жил в Александрии, на византийской территории, то самая, на наш взгляд, возможная хронологическая точка для него — VI век, незадолго до появления мельниц в мусульманских странах, которые, понятно, при Героне ещё не могли быть мусульманскими, поскольку пророк Мухаммед жил позже.

Изобретение пневматики историки отдают другому александрийскому механику, Ктесибию (примерно 100 год до н. э.) Он изобрёл двухцилиндровый пожарный насос, который ни в чём существенном не отличается от современного; изобрёл водяные часы, водяной орган, а также аэротрон — военную машину, в которой роль упругого тела играл сжатый воздух. Как и пожарный насос, аэротрон представлял собой цилиндр с движущимися внутри них поршнями, так что в трудах Ктесибия мы имеем первое в истории техники упоминание о кинематической паре «цилиндр — поршень». Но опять не известно, когда это было написано, и опять нечто подобное есть у Леонардо да Винчи.

Далее вспоминают математика и механика Архимеда, который родился в Сиракузах на острове Сицилия, учился в Александрии, а погиб на родине: согласно легенде, во время осады его родного города римлянами он создал новые военные машины, надолго задержавшие врага под стенами Сиракуз. Но всё же город пал, и Архимед был убит. А когда много лет спустя в Сиракузы приехал Цицерон, он так и не сумел убедить местных жителей, что у них жил такой выдающийся механик.

Архимеду приписывают изобретение винта, усовершенствование зубчатого колеса, формулировку закона его имени, а также создание многих новых машин. Если учесть, что в начале XVII века, через 1800 лет после Архимеда, было известно всего лишь около сотни механизмов, то человечество должно быть ему неизбывно благодарно. Правда, само его имя даже в XV веке не было широко известно.

Важным источником, из которой черпают представления об античной технике, стали «Десять книг об архитектуре» римского архитектора и инженера Марка Витрувия Поллиона (считается, что он жил в I веке до н. э.). Десятая книга его сочинения посвящена машинам, и здесь же дано определение машины:

«Машина есть сочетание соединённых вместе деревянных частей, обладающее огромными силами для передвижения тяжестей».

Согласно Витрувию, машины и орудия различаются тем, что машины для выполнения работы требуют большого числа рабочих или применения большой силы (таковы, например, баллисты и давильные прессы), орудия же выполняют задание умелой рукой одного человека.

Здесь мы находим ещё одно историческое противоречие. Раннее Средневековье знало водоподъёмное колесо. Оно было вертикальным, с прикреплёнными к нему черпаками, которые перекачивали воду в оросительный желоб. На первых порах колесо вращал человек посредством топчака или ворота, потом стали использовать вола, затем силу воды. Столетиями применение водяного колеса ограничивалось мукомольным делом, но в конечном итоге оно стало главным источником двигательной силы, на фундаменте которого протекали начальные стадии развития современной цивилизации. Также много позже Витрувия применяли горизонтальное водяное колесо, вращающееся на вертикальном валу под действием потока воды, направляемого желобом.