Carhistory.gr Logo
  » ancient » Αιολόσφαιρα
Αιολόσφαιρα
ancient

Η αιολόσφαιρα ή ατμοστρόβιλος, ανακάλυψη του μηχανικού και γεωμέτρη Ήρωνα από την Αλεξάνδρεια, ήταν η πρώτη ατμομηχανή στην Ιστορία.

Στο διάβα των αιώνων, αρκετές είναι οι φορές που η ανθρωπότητα βρέθηκε μπροστά σε μια εφεύρεση-προφητεία, δηλαδή σε μια ανακάλυψη τεχνικής φύσης που προηγήθηκε κατά πολύ της εποχής της. Οι επινοήσεις τέτοιου είδους, είτε προχώρησαν έως την κατασκευή ενός και μοναδικού αντιτύπου, είτε παρέμειναν σε μορφή σχεδίου, θεωρούνται σήμερα ιδιαίτερα σημαντικές. Η πιο χαρακτηριστική φυσιογνωμία εφευρέτη με τόσο προχωρημένες ιδέες είναι αναμφίβολα ο Λεονάρντο ντα Βίντσι. Ο μεγάλος Ιταλός ζωγράφος μπορεί να είναι ο διασημότερος όλων στις ημέρες μας, στη συγκεκριμένη συνομοταξία αυτών των τόσο χαρισματικών ανθρώπων, ωστόσο αυτό δεν τον κάνει μοναδικό: Aιώνες πριν τη γέννησή του έδρασαν και άλλοι άξιοι επιστήμονες, με το σπουδαίο έργο τους χαμένο στα δεινά που ακολούθησαν τους πολέμους, τις επιδρομές και τις λεηλασίες της τόσο ταραγμένης εποχής τους. Ορισμένοι από αυτούς στάθηκαν τυχεροί, αφού η πλειονότητα του έργου τους διασώθηκε και στο διάβα της Ιστορίας έριξε νερό στο αυλάκι της επιστήμης. Τέτοιοι ήταν ο Θαλής, ο Αρχιμήδης, ο Ευκλείδης και κάποιοι ακόμα, που τα γραπτά και οι θεωρίες τους πέρασαν μέσω της μελέτης και της διδασκαλίας τρίτων στις επόμενες γενιές. Ανάμεσα σε αυτούς βρίσκεται και ο Ήρων ο Αλεξανδρεύς.


Ποιός ήταν

Ο μηχανικός και γεωμέτρης Ήρων ο Αλεξανδρεύς έζησε στην πιο σπουδαία πόλη που ίδρυσε κατά τη διάρκεια των νικηφόρων εκστρατειών του ο Αλέξανδρος Γ' ο Μέγας. Μυστήριο που δεν έχει ακόμη εξιχνιαστεί καλύπτει την περίοδο που έζησε, αφού δεν είναι γνωστό το πότε γεννήθηκε, ούτε και το πότε πέθανε. Οι περισσότεροι ιστορικοί, για να μπορούν να είναι όσο γίνεται πιο ακριβείς, τοποθετούν τη δράση του μεταξύ του 225 π.Χ. και του 275 μ.Χ. Είναι ξεκάθαρο πως ακολουθούσε τις ιδέες του μεγάλου μαθηματικού και εφευρέτη Κτησίβιου, χωρίς όμως να είναι βέβαιο αν ήταν μαθητής του ή μεταγενέστερος οπαδός των θεωριών του (ο Κτησίβιος έζησε στην Αλεξάνδρεια μεταξύ των ετών 300 π.Χ και 230 π.Χ., σύμφωνα με τους κατά προσέγγιση υπολογισμούς των μελετητών). Το συγγραφικό έργο του Ήρωνα, από το οποίο μεγάλο μέρος έχει σωθεί, ήταν πολυάριθμο. Επίσης, γνωρίζουμε γι αυτόν πως υπήρξε διευθυντής της περίφημης Ανώτατης Τεχνικής Σχολής της Αλεξάνδρειας, που ήταν το πρώτο Πολυτεχνείο που λειτουργούσε στο Μουσείο της πόλης για την εκπαίδευση των μηχανικών. Λένε γι αυτόν πως ήταν υποστηρικτής της θεωρίας των ατόμων, καθώς και θερμός οπαδός του Αρχιμήδη και του Φίλωνα.

Το περιβάλλον της εποχής

Για να αναπτύξεις καινοτόμες θεωρίες και να εισακουστείς, είναι απαραίτητο να ζεις σε καθεστώς πνευματικής ελευθερίας, που να ευνοεί την εξάπλωση των ιδεών. Τέτοιο ήταν το περιβάλλον των ελληνιστικών χρόνων. Μπορεί μια μερίδα ερευνητών να μιλά για παρακμή του αρχαίου ελληνικού κόσμου στην ίδια περίοδο, επικεντρώνοντας περισσότερο στη λήξη της στρατιωτικής του ισχύος και στην εξασθένιση του θεσμού των πόλεων-κρατών προς όφελος της μοναρχίας, η πραγματικότητα όμως ήταν διαφορετική για τον τότε γνωστό κόσμο. Οι κοινωνίες που ζούσαν γύρω από τη Μεσόγειο και την Μέση Ανατολή απολάμβαναν καθεστώς ανεξιθρησκείας και επικοινωνούσαν μεταξύ τους περισσότερο αποτελεσματικά, μέσω του εμπορίου, των τεχνών και της επιστήμης. Για πρώτη φορά στην ιστορία υπήρχε μια παγκόσμια γλώσσα, τα ελληνικά, ενώ η ανάπτυξη των θετικών επιστημών υπήρξε αλματώδης. Σε αυτό λοιπόν το περιβάλλον, ένα μυαλό τόσο καταρτισμένο όσο εκείνο του Ήρωνα, δεν ήταν δυνατόν να μην ανθίσει...

Το συγγραφικό του έργο

Καθοριστική ήταν η συμβολή των Αράβων επιστημόνων και μαθηματικών στη διάσωση του συγγραφικού έργου του Ήρωνος, καθώς τα μετέφρασαν στη γλώσσα τους, την περίοδο της πρώτης και ταχύτατης εξάπλωσης των μωαμεθανικών χαλιφάτων. Το πόσο επινοητικός, πολύπλευρος και πολυγραφότατος ήταν, μπορούμε να το καταλάβουμε και μόνο από την απλή αναφορά μας σε αυτά:

Όροι Γεωμετρίας & Γεωμετρικά
Περιέχει τον τύπο του Ήρωνα και την απόδειξή του, σχετική με τον ακριβή υπολογισμό του εμβαδού ενός τριγώνου, σε συνάρτηση με τις πλευρές του. Επίσης, σε αυτό υπάρχει μια επαναληπτική διαδικασία για τον υπολογισμό της τετραγωνικής ρίζας ενός αριθμού

Στερεομετρικά
Επεξήγηση προβλημάτων στερεομετρίας

Περί μέτρων
Γενικά προβλήματα μετρήσεων

Μετρικά Α, Β & Γ
Γενικά προβλήματα μετρήσεων

Περί διόπτρας
Αντικείμενό του οι τοπογραφικές μετρήσεις. Σε αυτό το έργο του αναλύεται το οδόμετρο, αλλά και το ναυτικό δρομόμετρο, που ήταν μια εφαρμογή του οδομέτρου για αποκλειστική χρήση σε πλοίο.

Κατοπτρικά
Με αντικείμενό του την οπτική

Πνευματικά Α & Β
Από τα σπουδαιότερά του, με την περιγραφή αυτόματων πνευματικών (πνευστών) και υδραυλικών συστημάτων. Αναλύεται η λειτουργία της αιολόσφαιρας, ενώ σε αυτό αναφέρονταν πολλαπλές εναλλασσόμενες σκηνές κινούμενων μορφών, που συνδυάζονταν με οπτικά και ηχητικά εφέ

Αυτοματοποιητική
Περιγραφές αυτόματων μηχανικών συστημάτων, δυνάμενων να κάνουν προγραμματισμένες κινήσεις

Μηχανική
Θεωρία της στατικής και της κινηματικής των σωμάτων. Ακόμη, ανάλυση μηχανικών στοιχείων όπως η σφήνα, ο κοχλίας, ο μοχλός και ο τροχός. Αναφέρονται επίσης οι ανυψωτικές μηχανές, αλλά και η μετάδοση κίνησης με οδοντωτούς τροχούς (!!)

Βελοποιΐκά
Η θεωρία της βολής και η επεξήγηση των ελληνιστικών βαλλιστικών όπλων

Οι εφευρέσεις του

Λειτουργούσαν κυρίως με συμπιεσμένο αέρα, φωτιά και νερό. Είχαν πολλαπλές εφαρμογές και μεγάλο εύρος χρήσης, από τους αυτοματισμούς σε θεατρικές παραστάσεις έως τους αμαξήλατους δρόμους της εποχής. Σας παρουσιάζουμε τις πιο γνωστές από αυτές, αφήνοντας την αιολόσφαιρα για το τέλος:

Οδόμετρο: To πρώτο trip computer
Ήταν συμβατό με οποιαδήποτε τύπο τροχοφόρου και αποτελείτο από ένα σύμπλεγμα με οδοντωτούς τροχούς και ατέρμονες κοχλίες, που μπορούσαν να μεταφέρουν την κίνηση του τροχού του άρματος και να την μετατρέψουν σε μονάδες μέτρησης μήκους, που καταγραφόταν από ένα σύστημα δίσκων στο άνω μέρος του οδομέτρου.

Mηχανή που κατασκεύαζε σπειρώματα για ξύλινες βίδες

Συντριβάνι που δούλευε με πεπιεσμένο αέρα

Κερματοδέκτης που δούλευε με νομίσματα και πρόσφερε νερό

Χειροκίνητος καταπέλτης

Η αιολόσφαιρα

Ο ατμοστρόβιλος (ή αιολόσφαιρα) του Ήρωνα αποτελείτο από ένα κλειστό δοχείο σφαιρικού σχήματος, που βρισκόταν εγκατεστημένο επάνω από μια δεξαμενή, η οποία ήταν γεμάτη νερό. Κάτω από αυτήν, άναβαν φωτιά. Όταν το νερό έβραζε παραγόταν ατμός, ο οποίος μέσω σωλήνων κατευθυνόταν στη σφαίρα. Εκεί, έβγαινε απο δύο άλλους σωλήνες, που ήταν τοποθετημένοι αντιδιαμετρικά και με αντίθετη φορά. Η δύναμη από την έξοδο του ατμού, σε συνάρτηση με την κατάλληλη για τις περιστάσεις έδραση της σφαίρας, την έκαναν να περιστρέφεται με ταχύτητα ανάλογη του βρασμού. Έτσι, το σύστημα έφτανε στη δημιουργία μιας κινητικής ενέργειας, που ανάγκαζε τη σφαίρα να επιταχύνει, ώσπου η τριβή και η αεροδυναμική αντίσταση να μπορούν να διατηρήσουν τη σφαίρα σε σταθερή ταχύτητα περιστροφής. Η ιδέα στην οποία στηριζόταν ο μηχανισμός της αιολόσφαιρας ήταν ο προπομπός της αρχής λειτουργίας της ατμομηχανής, που κατασκευάστηκε 18 αιώνες αργότερα. Είναι βέβαιο πως ο εμπνευστής της μελέτησε πολύ καλά τον Ήρωνα προτού την υλοποιήσει, όπως άλλωστε είχε κάνει πρωθύστερα και ο διαπρεπής επιστήμων από την Αλεξάνδρεια, με τα γραπτά του Αρχιμήδη. Η περιγραφή του ατμοστρόβιλου παρουσιάζεται από τον πρωταγωνιστή της ιστορίας μας, στο δεύτερο μέρος των Πνευματικών.

Θα μπορούσε;

Ήταν άραγε δυνατό να εξελιχθεί περαιτέρω η αιολόσφαιρα, ώστε η ενέργεια που παρήγαγε να έφθανε σε ευρεία χρήση και να χρησιμοποιηθεί στις οδικές μεταφορές; Με άλλα λόγια, θα μπορούσε η ατμομηχανή να βρίσκεται στην υπηρεσία του ανθρώπου από τους πρωτοχριστιανικούς αιώνες, συμβάλοντας στην έλευση της Αυτοκίνησης 1.200 χρόνια νωρίτερα; Παρά τα όσα θα επιθυμούσαμε εμείς ως Έλληνες, η απάντηση είναι όχι. Το πολιτικό υπόβαθρο της εποχής δεν ήταν σε θέση να υποστηρίξει ένα τόσο εκτεταμένο εγχείρημα, αφού το πρώτο οργανωμένο κράτος στην ανθρώπινη Ιστορία (η Ρωμαϊκή Αυτοκρατορία) αργά ή γρήγορα θα έμπαινε σε μια βαθιά κρίση και η εποχή της Pax Romana (της Ρωμαϊκής ειρήνης) θα παρερχόταν οριστικά. Εκτός των άλλων, υπήρχαν οι δούλοι, που κόστιζαν πολύ λιγότερο από τις μηχανές και για αιώνες ακόμη θα αποτελούσαν την εύκολη λύση στο ζήτημα της εκμετάλλευσης του ανθρώπινου δυναμικού για την παραγωγή έργου. Η απόσταση ήταν πολύ μεγάλη από αυτό που την περίοδο 1721-1850 χαρακτηρίστηκε ως βιομηχανική επανάσταση. Χωρίς την τελευταία (και ειδικότερα δίχως την εξέλιξη των τυφεκίων, των περιστρόφων και των ραπτομηχανών, με τις ιδιότητες της επαναληπτικής λειτουργίας) ο κινητήρας εσωτερικής καύσης, που έφερε στο προσκήνιο την Αυτοκίνηση, δε θα μπορούσε να υπάρξει. Τα όσα προαναφέραμε μπορεί να αποκλείουν τα ρομαντικά σενάρια που θα θέλαμε να ισχύουν, ωστόσο τίποτα δεν μας εμποδίζει να είμαστε υπερήφανοι για τον ευφυέστατο πρόγονό μας.

carhistory

Κείμενο: Σπύρος Χατήρας