مالك الحزين. إليوبيل، مضخة المكبس، المرجل

الثقافة اليونانية القديمة فريدة من نوعها لعدة أسباب. كان حاملوها قادرين على تبني وتنفيذ أعظم إنجازات الحضارات السابقة بطريقتهم الخاصة - السومريون والمصريون والبابليون. لقد كانت الحضارات الأولى، حتى قبل الإغريق، هي التي حققت أهم الاكتشافات في مجالات المعرفة الإنسانية مثل الرياضيات وعلم الفلك والتاريخ الطبيعي والهندسة المعمارية.

بالمناسبة، نحن نستخدم هذه المعرفة أيضا، كوننا ورثة الحضارات اليونانية في العصور الوسطى والقديمة. مجرد مثال صغير على الطبيعة القديمة لمعرفتنا بالعالم، أي المعرفة التي تحمل بصمة شيء قديم جدًا.

اليوم العالم كله يعد 60 ثانية ليحسب الدقيقة، ونفس عدد الدقائق ليحسب الساعة. ولكن لماذا بالضبط 60؟ هذا التقليد لحساب الوقت بهذه الطريقة بالضبط يأتي من العصور القديمة. ومن المؤكد أن اليونانيين اعتمدوا هذا التقليد من علماء الرياضيات في بلاد ما بين النهرين. ورث البابليون نظام الأعداد الستيني، إلى جانب الجداول الأكثر دقة لملاحظات الأجرام السماوية، من أسلافهم الأقدم - السومريين. وفي وقت لاحق، تم اعتماده أيضًا من قبل علماء الفلك اليونانيين.

أصل النظام الستيني لا يزال غير واضح. من المحتمل أن يكون مرتبطًا بنظام أرقام ثنائي عشري آخر. الحقيقة هي أن 5×12= 60. 5 هو عدد أصابع اليد. (6x60) نشأ النظام الاثني عشري بناءً على عدد كتائب أصابع اليد الأربعة عند عدها بإبهام اليد نفسها. تم استخدام كتائب الأصابع كأبسط عداد (الإبهام يتتبع حالة العد)، بدلاً من ثني الأصابع، وهو أمر شائع بين الأوروبيين.

إعادة بناء توربين هيرون البخاري

وغني عن القول أن الحضارات الأولى في بلاد ما بين النهرين ووادي النيل تركت لليونانيين إرثًا غنيًا من المعرفة التطبيقية. قام أعظم العلماء اليونانيين القدماء بتطويرها إلى أبعد من ذلك، وحققوا اكتشافات مذهلة في الهندسة والجبر والفيزياء. وأسماء العديد من هؤلاء العلماء معروفة - أرخميدس، عالم الرياضيات النظرية العظيم، وإقليدس، أبو الهندسة، وأرسطو، الذي يمكن أن يُطلق عليه بحق أبو الفيزياء كعلم نظري.

ولكن ربما لم يحقق أي عالم طبيعة يوناني قديم مثل هذا النجاح، ولم يصنع عددًا كبيرًا من الاختراعات المختلفة مثل هيرون الإسكندرية. حتى أنه يعتبر أحد أعظم المهندسين في تاريخ البشرية. عاش هذا الميكانيكي وعالم الرياضيات اليوناني القديم في النصف الأول من القرن الأول الميلادي، ولا يُعرف سوى القليل عن حياته الشخصية. على الرغم من ذلك، فقد تم الحفاظ على العديد من أعماله بالكامل بالترجمة العربية: علم الخصائص الميكانيكية، القياسات، الشعر الآلي (استمع فقط إلى صوته!)، الميكانيكا، كاتوبتريك (أي علم المرايا). وقد فقدت الآن بعض الأعمال بشكل لا رجعة فيه، بما في ذلك العديد من المخطوطات التي كانت محفوظة في مكتبة الإسكندرية). استخدم هيرون إنجازات العديد من أسلافه: ستراتو لامبساكوس، أرخميدس، إقليدس. كان لديه مجموعة واسعة من الاهتمامات - الهندسة والبصريات والميكانيكا والهيدروستاتيكا.

كان هو الذي امتلك عددًا من الاختراعات المذهلة في عصره - أبواب أوتوماتيكية، ونشاب سريع التحميل ذاتيًا، ومسرح عرائس ميكانيكي بزخارف أوتوماتيكية، وجهاز لقياس طول الطرق، أي عداد التاكسي القديم. يعود له الفضل في إنشاء أول جهاز قابل للبرمجة. ولكن دعونا نأخذ الوقت في الاعتبار - في ذلك الوقت، كان مثل هذا "الجهاز" عبارة عن عمود به دبابيس يتم لف الحبل عليه.

إحدى رسومات هيرون عبارة عن عضو يصدر الصوت باستخدام طاحونة هوائية

ولكن ربما كان اختراع هيرون الأكثر إثارة للدهشة، والذي سبق عصره بسبعة عشر قرنا، هو التوربين البخاري. نعم، نعم، هو الذي أنشأ أول محرك من هذا القبيل. لفترة طويلة (في كل الأوقات تقريبًا باستثناء الـ 300 عام الماضية)، كان الناس يعملون يدويًا قبل اختراع المحرك البخاري. أولا، تم استخدام القوة الحيوانية. بعد ذلك، تعلم الناس استخدام قوة الرياح كمصدر للطاقة، ونفخ الأشرعة وإدارة طواحين الهواء. وكانت الطاحونة نفسها أيضًا نوعًا من المحركات التي تضخ الماء والحبوب المطحونة.

كان هيرون أول من اقترح إمكانية تصنيع عمود ميكانيكي ليدور باستخدام الحرارة. إن مبدأ تشغيل جهازه معروف جيدًا، وقد نجت رسوماته حتى يومنا هذا. في ذلك، يتم تحويل طاقة بخار الماء الساخن والمضغوط إلى طاقة حركية، والتي يتم من خلالها تنفيذ العمل الميكانيكي على العمود.

ومع ذلك، كان محرك هيرون صغيرًا جدًا بحيث لا يمكنه القيام بأي عمل. لم يحصل المخترع على الاعتراف الواجب. في العصور الوسطى، في أوروبا، تم نسيان العديد من اختراعاته، أو تم رفضها، أو ببساطة لم تكن ذات أهمية عملية. من يدري متى كان من الممكن أن يبدأ العصر الصناعي لو أعيد اختراع المحرك البخاري قبل 400 عام؟ لكن التاريخ لا يتسامح مع المزاج الشرطي "ماذا لو...".

فقط في عام 1705 اخترع الإنجليزي توماس نيوكومن محركًا بخاريًا بدأ استخدامه لضخ المياه من مناجم الفحم. في القرن الثامن عشر، قام رجل إنجليزي آخر، جيمس وات، بإنشاء محرك محسّن. لقد ابتكر صمامات تعمل تلقائيًا على تحريك المكابس لأعلى ولأسفل. أي أنه الآن لم تعد هناك حاجة لشخص خاص للقيام بذلك. وهكذا بدأ عصر المحرك البخاري. في غضون مائة عام، بدأت السفن الأولى التي تعمل بمحركات البخار وأول قاطرات البخار في الإبحار حول العالم، واسمها يتحدث عن نفسه.

إحدى آخر القاطرات البخارية، صنعت عام 1944 في مونتريال. وزنها 320 طنا وطولها 30 مترا

لكن المحرك البخاري كان ثقيلا جدا، حيث حدث احتراق الوقود في صندوق الاحتراق، الذي كان منفصلا عن المراجل البخارية. تم تطوير محرك بنزين أكثر تقدمًا بعد ذلك بقليل في عام 1878 على يد الألماني نيكولاس أوتو. لم يتطلب مثل هذا المحرك صندوق نيران منفصلًا، وكان يتطلب وقودًا أقل، وكان أخف بكثير من المحرك البخاري ذي القوة المماثلة.

وهكذا مهد الفكر الهندسي الأوروبي، دون النظر إلى تجربة العصور الماضية، طريقه إلى التقدم. هيرون نفسه لم يذهب أبعد من البحث النظري. لقد نسي لفترة طويلة، وتم بناء مبنى العلم الحديث عمليا دون مساعدته. ومع ذلك، من الصعب التقليل من العبقرية الجريئة لهذا العالم القديم، الذي كانت مشاريعه المذهلة قبل آلاف السنين بأكملها.

مالك الحزين الإسكندري شخص مشهور إلى حد ما وأثار الكثير من الجدل. لقد اخترع الأجهزة التي تستخدمها البشرية حتى يومنا هذا، مما أدى إلى تحسينها قليلا - على سبيل المثال، البوابات الأوتوماتيكية. ولكن، لسوء الحظ، كانت بعض جهوده عبثا.

أصبحت سنوات حياة عالم الرياضيات والميكانيكا اليوناني الشهير موضع جدل كبير، لكنها لا تزال تعود إلى النصف الثاني من القرن الأول الميلادي. نظرًا لأن التاريخ الدقيق غير معروف، فقد وضع المؤرخون وكتاب السيرة المؤهلون افتراضات وقاموا ببناء إصدارات مختلفة. اتفق الجميع على أنه عاش بعد أرخميدس، حيث يعتمد هيرون في أعماله على المعرفة المقدمة في كتاباته. بالإضافة إلى ذلك، يذكر الشكل السكندري في أعماله خسوف القمر في 13 مارس 62 بطريقة يمكن للمرء أن يستنتج أنه لاحظ بنفسه الظاهرة المذكورة أعلاه.

تفاصيل حياة هذا العالم غير معروفة، ولم يتم الحفاظ على البيانات الدقيقة المتعلقة بسيرته الذاتية. ربما لم يكن المؤرخون في ذلك الوقت مهتمين جدًا بهذا الشخص، ولكن بطريقة أو بأخرى، كل التواريخ تقريبية. مسقط رأس المخترع الكبير كانت مدينة الإسكندرية.

يعتبر هيرون مهندسا عظيما وموهوبا في تاريخ البشرية. ويُنسب إليه اختراع الأبواب الأوتوماتيكية، والقوس والنشاب ذاتي التحميل، والتوربينات البخارية، ومسرح الدمى الآلي. من هذا يمكننا أن نستنتج أنه خصص الكثير من الوقت للأتمتة.

أحب هيرون العلوم الدقيقة بكل روحه، وكانت أفكاره مشغولة بالكامل بالهندسة والميكانيكا والبصريات. يعتبر معلم هذا المخترع الشهير عالمًا مشهورًا في اليونان القديمة - ستيسيبيوس، لأن اسمه هو الذي ذكره هيرون مرارًا وتكرارًا في ملاحظاته. على الرغم من أنه استخدم أيضًا اختراعات أسلافه - إقليدس وأرخميدس.

وأهم ممتلكات هيرون الإسكندري هي الكتب التي بقيت بعده. لا تصف هذه الأعمال ابتكارات المؤلف نفسه فحسب، بل تصف أيضًا معرفة واكتشافات معاصريه وغيرهم من المكتشفين اليونانيين القدماء. أشهر أعمال هيرون هي أعمال بعنوان "القياسات"، "علم الخصائص الميكانيكية"، "الشعر الآلي"، "الميكانيكا". ولم ير الأحفاد الملاحظات الأخيرة إلا باللغة العربية، علاوة على ذلك، لم يتم حفظ جميع أعمال المؤلف المذكورة أعلاه في النسخة الأصلية للمؤلف. على سبيل المثال، المخطوطة التي يصف فيها هيرون المرايا موجودة فقط باللغة اللاتينية.

يتحدث المؤلف في أعماله عن الجيوديسيا عن عداد المسافات الأول. هذا هو اسم الجهاز الذي يقيس المسافة. في عام 1814، تم نشر عمل هيرون "على الديوبتر"، حيث يحدد معايير مسح الأراضي، والتي تعتمد على استخدام الإحداثيات المستطيلة. الديوبتر هو جهاز أولي لقياس الزوايا، ويُنسب اكتشافه إلى مالك الحزين. لقد زار العقل المشرق لهذا العالم الشهير أفكارًا رائعة حقًا، لكن معظم ابتكاراته في العصور الوسطى تم رفضها من قبل معاصريه. وقد تم تفسير ذلك من خلال حقيقة أن مثل هذه الظواهر لم تكن ذات أهمية عملية.

في عمله بعنوان "الميكانيكا"، والذي يتكون من 3 أجزاء، وصف هيرون 5 أنواع من الآليات الأولية - البوابة، والرافعة، والإسفين، والكتلة والمسمار. شكلت الأجهزة المذكورة أعلاه الأساس لهياكل أكثر تعقيدًا، وترتبط بها "القاعدة الذهبية للميكانيكا" - يتم تحقيق زيادة في القوة عند استخدام هذه الآليات من خلال زيادة الوقت المستغرق.

كرة عولس، سلف التوربينات البخارية الحديثة، مذكورة أيضًا في أعماله. ويمكن أيضًا اعتباره أول محرك حراري. كان الجهاز المذكور أعلاه عبارة عن مرجل من البرونز تم دعمه على دعامات. تم ربط زوج من الأنابيب بغطاءها، وحملوا الكرة. يتدفق البخار عبر الأنابيب من المرجل إلى الكرة، وعندما يخرج من الأنابيب يقوم بتدوير الكرة.

ومضخة مياه النار، والتي ورد ذكرها أيضًا في مخطوطات المكتشف الإسكندري، كانت تضخ المياه بشكل مستمر، والنافورة المعجزة (وتسمى أيضًا نافورة هيرون) تعمل دون استخدام الطاقة.

العديد من أعمال العالم تتعلق بالبصريات. أجرى تجارب وحلل المشكلات المتعلقة بانكسار أشعة الضوء، وقام بوضع افتراضات. على سبيل المثال، في أطروحة "Catoptrics"، أوضح الباحث الشهير استقامة أشعة الضوء مع سرعة انتشارها العالية بشكل لا يصدق، وكذلك نوع وشكل المرآة التي شاركت في التجربة.

تحتوي أطروحات الرياضيات على عدد كبير من الصيغ. كان لدى العالم أيضًا أوصاف للأشكال الهندسية. يعرف الجميع صيغة هيرون من المدرسة - فهي تستخدم لتحديد مساحة المثلث على طول نصف المحيط وثلاثة جوانب. وعلى الرغم من أن أرخميدس هو من استنتجها، إلا أن هذه النظرية تحمل اسم عالم من الإسكندرية.

ابتكر المخترع الموهوب جهازًا آخر مفيدًا بشكل لا يصدق - مصباح الزيت الأوتوماتيكي. في العصور القديمة، تم استخدام مصباح الزيت للإضاءة، وهو عبارة عن وعاء يحتوي على فتيل محترق، مشبع بالزيت سابقًا. كانت قطعة صغيرة من القماش بمثابة الفتيل، والتي تحترق بسرعة كبيرة. كان العيب الرئيسي لجهاز الإضاءة هذا هو أنه كان من الضروري ضبط مستوى الزيت في الوعاء باستمرار. وإذا كان لا يزال من الممكن التحكم في أحد هذه المصابيح، فيجب تعيين خادم للعديد من الأجهزة المماثلة، والذي يضيف الزيت باستمرار إلى المصباح ويغير قطعة القماش المحترقة بأخرى جديدة. قام مالك الحزين بتحسين هذا التصميم من خلال ربط عوامة وترس بالوعاء. عندما نفد الزيت الموجود في الوعاء، هبطت العوامة إلى الأسفل، واستدارت عجلة التروس وغذت فتيلًا جديدًا.

أولى هيرون الكثير من الاهتمام للنظريات والصيغ، لكنه في أعماله أعطى فقط أمثلة على هذه الصيغ، ولم يصف إثباتها أو تطبيقها. لذلك، لم يكن كل منهم في الطلب في اليونان القديمة. وبنفس الطريقة، لم تجد الآليات التي أنشأها هيرون تطبيقًا على الفور، لأنه في العالم القديم كان العبيد يقومون بكل العمل الشاق. ولم يكن عمل الميكانيكيين في ذلك الوقت موضع تقدير، وكان يساوي عمل العبيد.

ولهذا السبب تم وضع معظم اختراعات هيرون جانباً لعدة قرون. تم إعادة اكتشاف بعض اختراعات العالم فيما بعد، ولكن على يد علماء آخرين لم يأخذوا الفضل في اكتشافات الآخرين، ولكنهم ببساطة لم يسمعوا أي شيء عن المخترع السكندري وإنجازاته.

اسم هيرون لا يزال على شفاه الجميع حتى يومنا هذا، وهذا لا يرتبط فقط بنظريته.

هناك سبب آخر. وفي عام 1976، أطلق الاتحاد الفلكي الدولي على فوهة بركان على الجانب البعيد من القمر اسم الفيزيائي والرياضي العظيم، لتخليدها إلى الأبد. لذلك، قام مالك الحزين الإسكندري بالعديد من الاكتشافات، ولكن تم تقدير جزء صغير منها فقط.

في أوروبا، كان لا بد من إعادة اكتشاف العديد من الاختراعات اليونانية بعد 1000-2000 سنة. كان هذا ثمن ثلاثة انتصارات - روما والمسيحية والبرابرة.

على سبيل المثال، تم استخدام رافعة البناء في بناء المعابد في اليونان القديمة حوالي عام 515 قبل الميلاد. يعود أول ذكر "حديث" للصنبور إلى عام 1740 في فرنسا.

تم استخدام آليات التروس في القرن الخامس قبل الميلاد، ولم يتم تطويرها إلا بعد القرن الثالث عشر.

كشفت الحفريات في أثينا وأولمبيا عن وجود حمامات وأحواض استحمام وأنابيب مياه ساخنة، تم بناؤها في القرن الخامس قبل الميلاد. تم إعادة صنع اختراع مماثل في القرن السادس عشر في إنجلترا.

تم تنفيذ التخطيط الحضري لأول مرة من قبل المهندس المعماري هيبوداموس أثناء بناء مدينة ميليتس (حوالي 400 قبل الميلاد). ولم يتم التخطيط لفلورنسا إلا بعد مرور 1800 عام، خلال أوائل عصر النهضة.

ظهر القوس والنشاب (gastropet) في اليونان القديمة حوالي عام 400 قبل الميلاد. بدأ استخدامه في أوروبا في العصور الوسطى في القرنين الرابع عشر والخامس عشر.

تم تسخين معبد أرتميس في أفسس عن طريق تدوير الهواء الدافئ في القرن الرابع قبل الميلاد. تم تجديد نظام التدفئة المركزية في الأديرة السسترسية في القرن الثاني عشر.

كان الإسطرلاب معروفًا في اليونان حوالي عام 200 قبل الميلاد، لكنه عاد إلى أوروبا عبر العالم العربي وإسبانيا في القرن الحادي عشر.

عداد المسافات (جهاز لقياس المسافات) استخدمه الإسكندر الأكبر وأعاد اختراعه ويليام كلايتون في عام 1847.
ومن المميزات أن العديد من الاختراعات تمت في أكبر مركز علمي لليونانيين - الإسكندرية، وأشهر مخترع الإسكندرية هو هيرون الإسكندرية.

هيرون الإسكندري، عالم رياضيات وميكانيكا يوناني عاش في القرن الأول الميلادي، يعتبر أعظم مهندس في تاريخ البشرية كله.
كان مالك الحزين الإسكندري مهووسًا بالأجهزة والآليات الأوتوماتيكية المختلفة. بالإضافة إلى المحرك البخاري الأول، صمم هيرون مسارح الدمى الميكانيكية، ومحرك إطفاء، وعداد المسافات، ومصباح زيت ذاتي التعبئة، ونوع جديد من الحقن، وأداة طبوغرافية تشبه المزواة الحديثة، وجهاز مائي، وجهاز يعمل على بدا الأمر عند تشغيل طاحونة هوائية، وما إلى ذلك. تم وصف عدد من الأجهزة البارعة بالتفصيل في سلسلة من الكتب المدرسية في القرن الأول. ن. اه، مذهل.
آلة إيداع الأموال الخاصة به، مثل العديد من معجزاته الأخرى، كانت مخصصة للاستخدام في المعابد. كانت الفكرة وراء هذه الآلية هي أن يقوم المؤمن بوضع عملة برونزية من فئة 5 دراخما في الفتحة وفي المقابل يحصل على بعض الماء لغسل الوجه واليدين قبل دخول المعبد. وفي نهاية اليوم، يمكن للكاهنات جمع التبرعات من الآلة. ويتم فعل شيء مماثل في بعض كاتدرائيات الروم الكاثوليك الحديثة، حيث يقوم الناس بوضع العملات المعدنية في آلات لإضاءة الشموع الكهربائية.
الجهاز القديم يعمل على النحو التالي. سقطت العملة في كوب صغير تم تعليقه من أحد طرفي كرسي هزاز متوازن بعناية. وتحت ثقله، ارتفع الطرف الآخر من الكرسي الهزاز، وفتح الصمام، وتدفق الماء المقدس. بمجرد سقوط الكوب، انزلقت العملة لأسفل، وارتفعت نهاية الروك مع الكوب، وسقط الآخر، وأغلق الصمام وأوقف الماء.
ربما تكون آلية هيرون البارعة مستوحاة جزئيًا من فكرة الجهاز الذي اخترعه فيلو البيزنطي قبل ثلاثة قرون. لقد كانت عبارة عن وعاء به آلية غامضة إلى حد ما تم بناؤها بداخلها وتسمح للضيوف بغسل أيديهم. تم نحت يد تحمل كرة الخفاف فوق أنبوب الماء. وعندما أخذها أحد الضيوف لغسل يديه قبل العشاء، اختفت الذراع الميكانيكية داخل الآلية وتدفق الماء من الأنبوب. وبعد مرور بعض الوقت، توقف الماء عن التدفق وظهرت يد ميكانيكية بقطعة جديدة من الخفاف مُجهزة للضيف. ولسوء الحظ، لم يترك فيلو وصفًا تفصيليًا لكيفية عمل هذه الأعجوبة الميكانيكية الاستثنائية، ولكن يبدو أنها كانت مبنية على نفس مبادئ الإنسان الآلي.
منذ حوالي 2000 عام، اخترع هيرون أبوابًا تفتح تلقائيًا لمعابد مدينة الإسكندرية المصرية.
بالإضافة إلى ذلك، كان هيرون أيضًا متخصصًا في تنظيم العروض العامة. كان تصميمه لأبواب المعبد الأوتوماتيكية بمثابة هدية للكهنة المصريين، الذين استخدموا على مدى قرون معجزات ميكانيكية أو غيرها لتعزيز قوتهم وهيبتهم.
باستخدام مبادئ ميكانيكية بسيطة نسبيًا، اخترع هيرون جهازًا يتم من خلاله فتح أبواب معبد صغير، كما لو كانت بأيدي غير مرئية، عندما أشعل الكاهن النار على المذبح المقابل له.
في كرة معدنية مخبأة تحت المذبح، قامت النار بتسخين الهواء. لقد توسعت ودفعت الماء عبر السيفون إلى حوض ضخم. تم تعليق الأخير بالسلاسل بواسطة نظام من الأوزان والبكرات، مما أدى إلى تدوير الأبواب على محاورها عندما يصبح الحوض أثقل.
عندما خمدت النار على المذبح، حدث شيء مدهش آخر. ونتيجة للتبريد السريع للهواء الموجود في الكرة، تم امتصاص الماء إلى السيفون بطريقة مختلفة. عاد الحوض الفارغ إلى الأعلى، وأعاد نظام البكرة إلى الحركة، وأُغلقت الأبواب رسميًا.
تصميم آخر موصوف في أعمال هيرون هو البوق الذي دق عند فتح أبواب المعبد. لعبت دور جرس الباب وجهاز إنذار ضد السرقة.
ليس هناك شك في أن نظام الأبواب الأوتوماتيكية الذي وصفه هيرون كان يستخدم بالفعل في المعابد المصرية وربما في أماكن أخرى من العالم اليوناني الروماني. وأشار المخترع نفسه بشكل عابر إلى نظام بديل يستخدمه مهندسون آخرون: "يستخدم بعضهم الزئبق بدلاً من الماء، لأنه أثقل ويمكن فصله بسهولة بالنار". ما كان يقصده هيرون بالكلمة المترجمة على أنها "قطع الاتصال" لا يزال غير معروف، ولكن استخدام الزئبق بدلاً من الماء في آليات مشابهة لتصميم هيرون جعلها بالتأكيد أكثر كفاءة.

محرك هيرون البخاري.

اخترع هيرون الإسكندري أول محرك بخاري عامل وأطلق عليه اسم "كرة الرياح". تصميمه بسيط للغاية. تم وضع مرجل رصاصي واسع مملوء بالماء فوق مصدر حراري، مثل حرق الفحم. ومع غليان الماء في أنبوبين تدور في وسطهما كرة، يتصاعد البخار. انطلقت نفاثات من البخار عبر فتحتين في الكرة، مما أدى إلى دورانها بسرعة عالية. نفس المبدأ يكمن وراء الدفع النفاث الحديث.
هل يمكن استخدام المحرك البخاري لأغراض عملية؟ للعثور على إجابة لهذا السؤال، قام أخصائي الآثار الدكتور جي جي لاندلز من جامعة ريدينغ، بمساعدة متخصصين من كلية الهندسة، بعمل نموذج عمل دقيق لجهاز هيرون. واكتشف أن لها سرعة دوران عالية تصل إلى 1500 دورة في الدقيقة على الأقل: "ربما كانت كرة جهاز هيرون هي أسرع جسم يدور في عصره".
ومع ذلك، واجه لاندلز صعوبة في ضبط الوصلات بين الكرة الدوارة وأنبوب البخار، مما حال دون فعالية الجهاز. سمحت المفصلة السائبة للكرة بالدوران بشكل أسرع، ولكن بعد ذلك تبخر البخار بسرعة؛ كانت المفصلة الضيقة تعني إهدار الطاقة في التغلب على الاحتكاك. ومن خلال التوصل إلى حل وسط، حسب لاندلز أن كفاءة آلية هيرون ربما كانت أقل من واحد بالمائة. ولذلك، لإنتاج عُشر حصان (قوة شخص واحد)، ستكون هناك حاجة إلى وحدة كبيرة إلى حد ما، تستهلك كمية هائلة من الوقود. سيتم إنفاق طاقة أكبر على هذا مما يمكن أن تنتجه الآلية نفسها.
تمكن مالك الحزين من اختراع طريقة أكثر كفاءة لاستخدام الطاقة البخارية. وكما أشار لاندلز، فإن جميع العناصر الضرورية لمحرك بخاري فعال موجودة في الأجهزة التي وصفها هذا المهندس القديم. صنع معاصروه أسطوانات ومكابس عالية الكفاءة، استخدمها هيرون في تصميم مضخة مياه لمكافحة الحرائق. تم العثور على آلية صمام مناسبة للمحرك البخاري في تصميمه لنافورة مياه تعمل بالهواء المضغوط. آليته تشبه بخاخ الحشرات الحديث. وكانت تتألف من غرفة برونزية مستديرة، وهي أكثر تقدماً من الغلاية الرصاصية في محركه البخاري، إذ يمكنها تحمل الضغوط العالية.
كان من السهل على هيرون أو أي من معاصريه الجمع بين كل هذه العناصر (الغلاية والصمامات والمكبس والأسطوانة) لصنع محرك بخاري عملي. حتى أنه قيل إن هيرون ذهب إلى أبعد من ذلك في تجاربه، حيث جمع العناصر الضرورية في محرك بخاري فعال، لكنه إما مات أثناء الاختبار أو تخلى عن هذه الفكرة. لم يتم إثبات أي من هذه الافتراضات. على الأرجح، بسبب جدول أعماله المزدحم، لم يتمكن من تنفيذ هذه الفكرة. ومع ذلك، كان هناك العديد من المهندسين الآخرين ذوي المعرفة والمبدعين في الإسكندرية والعالم اليوناني الروماني. فلماذا لم يطور أي منهم هذه الفكرة بشكل أكبر؟ يبدو أن الأمر كله يتعلق بالاقتصاد. لم تتحقق إمكانات العديد من الاختراعات بشكل كامل في العالم القديم بسبب اقتصاد العبيد. وحتى لو تمكن أحد العلماء العبقريين من إنشاء محرك بخاري قادر على أداء عمل مئات الأشخاص، فإن الآلية الأخيرة لن تثير الاهتمام بين رجال الصناعة، لأن العمالة المتوفرة لديهم كانت دائمًا في متناول أيديهم في سوق العبيد. لكن مسار التاريخ كان يمكن أن يكون مختلفا..

نافورة هيرون.

أحد الأجهزة التي وصفها العالم اليوناني القديم هيرون الإسكندري كانت النافورة السحرية. وكانت المعجزة الرئيسية لهذه النافورة هي أن المياه تتدفق من النافورة من تلقاء نفسها دون الاستعانة بأي مصدر خارجي للمياه. يظهر مبدأ تشغيل النافورة بوضوح في الشكل. ربما سيقرر شخص ما، بالنظر إلى مخطط النافورة، أنه لا يعمل. أو، على العكس من ذلك، سوف يخطئ مثل هذا الجهاز في آلة الحركة الدائمة. لكن من قانون الفيزياء الخاص بحفظ الطاقة نعرف استحالة إنشاء آلة ذات حركة أبدية. دعونا نلقي نظرة فاحصة على كيفية عمل نافورة هيرون.
تتكون نافورة هيرون من وعاء مفتوح وسفينتين مغلقتين أسفل الوعاء. يمتد أنبوب مغلق تمامًا من الوعاء العلوي إلى الحاوية السفلية. إذا صببت الماء في الوعاء العلوي، يبدأ الماء بالتدفق عبر الأنبوب إلى الوعاء السفلي، مما يؤدي إلى إزاحة الهواء من هناك. نظرًا لأن الحاوية السفلية نفسها مغلقة تمامًا، فإن الهواء الذي يدفعه الماء عبر الأنبوب المغلق ينقل ضغط الهواء إلى الوعاء الأوسط. يبدأ ضغط الهواء في الحاوية الوسطى بدفع الماء للخارج، وتبدأ النافورة في العمل. إذا، لبدء العمل، كان من الضروري صب الماء في الوعاء العلوي، ثم لمزيد من تشغيل النافورة، تم استخدام الماء الذي سقط في الوعاء من الحاوية الوسطى بالفعل. كما ترون، تصميم النافورة بسيط للغاية، ولكن هذا فقط للوهلة الأولى.
يتم صعود الماء إلى الوعاء العلوي بسبب ضغط الماء على ارتفاع H1، بينما ترفع النافورة الماء إلى ارتفاع أكبر بكثير وهو H2، وهو ما يبدو للوهلة الأولى مستحيلاً. ففي نهاية المطاف، ينبغي أن يتطلب هذا المزيد من الضغط. لا ينبغي أن تعمل النافورة. لكن تبين أن معرفة الإغريق القدماء كانت عالية جدًا لدرجة أنهم اكتشفوا كيفية نقل ضغط الماء من الوعاء السفلي إلى الوعاء الأوسط، ليس بالماء، بل بالهواء. وبما أن وزن الهواء أقل بكثير من وزن الماء، فإن فقدان الضغط في هذه المنطقة ضئيل للغاية، وتنطلق النافورة من الوعاء إلى ارتفاع H3. سيكون ارتفاع نافورة النافورة H3، دون مراعاة فقد الضغط في الأنابيب، مساوياً لارتفاع ضغط الماء H1.
وبالتالي، لكي تتدفق مياه النافورة إلى أعلى مستوى ممكن، من الضروري جعل هيكل النافورة على أعلى مستوى ممكن، وبالتالي زيادة المسافة H1. بالإضافة إلى ذلك، تحتاج إلى رفع الوعاء الأوسط إلى أعلى مستوى ممكن. أما قانون الفيزياء الخاص بحفظ الطاقة فهو محترم بالكامل. يتدفق الماء من الوعاء الأوسط تحت تأثير الجاذبية إلى الوعاء السفلي. حقيقة أنها تشق طريقها عبر الوعاء العلوي، وفي الوقت نفسه تنطلق هناك مثل النافورة، لا تتعارض بأي حال من الأحوال مع قانون الحفاظ على الطاقة. كما تفهم، فإن وقت تشغيل هذه النوافير ليس لانهائيا؛ في نهاية المطاف، سوف تتدفق كل المياه من الوعاء الأوسط إلى الجزء السفلي، وسوف تتوقف النافورة عن العمل.
باستخدام مثال بناء نافورة هيرون، نرى مدى ارتفاع معرفة العلماء اليونانيين القدماء في علم الخصائص الهوائية.

حريق مالك الحزين بالإسكندرية.

كل صباح، كان كهنة الهيكل يوقدون نار الذبيحة على المذبح. وبمجرد أن اشتعلت النيران بشكل صحيح، على الفور، بإرادة آلهة اليونان القديمة، فتحت الأبواب من قوة مجهولة. وعندما جاء المساء، أطفأ الكهنة النار، ومع ذلك، بإرادة آلهة اليونان القديمة، أُغلقت الأبواب. لا شيء سوى النار على المذبح يمكن أن تفتح أبواب الهيكل. لقد اعتبر الإغريق القدماء ذلك بمثابة معجزة عظيمة، مما أدى إلى تعزيز الإيمان بالآلهة. حتى المسيحيين الأوائل اعتبروها معجزة. صحيح أن هذه المعجزة في رأيهم لم تتم من قبل الله بل من قبل الشيطان.
مبدأ عمل هذه المعجزة موصوف في كتابه من قبل عالم اليونان القديم هيرون الإسكندرية.
لم تكن أبواب الهيكل مثبتة على مفصلات عادية، بل على دعامات مستديرة كانت تدخل تحت أرضية الهيكل. كان هناك حبل ملفوف حول الدعامات يمكن سحبه لفتح الأبواب. لإغلاق الأبواب تلقائيًا، تم استخدام ثقل موازن في التصميم. لكن هذه ليست معجزة حقيقية بعد. إن إخفاء شخص ما تحت الأرض ليس فكرة جيدة. من السهل جدًا اكتشاف مثل هذا الخداع.
ومن أجل معجزة حقيقية، تم استخدام خاصية تمدد الهواء عند تسخينه. تم جعل المذبح محكم الإغلاق، وعندما يسخن، يخرج الهواء الدافئ من المذبح عبر أنبوب خاص. ومن خلال هذا الأنبوب، يدخل الهواء إلى وعاء مملوء بالماء. بدأ ضغط الهواء الساخن في إزاحة الماء من الوعاء. يملأ الماء دلوًا مربوطًا بنظام فتح الباب من خلال أنبوب منحني. قام دلو مملوء بالماء بسحب حبل، ففتحت الأبواب بأمر من آلهة اليونان القديمة العظيمة.

وفي المساء، عندما توقف الكهنة عن إشعال النار، بدأ الهواء داخل المذبح يبرد. تم إنشاء فراغ ضعيف في المذبح والجزء العلوي من الوعاء بالماء، وتم توجيه الماء من الدلو تحت تأثير الضغط الجوي إلى الوعاء مرة أخرى. أصبح الدلو أخف وزنا، وأغلق الثقل الموازن الأبواب.
كما ترون، فإن آلهة اليونان القديمة لا علاقة لها بهذا. لكن الأولاد في اليونان القديمة لم يتعلموا أساسيات الديناميكا الحرارية في المدرسة في سن الرابعة عشرة، ولم تذهب الفتيات إلى المدرسة على الإطلاق. لذلك، حتى لو اكتشف شخص ما الآليات الموجودة تحت المعبد، فسيظل يعتقد أن أبواب المعبد تفتح من قبل آلهة اليونان القديمة. وبالتأكيد ليس من قبل كهنة الهيكل.
الآلية التي وصفها هيرون هي واحدة من أولى الآليات في تاريخ تكنولوجيا المحركات الحرارية. إنها في الواقع مضخة مياه. لكن مضخة مياه غير عادية للغاية. في هذا التصميم، سائل العمل ليس الماء أو البخار، بل الهواء.

مضخة حريق مالك الحزين بالإسكندرية.

أحد الأجهزة الموصوفة في كتاب العالم اليوناني القديم هيرون الإسكندري كانت مضخة مياه النار. يعتبر مبتكر مضخة النار هذه عالمًا عظيمًا آخر في اليونان القديمة، ستيسيبيوس، معلم هيرون الإسكندرية.
كانت المضخة التي وصفها هيرون الإسكندري تتمتع بجميع ميزات المضخة اليدوية الحديثة. كانت تتألف من اسطوانتين عاملتين. كان لكل اسطوانة صمامان. أحدهما هو الشفط والآخر هو التفريغ. تم تجهيز المضخة بغطاء معادلة الهواء. تم استخدام رافعة الموازن لقيادة أسطوانات المضخة. تم تصميم المضخة ليتم تشغيلها من قبل شخصين.
مبدأ تشغيل المضخة بسيط للغاية. عندما يتحرك مكبس المضخة لأعلى، يتم إنشاء ضغط منخفض في الاسطوانة، ويدخل الماء من الخزان تحت تأثير الضغط الجوي إلى الاسطوانة.
عندما يتحرك المكبس إلى الأسفل، يخرج الماء تحت ضغط المكبس من الأسطوانة إلى غطاء معادلة الهواء. يتم منع حركة الماء في الاتجاه الآخر بواسطة صمامات المضخة.
الغرض الرئيسي من غطاء التعادل هو تخفيف التقلبات في ضغط الماء عند مخرج المضخة.
قبل بدء تشغيل المضخة، يكون غطاء المعادلة فارغًا ومملوءًا بالكامل بالهواء. عندما تكون المضخة قيد التشغيل، يتم ملء غطاء المعادلة بالمياه القادمة من الأسطوانات. نظرًا لأن الماء يسد جميع منافذ الهواء بسرعة، فلا يوجد أمام الهواء خيار سوى الضغط تحت ضغط الماء الذي يدخل إلى الغطاء. في مرحلة معينة، يصبح الضغط في النظام متوازنًا ويبدأ الماء بالتدفق من غطاء التوازن إلى أعلى الأنبوب، ويبقى الهواء المضغوط في الجزء العلوي من الغطاء.
عندما تصل المكابس إلى النقاط الميتة العلوية أو السفلية، يحدث توقف طفيف في تشغيل المضخة. ولكن الماء لا يزال مستمرا في الخروج من المضخة. إن الهواء المضغوط الموجود في غطاء التوازن هو الذي يستمر في دفع الماء للخارج. ونتيجة لذلك، يتدفق الماء من المضخة باستمرار، دون أي نبض.
يُظهر وجود غطاء معادلة في المضخة مدى ارتفاع المعرفة في علم الخصائص الهوائية لدى اليونانيين القدماء.

مهندس يوناني قديم، فيزيائي، ميكانيكي، عالم رياضيات، مخترع.

مالك الحزين الإسكندري (ربما القرنين الأول والثاني الميلادي) - مهندس يوناني قديم، فيزيائي، ميكانيكي، عالم رياضيات، مخترع. قام بالتدريس في الإسكندرية. لقد وصلت إلينا جميع أعماله العلمية الواسعة تقريبًا.

وصف هيرون الإنجازات الرئيسية للعالم القديم في مجال الميكانيكا التطبيقية. اخترع عددا من الأدوات

في والأتمتة، على وجه الخصوص، جهاز لقياس طول الطرق، والذي يعمل على نفس مبدأ عدادات التاكسي الحديثة، والساعات المائية المختلفة، وما إلى ذلك. ووصف جهاز الديوبتر، الجد الأكبر للمزواة الحديثة. كان هيرون أول من درس خمسة أنواع من الآلات البسيطة: الرافعة، البوابة، الإسفين، السادس

الإقليم الشمالي وكتلة، وضع أسس الأتمتة. وصف مالك الحزين السكندري في كتابه "علم الخصائص الميكانيكية" عددًا من "الحيل السحرية" المبنية على مبادئ استخدام الحرارة والضغط التفاضلي. اندهش الناس من معجزاته: ففتحت أبواب الهيكل عندما أشعلت نار فوق المذبح. لقد توصل هذا العالم

تم تصميم آلة لبيع المياه "المقدسة" على شكل كرة تدور بقوة نفث البخار. اخترع عددًا من الأدوات والآلات الأخرى.

لقد قام بتنظيم معرفة القدماء بشكل كامل في مجال الظواهر الضوئية. بعد أعماله، بدأ جميع العلماء في تقسيم البصريات إلى Catoptrics، I. E. علم الانعكاس والديوبتر

إيكو، أي. علم تغير اتجاه أشعة الضوء عند دخولها إلى الوسائط الشفافة، أو كما نقول الآن عن الانكسار. قبل ما يقرب من 1500 عام، توصل فيرما، باستخدام طريقة هندسية بحتة، إلى صياغة معينة لمبدأ الانعكاس الخاص به: "سأقول إن الأشعة الواردة من نقطة معينة والمنعكسة

المتقاربة عند نقطة معينة، الحد الأدنى هو تلك التي تنعكس من المرايا المسطحة والكروية بزوايا متساوية." في أطروحة "Catoptrics" (catoptrics هو علم انعكاس الأشعة من أسطح المرآة)، يبرر هيرون استقامة الضوء أشعة ذات سرعة انتشار عالية بلا حدود.

وبعد ذلك، يقدم برهانًا على قانون الانعكاس، استنادًا إلى افتراض أن المسار الذي يسلكه الضوء يجب أن يكون أقصر طريق ممكن. باتباع قانون الانعكاس، نظر هيرون في أنواع مختلفة من المرايا، مع إيلاء اهتمام خاص للمرايا الأسطوانية. حاليا لدينا

نقدم مجموعة علمية مكونة من خمسة مجلدات من أعمال هيرون، حيث تكون النصوص العربية واليونانية مصحوبة بترجمات إلى الألمانية.

تعتبر أعمال هيرون الرياضية موسوعة للرياضيات التطبيقية القديمة. أفضلها - "المقاييس" - يعطي القواعد والصيغ الدقيقة والتقريبية

حسابات مساحات المضلعات المنتظمة وأحجام المخاريط المقطوعة والأهرامات ما يسمى. صيغة هيرون لتحديد مساحة المثلث بناءً على ثلاثة أضلاع، وجدت عند أرخميدس؛ يتم إعطاء قواعد الحل العددي للمعادلات التربيعية والاستخراج التقريبي للمعادلات التربيعية والمكعبية.

الأصل مأخوذ من com.mgsupgs إلى مالك الحزين الإسكندرية.

يتفاجأ الكثير منا، الذين يدرسون الفيزياء أو تاريخ التكنولوجيا، عندما يكتشفون أن بعض التقنيات والأشياء والمعارف الحديثة قد تم اكتشافها واختراعها في العصور القديمة. حتى أن كتاب الخيال العلمي يستخدمون في أعمالهم مصطلحًا خاصًا لوصف مثل هذه الظواهر: "الكرونوكلاسمات" - الاختراقات الغامضة للمعرفة الحديثة في الماضي. ومع ذلك، في الواقع، كل شيء أبسط: تم اكتشاف معظم هذه المعرفة بالفعل من قبل العلماء القدماء، ولكن بعد ذلك لسبب ما تم نسيانها وإعادة اكتشافها بعد قرون.

أدعوك في هذا المقال للتعرف على أحد علماء العصور القديمة المذهلين. لقد قدم مساهمة كبيرة في تطوير العلوم في عصره، لكن معظم أعماله واختراعاته غرقت في غياهب النسيان وتم نسيانها بشكل غير مستحق. اسمه هيرون الاسكندرية.
عاش هيرون في مصر في مدينة الإسكندرية ولذلك أصبح يعرف باسم مالك الحزين الإسكندرية. يشير المؤرخون المعاصرون إلى أنه عاش في القرن الأول الميلادي. فقط النسخ المعاد كتابتها من أعمال هيرون التي قام بها طلابه وأتباعه هي التي نجت حتى عصرنا. بعضها باللغة اليونانية، وبعضها باللغة العربية. هناك أيضًا ترجمات إلى اللاتينية تمت في القرن السادس عشر.

الأكثر شهرة هو "مقاييس" هيرون - وهو عمل علمي يعطي تعريفًا للقطعة الكروية والطارة والقواعد والصيغ لحساب دقيق وتقريبي لمناطق المضلعات المنتظمة وأحجام المخاريط والأهرامات المقطوعة. في هذا العمل، يقدم هيرون مصطلح "الآلات البسيطة" ويستخدم مفهوم عزم الدوران لوصف عملها.

من بين أمور أخرى، يعطي هيرون وصفا للجهاز الذي اخترعه لقياس المسافات - عداد المسافات.

أرز. عداد المسافات (المظهر

أرز. عداد المسافات (جهاز داخلي)
كان عداد المسافات عبارة عن عربة صغيرة مثبتة على عجلتين بقطر مختار خصيصًا. تدور العجلات بالضبط 400 مرة لكل ملليمتر (مقياس قديم للطول يساوي 1598 مترًا). تم تشغيل العديد من العجلات والمحاور بواسطة التروس، وتم تحديد المسافة المقطوعة من خلال سقوط الحصى في صينية خاصة. من أجل معرفة المسافة التي تم قطعها، كل ما كان مطلوبًا هو حساب عدد الحصى الموجودة في الدرج.
أحد أعمال هيرون الأكثر إثارة للاهتمام هو "علم الخصائص الميكانيكية". يحتوي الكتاب على أوصاف لحوالي 80 جهازًا وآلية. الأكثر شهرة هو إيوليبيل (مترجم من اليونانية: "كرة إله الريح عولس").

أرز. ايوليبيل
كان الإيوليبيلي عبارة عن مرجل مغلق بإحكام به أنبوبان على الغطاء. تم تركيب كرة مجوفة دوارة على الأنابيب، وتم تركيب فوهتين على شكل حرف L على سطحها. تم سكب الماء في المرجل من خلال الفتحة، وتم إغلاق الفتحة بسدادة، ووضع المرجل فوق النار. تم غليان الماء، وتم تشكيل البخار، الذي تدفق عبر الأنابيب إلى الكرة وإلى الأنابيب على شكل حرف L. مع الضغط الكافي، قامت نفاثات البخار المتسربة من الفوهات بتدوير الكرة بسرعة. تم بناؤه من قبل علماء حديثين وفقًا لرسومات هيرون، وقد طور الإيوليبيلي ما يصل إلى 3500 دورة في الدقيقة!

لسوء الحظ، لم يتلق Aeolipile الاعتراف الواجب ولم يكن مطلوبا سواء في عصر العصور القديمة أو في وقت لاحق، على الرغم من أنه ترك انطباعا كبيرا على كل من رآه. إن إيوليبيل هيرون هو النموذج الأولي للتوربينات البخارية التي ظهرت بعد ألفي عام فقط! علاوة على ذلك، يمكن اعتبار إيوليبيل أحد المحركات النفاثة الأولى. لم يتبق سوى خطوة واحدة قبل اكتشاف مبدأ الدفع النفاث: بوجود إعداد تجريبي أمامنا، كان من الضروري صياغة المبدأ نفسه. لقد أمضت البشرية ما يقرب من 2000 عام في هذه الخطوة. من الصعب أن نتخيل كيف كان سيبدو تاريخ البشرية لو كان مبدأ الدفع النفاث قد انتشر على نطاق واسع قبل 2000 عام.
اختراع آخر بارز لهرون فيما يتعلق باستخدام البخار هو غلاية البخار.

كان التصميم عبارة عن حاوية برونزية كبيرة بها أسطوانة مثبتة بشكل متحد وموقد وأنابيب لتزويد الماء البارد وتصريف الماء الساخن. كانت الغلاية ذات كفاءة عالية وتوفر تسخينًا سريعًا للمياه.
جزء كبير من "علم الخصائص الميكانيكية" في هيرون مشغول بوصف مختلف السيفونات والأوعية التي يتدفق منها الماء بالجاذبية عبر الأنبوب. يتم استخدام المبدأ المتأصل في هذه التصميمات بنجاح من قبل السائقين المعاصرين عندما يكون من الضروري تصريف البنزين من خزان السيارة. لخلق المعجزات الإلهية، كان على الكهنة استخدام عقل مالك الحزين ومعرفته العلمية. ومن أكثر المعجزات إثارة للإعجاب هي الآلية التي طورها والتي فتحت أبواب المعبد عندما أشعلت النار على المذبح.

يدخل الهواء الساخن من النار إلى وعاء به ماء ويضغط كمية معينة من الماء في برميل معلق بحبل. سقط البرميل المملوء بالماء وقام بتدوير الأسطوانات بمساعدة حبل ، مما أدى إلى تحريك الأبواب المتأرجحة. فتحت الأبواب. عندما انطفأت النار، سكب الماء من البرميل مرة أخرى إلى الوعاء، وأغلق ثقل الموازنة المعلق على حبل، والذي يقوم بتدوير الأسطوانات، الأبواب.
إنها آلية بسيطة للغاية، ولكن يا لها من تأثير نفسي على أبناء الرعية!

الاختراع الآخر الذي زاد بشكل كبير من ربحية المعابد القديمة هو آلة بيع المياه المقدسة التي اخترعها هيرون.
كانت الآلية الداخلية للجهاز بسيطة للغاية، وتتكون من رافعة متوازنة بدقة تعمل على تشغيل صمام ينفتح تحت تأثير وزن العملة المعدنية. سقطت العملة من خلال فتحة في صينية صغيرة وقامت بتنشيط الرافعة والصمام. انفتح الصمام وتدفقت بعض المياه. ثم تنزلق العملة من الدرج وتعود الرافعة إلى وضعها الأصلي، وتغلق الصمام.
أصبح اختراع هيرون هذا أول آلة بيع في العالم. وفي نهاية القرن التاسع عشر، أعيد اختراع آلات البيع.
تم أيضًا استخدام اختراع هيرون التالي بنشاط في المعابد.

يتكون الاختراع من سفينتين متصلتين بواسطة أنبوب. وكان أحد الإناءين مملوءًا ماءً والآخر خمرًا. أضاف ابن الرعية كمية صغيرة من الماء إلى إناء به ماء، ودخل الماء إلى إناء آخر وأزاح منه كمية مساوية من النبيذ. أحضر رجل الماء، و"بإرادة الآلهة" تحول إلى خمر! أليست هذه معجزة؟
وهنا تصميم آخر للوعاء اخترعه هيرون لتحويل الماء إلى نبيذ وبالعكس.

نصف الجرة مملوء بالنبيذ والنصف الآخر بالماء. ثم يتم إغلاق عنق الأمفورا بفلين. يتم استخراج السائل باستخدام الصنبور الموجود في الجزء السفلي من الأمفورة. في الجزء العلوي من الإناء، تحت المقابض البارزة، يتم حفر فتحتين: واحدة في الجزء "النبيذ"، والثانية في الجزء "الماء". يتم إحضار الكأس إلى الصنبور، ويفتحه الكاهن ويسكب النبيذ أو الماء في الكأس، ويسد أحد الثقوب بإصبعه بهدوء.

كان الاختراع الفريد في ذلك الوقت هو مضخة المياه، التي وصف هيرون تصميمها في عمله "علم الخصائص الميكانيكية".
تتكون المضخة من أسطوانتين مكبستين متصلتين ومجهزتين بصمامات يتم من خلالها نزوح الماء بالتناوب. كانت المضخة مدفوعة بالقوة العضلية لشخصين يتناوبان في الضغط على أذرع الرافعة. ومن المعروف أن المضخات من هذا النوع استخدمها الرومان لاحقًا لإطفاء الحرائق وتميزت بتصنيع عالي الجودة وتركيب دقيق بشكل مذهل لجميع الأجزاء.

كانت الطريقة الأكثر شيوعًا للإضاءة في العصور القديمة هي الإضاءة باستخدام مصابيح الزيت. إذا كان من السهل تتبعه باستخدام مصباح واحد، فمع وجود عدة مصابيح، كانت هناك حاجة بالفعل إلى خادم يتجول بانتظام في جميع أنحاء الغرفة ويضبط الفتائل في المصابيح. اخترع هيرون مصباح زيت أوتوماتيكي.

يتكون المصباح من وعاء يُسكب فيه الزيت وجهاز لتغذية الفتيل. يحتوي هذا الجهاز على عوامة وترس متصل بها. عندما انخفض مستوى الزيت، انخفض العوامة، وقام بتدوير الترس، وقام بدوره بتغذية سكة رفيعة ملفوفة بفتيل إلى منطقة الاحتراق. كان هذا الاختراع أحد الاستخدامات الأولى لمعدات الجريدة المسننة والترس.
يقدم كتاب "علم الخصائص الميكانيكية" الخاص بـ هيرون أيضًا وصفًا لتصميم المحقنة، ولسوء الحظ، من غير المعروف على وجه اليقين ما إذا كان هذا الجهاز قد تم استخدامه للأغراض الطبية في العصور القديمة. ومن غير المعروف أيضًا ما إذا كان الفرنسي تشارلز برافاز والاسكتلندي ألكسندر وود، اللذين يعتبران مخترعي الحقنة الطبية الحديثة، على علم بوجودها.

تتكون نافورة هيرون من ثلاث أوعية توضع إحداها فوق الأخرى وتتواصل مع بعضها البعض. الوعاءان السفليان مغلقان، والوعاء العلوي على شكل وعاء مفتوح يُسكب فيه الماء. يُسكب الماء أيضًا في الوعاء الأوسط، والذي يُغلق لاحقًا. من خلال أنبوب يمتد من أسفل الوعاء تقريبًا إلى أسفل الوعاء السفلي، يتدفق الماء من الوعاء ويضغط الهواء هناك ويزيد من مرونته. ويتصل الوعاء السفلي بالوعاء الأوسط من خلال أنبوب ينتقل من خلاله ضغط الهواء إلى الوعاء الأوسط. ومن خلال الضغط على الماء، يجبره الهواء على الارتفاع من الوعاء الأوسط عبر الأنبوب إلى الوعاء العلوي، حيث تخرج نافورة من نهاية هذا الأنبوب، ترتفع فوق سطح الماء. ويتدفق منه ماء النافورة المتساقط في الوعاء عبر أنبوب إلى الوعاء السفلي، حيث يرتفع منسوب الماء تدريجياً، وينخفض ​​منسوب الماء في الوعاء الأوسط. وسرعان ما تتوقف النافورة عن العمل. لبدء تشغيله مرة أخرى، تحتاج فقط إلى تبديل الأوعية السفلية والمتوسطة.

العمل العلمي الفريد في وقته هو ميكانيكا هيرون. وقد جاء هذا الكتاب إلينا بترجمة أحد علماء العرب من القرن التاسع الميلادي. كوستا البلبكي. حتى القرن التاسع عشر، لم يُنشر هذا الكتاب في أي مكان، ويبدو أنه لم يكن معروفًا للعلم سواء في العصور الوسطى أو في عصر النهضة. وهذا ما يؤكده غياب قوائم نصه باليونانية الأصلية وفي الترجمة اللاتينية. في الميكانيكا، بالإضافة إلى وصف أبسط الآليات: الإسفين، الرافعة، البوابة، الكتلة، المسمار، نجد آلية ابتكرها هيرون لرفع الأحمال.

وتظهر هذه الآلية في الكتاب تحت اسم بارولك. يمكن ملاحظة أن هذا الجهاز ليس أكثر من مجرد علبة تروس تُستخدم كورش.
خصص هيرون أعماله "عن الآلات العسكرية" و"حول تصنيع آلات الرمي" لأساسيات المدفعية ووصف فيها العديد من تصميمات الأقواس والمنجنيق والمقذوفات.
كان عمل هيرون عن الأوتوماتا شائعًا خلال عصر النهضة وتُرجم إلى اللاتينية واستشهد به العديد من العلماء في ذلك الوقت. على وجه الخصوص، في عام 1501، قام جورجيو فالا بترجمة بعض أجزاء هذا العمل. ترجمات لاحقة تليها مؤلفين آخرين.

لم يكن الأرغن الذي أنشأه هيرون أصليًا، ولكنه كان مجرد تصميم محسّن للهيدرولوس، وهي آلة موسيقية اخترعها ستيسيبيوس. كانت Hydraulos عبارة عن مجموعة من الأنابيب ذات الصمامات التي تصدر الصوت. تم تزويد الأنابيب بالهواء باستخدام خزان مياه ومضخة، مما أدى إلى خلق الضغط اللازم في هذا الخزان. تم التحكم في صمامات الأنابيب، كما هو الحال في الأرغن الحديث، باستخدام لوحة المفاتيح. اقترح هيرون أتمتة النظام الهيدروليكي باستخدام عجلة الرياح، والتي كانت بمثابة محرك للمضخة التي تدفع الهواء إلى الخزان.

من المعروف أن هيرون أنشأ نوعًا من مسرح الدمى الذي يتحرك على عجلات مخفية عن الجمهور وكان عبارة عن هيكل معماري صغير - أربعة أعمدة ذات قاعدة مشتركة وعتبة. الدمى على مسرحه، مدفوعة بنظام معقد من الحبال والتروس، مخفية أيضًا عن الأنظار العامة، أعادت تمثيل حفل المهرجان على شرف ديونيسوس. بمجرد دخول هذا المسرح إلى ساحة المدينة، اندلع حريق على خشبة المسرح فوق شخصية ديونيسوس، وسكب النبيذ من وعاء على النمر ملقى عند قدمي الإله، وبدأت الحاشية في الرقص على أنغام الموسيقى. ثم توقفت الموسيقى والرقص، وتحول ديونيسوس في الاتجاه الآخر، واندلع لهب في المذبح الثاني - وتكرر الإجراء بأكمله مرة أخرى. بعد هذا الأداء توقفت الدمى وانتهى العرض. أثار هذا الإجراء دائما الاهتمام بين جميع السكان، بغض النظر عن العمر. لكن عروض الشوارع لمسرح عرائس آخر، هيرون، لم تكن أقل نجاحا.

وكان هذا المسرح (بيناكا) صغير الحجم للغاية، يسهل نقله من مكان إلى آخر، وكان عبارة عن عمود صغير، يوجد في أعلاه نموذج لمسرح مسرحي مخبأ خلف الأبواب. لقد افتتحوا وأغلقوا خمس مرات، مقسمين إلى أعمال دراما العودة الحزينة للمنتصرين في طروادة. على مسرح صغير، وبمهارة استثنائية، ظهر كيف قام المحاربون ببناء السفن الشراعية وإطلاقها، وأبحروا بها في بحر عاصف وماتوا في الهاوية تحت وميض البرق والرعد. لمحاكاة الرعد، ابتكر هيرون جهازًا خاصًا تنسكب فيه الكرات من الصندوق وتضرب اللوحة.

في مسارحه الآلية، استخدم هيرون، في الواقع، عناصر البرمجة: تم تنفيذ تصرفات الآلات بتسلسل صارم، واستبدلت المشاهد بعضها البعض في اللحظات المناسبة. من الجدير بالذكر أن القوة الدافعة الرئيسية التي تحرك آليات المسرح كانت الجاذبية (تم استخدام طاقة الأجسام المتساقطة أيضًا) ؛

كان الديوبتر هو النموذج الأولي للمزواة الحديثة. كان الجزء الرئيسي منها عبارة عن مسطرة ذات مناظر متصلة بنهاياتها. تم تدوير هذه المسطرة في دائرة، والتي يمكن أن تشغل الوضعين الأفقي والرأسي، مما جعل من الممكن تحديد الاتجاهات في المستويين الأفقي والرأسي. لضمان التثبيت الصحيح للجهاز، تم إرفاق خط راسيا ومستوى به. باستخدام هذا الجهاز وإدخال الإحداثيات المستطيلة، تمكن هيرون من حل العديد من المسائل على الأرض: قياس المسافة بين نقطتين عندما يتعذر على المراقب الوصول إلى إحداهما أو كلتيهما، ورسم خط مستقيم عمودي على خط مستقيم لا يمكن الوصول إليه، وإيجاد فرق المستوى بين نقطتين، قم بقياس مساحة شكل بسيط دون أن تطأ المنطقة التي يتم قياسها.

حتى في زمن هيرون، كان نظام إمداد المياه في جزيرة ساموس، الذي تم إنشاؤه وفقًا لتصميم يوبالينوس ويمر عبر نفق، يعتبر أحد روائع الهندسة القديمة. تم إمداد المدينة بالمياه عبر هذا النفق من مصدر يقع على الجانب الآخر من جبل كاسترو. ومن المعروف أنه من أجل تسريع العمل، تم حفر النفق على جانبي الجبل بشكل متزامن، الأمر الذي تطلب مؤهلات عالية من المهندس المسؤول عن البناء. وقد عمل خط أنابيب المياه لعدة قرون، وأدهش معاصري هيرون، وقد ذكره هيرودوت أيضًا في كتاباته. من هيرودوت علم العالم الحديث بوجود نفق يوبالينا. لقد اكتشفت ذلك، لكنني لم أصدق ذلك، لأنه كان يعتقد أن الإغريق القدماء لم يكن لديهم التكنولوجيا اللازمة لبناء مثل هذا الكائن المعقد. بعد دراسة عمل هيرون "على الديوبتر"، الذي تم العثور عليه عام 1814، تلقى العلماء الدليل الوثائقي الثاني على وجود النفق. فقط في نهاية القرن التاسع عشر، اكتشفت بعثة أثرية ألمانية نفق يوبالينا الأسطوري.
هذه هي الطريقة التي يقدم بها هيرون في عمله مثالاً على استخدام الديوبتر الذي اخترعه لبناء نفق يوبالينا.