Kultura starożytnej Grecji jest wyjątkowa z kilku powodów. Jego nosiciele byli w stanie przejąć i wdrożyć na swój sposób największe osiągnięcia poprzednich cywilizacji - Sumerów, Egipcjan, Babilończyków. To pierwsze cywilizacje, jeszcze przed Grekami, dokonały najważniejszych odkryć w takich dziedzinach ludzkiej wiedzy, jak matematyka, astronomia, historia naturalna i architektura.
Swoją drogą my też korzystamy z tej wiedzy, będąc spadkobiercami cywilizacji średniowiecznej i starożytnej Grecji. Tylko mały przykład archaiczności naszej wiedzy o świecie, czyli wiedzy, która nosi piętno czegoś bardzo starożytnego.
Dziś cały świat liczy 60 sekund, aby policzyć minutę, i tyle samo minut, aby policzyć godzinę. Ale dlaczego dokładnie 60? Tradycja liczenia czasu właśnie w ten sposób wywodzi się ze starożytności. Pewne jest, że Grecy przejęli tę tradycję od matematyków Mezopotamii. Babilończycy odziedziczyli sześćdziesiętny system liczbowy wraz z najdokładniejszymi tablicami obserwacji ciał niebieskich od swoich starszych poprzedników – Sumerów. Później został on również przyjęty przez greckich astronomów.
Pochodzenie systemu sześćdziesiętnego jest nadal niejasne. Prawdopodobnie jest on powiązany z innym, dwunastkowym systemem liczbowym. Rzecz w tym, że 5×12= 60. 5 to liczba palców ręki. (6x60) System dwunastkowy powstał na podstawie liczby paliczków czterech palców ręki, licząc je kciukiem tej samej ręki. Za najprostsze liczydło służyły paliczki palców (kciuk śledził stan hrabiego), zamiast typowego dla Europejczyków zginania palców.
Rekonstrukcja turbiny parowej Heron
Nie trzeba dodawać, że pierwsze cywilizacje Mezopotamii i Doliny Nilu pozostawiły Grekom bogate dziedzictwo wiedzy stosowanej. Najwięksi starożytni greccy naukowcy rozwinęli je jeszcze bardziej, dokonując niesamowitych odkryć w geometrii, algebrze i fizyce. Znane są nazwiska wielu z tych naukowców - Archimedesa, wielkiego matematyka teoretycznego, Euklidesa, ojca geometrii i Arystotelesa, którego słusznie można nazwać ojcem fizyki jako nauki teoretycznej.
Być może jednak żaden starożytny grecki przyrodnik nie odniósł takiego sukcesu i nie dokonał tak dużej liczby różnych wynalazków jak Czapla z Aleksandrii. Uważany jest nawet za jednego z najwybitniejszych inżynierów w historii ludzkości. Ten starożytny grecki mechanik i matematyk żył w pierwszej połowie I wieku naszej ery i niewiele wiadomo o jego życiu osobistym. Mimo to wiele jego dzieł zachowało się w całości w tłumaczeniu na język arabski: pneumatyka, metryka, automatopoetyka (tylko posłuchajcie, jak to brzmi!), mechanika, katoptryka (czyli nauka o lustrach). Niektóre dzieła zaginęły bezpowrotnie, w tym wiele zwojów przechowywanych w Bibliotece Aleksandryjskiej). Czapla korzystała z dorobku wielu swoich poprzedników: Stratona z Lampsakosa, Archimedesa, Euklidesa. Miał szerokie zainteresowania - geometrię, optykę, mechanikę, hydrostatykę.
To on był właścicielem wielu niesamowitych wynalazków na swoje czasy - automatycznych drzwi, szybkostrzelnej kuszy samozaładowczej, mechanicznego teatru lalek z automatycznymi dekoracjami, urządzenia do pomiaru długości dróg, czyli starożytnego taksometru. Przypisuje mu się stworzenie pierwszego programowalnego urządzenia. Ale weźmy pod uwagę czas - w tamtym czasie takim „urządzeniem” był wałek z kołkami, na który nawijano linę.
Jeden z rysunków Herona przedstawia organy wytwarzające dźwięk za pomocą wiatraka
Ale być może najbardziej niesamowitym wynalazkiem Herona, wyprzedzającym swoje czasy o 17 wieków, jest turbina parowa. Tak, tak, to on stworzył pierwszy taki silnik. Przez długi czas (praktycznie cały czas z wyjątkiem ostatnich 300 lat) zanim wynaleziono maszynę parową, ludzie pracowali ręcznie. Najpierw wykorzystano siłę zwierząt. Następnie ludzie nauczyli się wykorzystywać siłę wiatru jako źródło energii, pompując żagle i obracając wiatraki. Sam młyn był także swego rodzaju maszyną pompującą wodę i mielone ziarno.
Heron jako pierwszy zasugerował, że mechaniczny wał można wprawić w ruch obrotowy za pomocą ciepła. Zasada działania jego aparatury jest powszechnie znana, a rysunki zachowały się do dziś. W nim energia ogrzanej i sprężonej pary wodnej zamieniana jest na energię kinetyczną, za pomocą której wykonywana jest praca mechaniczna na wale.
Jednak silnik Herona był zbyt mały, aby wykonać jakąkolwiek pracę. Wynalazca nie zyskał należytego uznania. W średniowieczu w Europie wiele jego wynalazków zostało zapomnianych, odrzuconych lub po prostu nie miało praktycznego znaczenia, ale na próżno! Kto wie, kiedy mogłaby rozpocząć się era przemysłowa, gdyby silnik parowy został wynaleziony na nowo 400 lat wcześniej. Ale historia nie toleruje trybu łączącego „co by było, gdyby…”.
Dopiero w 1705 roku Anglik Thomas Newcomen wynalazł silnik parowy, który zaczęto wykorzystywać do pompowania wody z kopalń węgla. W XVIII wieku inny Anglik, James Watt, stworzył ulepszony silnik. Wymyślił zawory, które automatycznie powodowały ruch tłoków w górę i w dół. Oznacza to, że teraz nie było potrzeby, aby robiła to specjalna osoba. Tak rozpoczęła się era maszyny parowej. W ciągu stu lat po świecie zaczęły pływać pierwsze statki napędzane silnikami parowymi i pierwsze lokomotywy parowe, których nazwa mówi sama za siebie.
Jedna z ostatnich lokomotyw parowych, wyprodukowana w 1944 roku w Montrealu. Ważył 320 ton i miał 30 metrów długości
Ale silnik parowy był dość ciężki, ponieważ spalanie paliwa odbywało się w palenisku, który znajdował się oddzielnie od kotła parowego. Bardziej zaawansowany silnik benzynowy został opracowany nieco później, w 1878 roku, przez Niemca Nicholasa Otto. Silnik taki nie wymagał osobnej paleniska, zużywał mniej paliwa i był znacznie lżejszy od silnika parowego o podobnej mocy.
W ten sposób europejska myśl inżynierska, bez względu na doświadczenia minionych epok, torowała sobie drogę postępu. Sam Heron nie wyszedł poza badania teoretyczne. Długo o nim zapomniano, a gmach współczesnej nauki powstał praktycznie bez jego pomocy. Trudno jednak nie docenić śmiałego geniuszu tego starożytnego naukowca, którego niesamowite projekty wyprzedzały swoje czasy o całe tysiąclecia.
Czapla Aleksandryjska to dość znana osoba, która wywołała wiele kontrowersji. Wynalazł urządzenia, z których ludzkość korzysta do dziś, nieco je udoskonalając – na przykład automatyczne bramy. Niestety, niektóre jego wysiłki poszły na marne.
Lata życia słynnego greckiego matematyka i mechanika stały się przedmiotem wielu dyskusji, jednak nadal datowane są na drugą połowę I wieku n.e. Ponieważ dokładna data nie jest znana, wykwalifikowani historycy i biografowie przyjęli założenia i stworzyli różne wersje. Wszyscy zgodzili się, że żył po Archimedesie, gdyż w swoich dziełach Czapla opiera się na wiedzy zawartej w jego pismach. Ponadto postać aleksandryjska w swoich dziełach wspomina zaćmienie Księżyca z 13 marca 62 roku w taki sposób, że można stwierdzić, że osobiście zaobserwował wspomniane zjawisko.
Szczegóły życia tego naukowca nie są znane, dokładne dane dotyczące jego biografii nie zostały zachowane. Być może historycy tamtych czasów nie byli zbyt zainteresowani tą osobą, ale tak czy inaczej, wszystkie daty są przybliżone. Miejscem narodzin wielkiego wynalazcy było miasto Aleksandria.
Czapla jest uważana za wielkiego i utalentowanego inżyniera w historii ludzkości. Przypisuje mu się wynalezienie automatycznych drzwi, samozaładowczej kuszy, turbiny parowej i automatycznego teatru lalek. Z tego możemy wywnioskować, że szczególnie dużo czasu poświęcił automatyzacji.
Heron całą duszą kochał nauki ścisłe, jego myśli były całkowicie zajęte geometrią, mechaniką i optyką. Za nauczyciela tego słynnego wynalazcy uważa się równie znanego naukowca starożytnej Grecji – Ktezybiusza, gdyż to właśnie jego imię Heron wielokrotnie wspominał w swoich notatkach. Choć korzystał także z wynalazków swoich poprzedników – Euklidesa i Archimedesa.
Najważniejszą własnością Czapli Aleksandryjskiej są księgi, które po nim pozostały. Prace te opisują nie tylko innowacje samego autora, ale także wiedzę i odkrycia jego współczesnych i innych starożytnych greckich odkrywców. Najbardziej znane dzieła Herona to dzieła zatytułowane „Metryka”, „Pneumatyka”, „Automatopoetyka”, „Mechanika”. Potomkowie widzieli ostatnie notatki wyłącznie w języku arabskim, ponadto nie wszystkie z wymienionych dzieł autora zachowały się w oryginalnej, autorskiej wersji. Na przykład rękopis, w którym Heron opisuje lustra, istnieje wyłącznie w języku łacińskim.
W swoich pracach z zakresu geodezji autor mówi o pierwszym liczniku kilometrów. Tak nazywa się urządzenie mierzące odległość. W 1814 roku ukazało się dzieło Herona „O dioptrii”, w którym określił parametry geodezji, które opierają się na zastosowaniu współrzędnych prostokątnych. Dioptria to elementarne urządzenie służące do pomiaru kątów, a jej odkrycie przypisuje się Czaplowi. Bystry umysł tego słynnego naukowca odwiedziły naprawdę błyskotliwe myśli, ale większość jego innowacji w średniowieczu została odrzucona przez współczesnych. Tłumaczono to faktem, że zjawiska te nie miały praktycznego znaczenia.
W swojej pracy zatytułowanej „Mechanika”, składającej się z 3 części, Heron opisał 5 rodzajów elementarnych mechanizmów - bramkę, dźwignię, klin, blok i śrubę. Powyższe urządzenia stały się podstawą bardziej złożonych konstrukcji i wiąże się z nimi „złota zasada mechaniki” - wzrost siły podczas korzystania z tych mechanizmów osiąga się poprzez zwiększenie czasu spędzonego.
W jego pracach wspomina się także o kuli Aeolusa, przodka nowoczesnych turbin parowych. Można go również uznać za pierwszy silnik cieplny. Wspomnianym urządzeniem był w zasadzie kocioł z brązu, wsparty na wspornikach. Do pokrywy przymocowano parę rurek, w których trzymano kulę. Para przepływała rurkami z kotła do kuli, a wychodząc z rur, obracała kulę.
Ognista pompa wodna, o której także mowa w rękopisach odkrywcy z Aleksandrii, pompowała wodę w sposób ciągły, a cudowna fontanna (zwana także fontanną Czapli) działała bez zużycia energii.
Wiele prac naukowca dotyczyło optyki. Przeprowadzał eksperymenty, analizował problemy związane z załamaniem promieni świetlnych i formułował założenia. Na przykład w traktacie „Catoptrics” słynny badacz wyjaśnił prostoliniowość promieni świetlnych niewiarygodnie dużą prędkością ich propagacji, a także rodzaj i kształt zwierciadła biorącego udział w eksperymencie.
Traktaty matematyczne zawierały dużą liczbę formuł. Naukowiec dysponował także opisami figur geometrycznych. Wszyscy znają ze szkoły wzór Herona - służy on do wyznaczania pola trójkąta wzdłuż półobwodu i trzech boków. I chociaż wydedukował to Archimedes, twierdzenie to nosi imię naukowca z Aleksandrii.
Utalentowany wynalazca stworzył kolejne niezwykle przydatne urządzenie - automatyczną lampę oliwną. W starożytności do oświetlenia używano lampy oliwnej, czyli miski, w której znajdował się płonący knot, uprzednio nasączony olejem. Mały kawałek materiału pełnił rolę knota, który bardzo szybko się palił. Główną wadą takiego urządzenia oświetleniowego była konieczność ciągłej regulacji poziomu oleju w misce. A gdyby dało się jeszcze sterować jedną taką lampą, to do kilku podobnych urządzeń trzeba było przypisać służącego, który stale dodawał oliwę do lampy i wymieniał spalony kawałek materiału na nowy. Heron ulepszył ten projekt, mocując pływak i przekładnię do miski. Gdy w misce skończył się olej, pływak opadał na dno, a koło zębate obracało się i zasilało nowy knot.
Heron przywiązywał dużą wagę do twierdzeń i wzorów, jednak w swoich pracach podawał jedynie przykłady tych wzorów, nie opisując ich dowodu ani zastosowania. Dlatego nie wszystkie były poszukiwane w starożytnej Grecji. Podobnie mechanizmy stworzone przez Czaplę nie od razu znalazły zastosowanie, ponieważ w starożytnym świecie całą ciężką pracę wykonywali niewolnicy. A pracy ówczesnych mechaników nie doceniano, przyrównywano ją do pracy niewolników.
Dlatego większość wynalazków Herona została odłożona na kilka stuleci. Niektóre wynalazki naukowca zostały później odkryte ponownie, ale przez innych naukowców, którzy nie przypisywali sobie zasługi odkryciom innych osób, ale po prostu nic nie słyszeli o wynalazcy z Aleksandrii i jego osiągnięciach.
Imię Czapli do dziś jest na ustach wszystkich i ma to związek nie tylko z jego twierdzeniem.
Jest inny powód. W 1976 roku Międzynarodowa Unia Astronomiczna nazwała krater po niewidocznej stronie Księżyca imieniem wielkiego fizyka i matematyka, uwieczniając go na zawsze. Czapla z Aleksandrii dokonała więc wielu odkryć, ale tylko niewielka część z nich została doceniona.
W Europie wiele greckich wynalazków trzeba było odkryć na nowo po 1000-2000 latach. Taka była cena trzech zwycięstw – Rzymu, chrześcijaństwa i barbarzyńców.
Na przykład dźwig budowlany był używany przy budowie świątyń w starożytnej Grecji około 515 roku p.n.e. Pierwsza „nowoczesna” wzmianka o kranie pochodzi z 1740 roku we Francji.
Mechanizmy przekładniowe były używane w V wieku p.n.e., a ich dalszy rozwój nastąpił dopiero po XIII wieku.
Wykopaliska w Atenach i Olimpii ujawniły obecność pryszniców, wanien i rur z ciepłą wodą, które zbudowano w V wieku p.n.e. Podobny wynalazek powtórzono w XVI wieku w Anglii.
Planowanie urbanistyczne zostało po raz pierwszy przeprowadzone przez architekta Hippodamusa podczas budowy miasta Milet (około 400 roku p.n.e.). Florencję zaplanowano dopiero 1800 lat później, we wczesnym renesansie.
Kusza (gastropet) pojawiła się w starożytnej Grecji około 400 roku p.n.e. W średniowiecznej Europie zaczęto go używać w XIV-XV wieku.
Świątynia Artemidy w Efezie była ogrzewana przez cyrkulację ciepłego powietrza już w IV wieku p.n.e. W XII wieku w klasztorach cystersów odnowiono system centralnego ogrzewania.
Astrolabium było znane w Grecji około 200 roku p.n.e., ale w XI wieku ponownie dotarło do Europy przez świat arabski i Hiszpanię.
Licznik kilometrów (urządzenie do pomiaru odległości) był używany przez Aleksandra Wielkiego i został wynaleziony na nowo w 1847 roku przez Williama Claytona.
Charakterystyczne jest, że wiele wynalazków dokonano w największym ośrodku naukowym Greków – Aleksandrii, a najsłynniejszym wynalazcą Aleksandrii był Czapla z Aleksandrii.
Czapla z Aleksandrii, grecki matematyk i mechanik żyjący w I wieku naszej ery, uważana jest za największego inżyniera w całej historii ludzkości.
Czapla z Aleksandrii miała obsesję na punkcie różnych urządzeń i automatycznych mechanizmów. Oprócz pierwszego parowozu Heron zaprojektował mechaniczne teatry lalek, wóz strażacki, licznik kilometrów, samonapełniającą się lampę naftową, nowy typ strzykawki, instrument topograficzny na wzór współczesnego teodolitu, organy wodne, organy zabrzmiało, gdy pracował wiatrak itp. Szereg pomysłowych urządzeń, szczegółowo opisanych przez niego w serii podręczników z I wieku. N. uch, niesamowite.
Jego maszyna do wpłacania pieniędzy, podobnie jak wiele innych jego cudów, była przeznaczona do użytku w świątyniach. Ideą mechanizmu było to, że wierzący wrzucał do szczeliny 5 drachmową monetę z brązu, a w zamian otrzymywał trochę wody do rytualnego obmycia twarzy i rąk przed wejściem do świątyni. Pod koniec dnia kapłanki mogły odebrać datki z maszyny. Coś podobnego robi się w niektórych współczesnych katedrach rzymskokatolickich, gdzie ludzie wrzucają resztę do maszyn, aby zapalić świece elektryczne.
Starożytny aparat działał w następujący sposób. Moneta wpadła do małego kubka, który był zawieszony na jednym końcu starannie wyważonego wahacza. Pod jego ciężarem drugi koniec wahacza uniósł się, otworzył zawór i wypłynęła woda święcona. Gdy tylko kubek opadł, moneta zsunęła się w dół, koniec wahacza z kubkiem uniósł się, a drugi opadł, zamykając zawór i wyłączając wodę.
Pomysłowy mechanizm Herona mógł być częściowo zainspirowany pomysłem urządzenia wynalezionego trzy wieki wcześniej przez Filona z Bizancjum. Było to naczynie z wbudowanym w środku dość tajemniczym mechanizmem, który pozwalał gościom umyć ręce. Nad fajką wodną wyrzeźbiono dłoń trzymającą kulkę pumeksu. Kiedy gość wziął go do umycia rąk przed obiadem, mechaniczne ramię zniknęło wewnątrz mechanizmu, a z rury zaczęła wypływać woda. Po pewnym czasie woda przestała płynąć i pojawiła się mechaniczna ręka z nowym kawałkiem pumeksu przygotowanym dla gościa. Niestety Philo nie pozostawił szczegółowego opisu działania tego wyjątkowego mechanicznego cudu, ale wydaje się, że opiera się on na tych samych zasadach, co automat.
Około 2000 lat temu Heron wynalazł automatycznie otwierające się drzwi do świątyń egipskiego miasta Aleksandria.
Oprócz tego Heron był także specjalistą od organizowania widowisk publicznych. Jego projekt automatycznych drzwi do świątyń był prezentem dla egipskich kapłanów, którzy przez wieki używali mechanicznych lub innych cudów, aby wzmocnić swoją władzę i prestiż.
Stosując stosunkowo proste zasady mechaniczne, Heron wynalazł urządzenie, które otwierało drzwi małej świątyni niczym niewidzialnymi rękami, gdy kapłan rozpalił ogień na ołtarzu naprzeciwko niego.
W metalowej kuli ukrytej pod ołtarzem ogień podgrzewał powietrze. Rozszerzając się, wypchnął wodę przez syfon do ogromnej wanny. Ten ostatni był zawieszony na łańcuchach za pomocą układu obciążników i kół pasowych, które obracały drzwi wokół ich osi, gdy wanna stała się cięższa.
Gdy ogień na ołtarzu przygasł, wydarzyła się kolejna zdumiewająca rzecz. W wyniku gwałtownego ochłodzenia się powietrza w kuli woda zasysana była do syfonu w inny sposób. Pusta wanna wróciła do góry, wprawiając w ruch system kół pasowych, a drzwi zostały uroczyście zamknięte.
Innym projektem opisanym w dziełach Czapli jest róg, który brzmiał, gdy otwierały się drzwi świątyni. Pełnił rolę dzwonka do drzwi i alarmu włamaniowego.
Nie ma wątpliwości, że system automatycznych drzwi opisany przez Herona rzeczywiście był używany w świątyniach egipskich, a być może także w innych częściach świata grecko-rzymskiego. Sam wynalazca mimochodem nawiązał do alternatywnego systemu stosowanego przez innych inżynierów: „Niektórzy z nich zamiast wody używają rtęci, ponieważ jest ona cięższa i łatwo ulega oddzieleniu w ogniu”. Wciąż nie wiadomo, co Heron miał na myśli, mówiąc „rozłącza”, ale zastosowanie rtęci zamiast wody w mechanizmach podobnych do konstrukcji Herona z pewnością zwiększyło ich skuteczność.
Silnik parowy Herona.
Czapla z Aleksandrii wynalazła pierwszą działającą maszynę parową i nazwała ją „kulą wiatru”. Jego konstrukcja jest niezwykle prosta. Nad źródłem ciepła, na przykład rozżarzonym węglem drzewnym, umieszczono szeroki ołowiany kocioł wypełniony wodą. Gdy woda zagotowała się w dwóch rurach, pośrodku których obracała się kula, uniosła się para. Strumienie pary wystrzeliły przez dwa otwory w kuli, powodując jej obrót z dużą prędkością. Ta sama zasada leży u podstaw współczesnego napędu odrzutowego.
Czy silnik parowy można wykorzystać do celów praktycznych? Aby znaleźć odpowiedź na to pytanie, specjalista ds. starożytności dr J. G. Landels z Uniwersytetu w Reading przy pomocy specjalistów z Wydziału Inżynierii wykonał dokładny działający model urządzenia Herona. Odkrył, że ma dużą prędkość obrotową, co najmniej 1500 obrotów na minutę: „Kula urządzenia Herona była prawdopodobnie najszybciej wirującym obiektem swoich czasów”.
Jednak Landels miał trudności z wyregulowaniem połączeń między obracającą się kulą a rurą parową, co uniemożliwiało skuteczność urządzenia. Luźny zawias pozwolił piłce obracać się szybciej, ale potem para szybko wyparowała; ciasny zawias oznaczał marnowanie energii na pokonywanie tarcia. Idąc na kompromis, Landels obliczył, że skuteczność mechanizmu Herona mogła wynosić mniej niż jeden procent. Zatem do wytworzenia jednej dziesiątej koni mechanicznych (mocy jednej osoby) potrzebna byłaby dość duża jednostka, zużywająca ogromną ilość paliwa. Zużyto by na to więcej energii, niż sam mechanizm byłby w stanie wytworzyć.
Heronowi udało się wynaleźć bardziej efektywny sposób wykorzystania energii pary. Jak zauważył Landels, w urządzeniach opisanych przez tego starożytnego inżyniera znajdują się wszystkie elementy niezbędne do wydajnej maszyny parowej. Jego współcześni wykonali cylindry i tłoki o niezwykle wysokiej wydajności, które Heron wykorzystał przy projektowaniu pompy wodnej do gaszenia pożarów. Odpowiedni mechanizm zaworowy dla silnika parowego odnaleziono w jego projekcie fontanny zasilanej sprężonym powietrzem. Jego mechanizm przypomina nowoczesny opryskiwacz na owady. Składał się z okrągłej komory z brązu, która była bardziej zaawansowana niż kocioł ołowiowy w jego silniku parowym, ponieważ wytrzymywała wysokie ciśnienia.
Heronowi lub któremukolwiek z jego współczesnych z łatwością byłoby połączyć wszystkie te elementy (kocioł, zawory, tłok i cylinder), aby stworzyć działający silnik parowy. Twierdzono nawet, że Heron poszedł dalej w swoich eksperymentach, zbierając niezbędne elementy do skutecznego silnika parowego, ale albo zginął podczas testów, albo porzucił ten pomysł. Żadne z tych założeń nie jest uzasadnione. Najprawdopodobniej ze względu na napięty harmonogram nie był w stanie zrealizować tego pomysłu. Jednak w Aleksandrii i świecie grecko-rzymskim było wielu innych kompetentnych i pomysłowych inżynierów. Dlaczego więc żaden z nich nie rozwinął dalej tego pomysłu? Podobno chodzi przede wszystkim o ekonomię. Potencjał wielu wynalazków nigdy nie został w pełni wykorzystany w starożytnym świecie ze względu na niewolniczą gospodarkę. Nawet gdyby jakieśmu genialnemu naukowcowi udało się stworzyć maszynę parową zdolną wykonać pracę setek ludzi, najnowszy mechanizm nie wzbudziłby zainteresowania przemysłowców, gdyż na rynku niewolników zawsze mieli pod ręką siłę roboczą. Ale bieg historii mógł być inny...
Fontanna Czapli.
Jednym z urządzeń opisanych przez starożytnego greckiego naukowca Herona z Aleksandrii była magiczna fontanna. Głównym cudem tej fontanny było to, że woda z fontanny wypłynęła sama, bez użycia zewnętrznego źródła wody. Zasada działania fontanny jest wyraźnie widoczna na rysunku. Być może ktoś patrząc na schemat fontanny uzna, że to nie działa. Albo wręcz przeciwnie, pomyli takie urządzenie z maszyną perpetuum mobile. Ale z prawa fizyki dotyczącego zachowania energii wiemy, że nie da się stworzyć perpetuum mobile. Przyjrzyjmy się bliżej działaniu fontanny Herona.
Fontanna Czapli składa się z otwartej misy i dwóch szczelnie zamkniętych naczyń umieszczonych pod misą. Całkowicie uszczelniona rurka biegnie od górnej miski do dolnego pojemnika. Jeśli do górnej miski nalejesz wodę, woda zacznie przepływać rurką do dolnego pojemnika, wypierając stamtąd powietrze. Ponieważ sam dolny pojemnik jest całkowicie szczelny, powietrze wypychane przez wodę przez zamkniętą rurkę przenosi ciśnienie powietrza do środkowej miski. Ciśnienie powietrza w środkowym pojemniku zaczyna wypychać wodę, a fontanna zaczyna działać. Jeżeli do rozpoczęcia pracy konieczne było nalanie wody do miski górnej, to do dalszej pracy fontanny wykorzystywana była już woda, która spływała do misy ze środkowego pojemnika. Jak widać konstrukcja fontanny jest bardzo prosta, ale to tylko na pierwszy rzut oka.
Podnoszenie wody do misy górnej odbywa się pod wpływem ciśnienia wody o wysokości H1, natomiast fontanna podnosi wodę do znacznie większej wysokości H2, co na pierwszy rzut oka wydaje się niemożliwe. W końcu powinno to wymagać znacznie większego nacisku. Fontanna nie powinna działać. Ale wiedza starożytnych Greków okazała się tak wysoka, że wymyślili, jak przenieść ciśnienie wody z dolnego naczynia do środkowego naczynia, nie wodą, ale powietrzem. Ponieważ ciężar powietrza jest znacznie mniejszy od ciężaru wody, strata ciśnienia w tym obszarze jest bardzo niewielka, a fontanna wystrzeliwuje z czaszy na wysokość H3. Wysokość strumienia fontanny H3, bez uwzględnienia strat ciśnienia w rurach, będzie równa wysokości ciśnienia wody H1.
Zatem, aby woda z fontanny płynęła jak najwyżej, konieczne jest wykonanie konstrukcji fontanny tak wysoko, jak to możliwe, zwiększając w ten sposób odległość H1. Ponadto musisz podnieść środkowe naczynie tak wysoko, jak to możliwe. Jeśli chodzi o prawo fizyki dotyczące zachowania energii, jest ono w pełni przestrzegane. Woda z naczynia środkowego przepływa pod wpływem grawitacji do naczynia dolnego. To, że przedostaje się ona przez górną misę, a jednocześnie tam tryska jak fontanna, w niczym nie stoi w sprzeczności z prawem zachowania energii. Jak rozumiesz, czas działania takich fontann nie jest nieskończony, w końcu cała woda ze środkowego naczynia spłynie do dolnego, a fontanna przestanie działać.
Na przykładzie budowy fontanny Czapli widzimy, jak wysoka była wiedza starożytnych greckich naukowców z zakresu pneumatyki.
Ogień Czapli Aleksandryjskiej.
Każdego ranka kapłani świątyni rozpalali ogień ofiarny na ołtarzu. A gdy tylko ogień rozpalił się prawidłowo, natychmiast, z woli bogów starożytnej Grecji, drzwi otworzyły się z nieznaną siłą. Gdy nastał wieczór, kapłani zgasili ogień, a mimo to, zgodnie z wolą bogów starożytnej Grecji, drzwi były zamknięte. Nic poza ogniem na ołtarzu nie mogło otworzyć drzwi do świątyni. Starożytni Grecy postrzegali to jako wielki cud, co sprawiało, że wiara w bogów tylko się umacniała. Nawet pierwsi chrześcijanie uważali to za cud. To prawda, że ich zdaniem cudu dokonał nie Bóg, ale diabeł.
Zasadę działania tego cudu opisuje w swojej książce wielki naukowiec starożytnej Grecji, Czapla z Aleksandrii.
Drzwi świątyni nie były osadzone na zwykłych zawiasach, ale na okrągłych wspornikach, które schodziły pod podłogę świątyni. Wokół wsporników była owinięta lina, którą można było pociągnąć, aby otworzyć drzwi. Aby automatycznie zamykać drzwi, w konstrukcji zastosowano przeciwwagę. Ale to jeszcze nie jest prawdziwy cud. Chowanie osoby pod podłogą nie jest dobrym pomysłem. Wykrycie takiego oszustwa jest zbyt łatwe.
Aby dokonać prawdziwego cudu, wykorzystano właściwość powietrza rozszerzającego się pod wpływem ogrzewania. Ołtarz został uszczelniony, a po podgrzaniu ciepłe powietrze wydobywało się z ołtarza specjalną rurą. Przez tę rurę powietrze wchodziło do naczynia wypełnionego wodą. Ciśnienie gorącego powietrza zaczęło wypierać wodę z naczynia. Wodą napełniono wiadro przywiązane do systemu otwierania drzwi za pomocą zakrzywionej rurki. Wiadro wypełnione wodą pociągnęło linę, a drzwi na polecenie wielkich bogów starożytnej Grecji otworzyły się.
Wieczorem, gdy kapłani przestali rozpalać ogień, powietrze wewnątrz ołtarza zaczęło się ochładzać. W ołtarzu i górnej części naczynia wytworzono słabą próżnię z wodą, a woda z wiadra pod wpływem ciśnienia atmosferycznego była kierowana z powrotem do naczynia. Wiadro stało się lżejsze, a przeciwwaga zamknęła drzwi.
Jak widać, bogowie starożytnej Grecji nie mają z tym nic wspólnego. Ale chłopcy w starożytnej Grecji w wieku 14 lat nie uczyli się w szkole podstaw termodynamiki, a dziewczęta w ogóle nie chodziły do szkoły. Dlatego nawet jeśli ktoś dowie się o mechanizmach znajdujących się pod świątynią, nadal będzie wierzył, że drzwi do świątyni otwierają bogowie starożytnej Grecji. A już na pewno nie przez kapłanów świątyni.
Mechanizm opisany przez Herona jest jednym z pierwszych w historii technologii silników cieplnych. Właściwie to pompa wodna. Ale bardzo nietypowa pompa wodna. W tej konstrukcji płynem roboczym nie jest woda ani para, ale powietrze.
Pompa strażacka Czapli Aleksandryjskiej.
Jednym z urządzeń opisanych w książce starożytnego greckiego naukowca Czapli z Aleksandrii była przeciwpożarowa pompa wodna. Za twórcę tej pompy strażackiej uważany jest kolejny wielki naukowiec starożytnej Grecji, Ktesibius, nauczyciel Czapli z Aleksandrii.
Pompa opisana przez Herona z Aleksandrii posiadała wszystkie cechy współczesnej pompy ręcznej. Składał się z dwóch cylindrów roboczych. Każdy cylinder miał dwa zawory. Jeden to ssanie, drugi to wyładowanie. Pompa została wyposażona w korek wyrównawczy powietrza. Do napędzania cylindrów pompy zastosowano dźwignię równoważącą. Pompa została zaprojektowana do obsługi przez dwie osoby.
Zasada działania pompy jest dość prosta. Gdy tłok pompy porusza się do góry, w cylindrze powstaje obniżone ciśnienie, a woda ze zbiornika pod wpływem ciśnienia atmosferycznego przedostaje się do cylindra.
Gdy tłok porusza się w dół, woda pod ciśnieniem tłoka opuszcza cylinder do korka wyrównawczego powietrza. Zawory pompy uniemożliwiają przepływ wody w przeciwnym kierunku.
Głównym zadaniem korka wyrównawczego jest wyrównanie wahań ciśnienia wody na wylocie pompy.
Przed uruchomieniem pompy korek wyrównawczy jest pusty i całkowicie napełniony powietrzem. Kiedy pompa pracuje, korek wyrównawczy napełnia się wodą pochodzącą z cylindrów. Ponieważ wszystkie wyloty powietrza są szybko blokowane przez wodę, powietrze nie ma innego wyjścia, jak tylko sprężać się pod ciśnieniem wody wpływającej do okapu. W pewnym momencie ciśnienie w układzie zostaje wyrównane i woda zaczyna wypływać z korka wyrównawczego w górę rury, a sprężone powietrze pozostaje w górnej części korka.
Gdy tłoki osiągną górny lub dolny martwy punkt, następuje niewielka przerwa w pracy pompy. Jednak woda nadal wypływa z pompy. To sprężone powietrze w korku wyrównawczym nadal wyciska wodę. Dzięki temu woda wypływa z pompy w sposób ciągły, bez pulsacji.
Obecność korka wyrównawczego w pompie pokazuje, jak dużą wiedzę z zakresu pneumatyki posiadali starożytni Grecy.
Starożytny grecki inżynier, fizyk, mechanik, matematyk, wynalazca.
Czapla Aleksandryjska (prawdopodobnie I-II w. n.e.) – starożytny grecki inżynier, fizyk, mechanik, matematyk, wynalazca. Uczył w Aleksandrii. Dotarły do nas niemal wszystkie jego obszerne prace naukowe.
Heron opisał główne osiągnięcia świata starożytnego w dziedzinie mechaniki stosowanej. Wynalazł wiele instrumentów
w szczególności automaty, urządzenie do pomiaru długości dróg, które działało na tej samej zasadzie, co współczesne taksometry, różne zegary wodne itp. Opisał urządzenie dioptrii, prapradziadka współczesnego teodolitu. Heron jako pierwszy zbadał pięć typów prostych maszyn: dźwignię, bramę, klin, vi
nt i blok, położyły podwaliny pod automatyzację. W swojej pracy „Pneumatyka” Heron z Aleksandrii opisał szereg „magicznych sztuczek” opartych na zasadach wykorzystania ciepła i różnicy ciśnień. Ludzie byli zdumieni jego cudami: same drzwi świątyni otworzyły się, gdy nad ołtarzem rozpalono ogień. Wymyślił to naukowiec
Maszyna do sprzedaży „świętej” wody miała kształt kuli obracanej siłą strumienia pary. Wynalazł wiele innych instrumentów i maszyn.
Najpełniej usystematyzował wiedzę starożytnych z zakresu zjawisk świetlnych. Podążając za jego pracami, wszyscy naukowcy zaczęli dzielić optykę na katoptrykę, tj. nauka o odbiciu i dioptrii
iku, tj. nauka o zmianie kierunku promieni świetlnych podczas wchodzenia do przezroczystych mediów lub, jak teraz mówimy, o załamaniu światła. Prawie 1500 lat wcześniej Fermat, stosując metodę czysto geometryczną, doszedł do szczególnego sformułowania swojej zasady refleksji: „Powiem, że z promieni padających z danego punktu i odbitych
zbiegające się w danym punkcie, minimum to te, które odbijają się od zwierciadeł płaskich i sferycznych pod równymi kątami.” W traktacie „Katoptryka” (katoptryka to nauka o odbijaniu promieni od powierzchni luster) Heron uzasadnia prostoliniowość światła promienie o nieskończenie dużej prędkości propagacji.
Następnie podaje dowód prawa odbicia, bazując na założeniu, że droga, jaką przebywa światło, musi być możliwie najkrótsza. Kierując się prawem odbicia, Heron rozważa różne rodzaje luster, zwracając szczególną uwagę na lustra cylindryczne. Obecnie mamy
Przedstawiamy pięciotomowy zbiór naukowy dzieł Herona, w którym tekstom arabskim i greckim towarzyszą tłumaczenia na język niemiecki.
Dzieła matematyczne Herona są encyklopedią starożytnej matematyki stosowanej. Najlepszy z nich - „Metryka” - podaje reguły i wzory na dokładne i przybliżone
obliczenia pól wielokątów foremnych, objętości stożków ściętych i ostrosłupów, tzw. Wzór Herona na określenie pola trójkąta na podstawie trzech boków, znaleziony u Archimedesa; podane są zasady numerycznego rozwiązywania równań kwadratowych oraz przybliżonego ekstrakcji równań kwadratowych i sześciennych.
Oryginał wzięty z mgsupgs do Czapla z Aleksandrii.
Wielu z nas, studiujących fizykę lub historię techniki, ze zdziwieniem odkrywa, że niektóre nowoczesne technologie, przedmioty i wiedza zostały odkryte i wynalezione w czasach starożytnych. Pisarze science fiction w swoich dziełach używają nawet specjalnego terminu na określenie takich zjawisk: „chronoklazmy” – tajemnicze przenikanie współczesnej wiedzy w przeszłość. Jednak w rzeczywistości wszystko jest prostsze: większość tej wiedzy została faktycznie odkryta przez starożytnych naukowców, ale z jakiegoś powodu została zapomniana i odkryta ponownie wieki później.
W tym artykule zapraszam Cię do poznania jednego z niesamowitych naukowców starożytności. Wniósł ogromny wkład w rozwój nauki swoich czasów, jednak większość jego dzieł i wynalazków popadła w zapomnienie i niezasłużenie została zapomniana. Nazywa się Czapla Aleksandryjska.
Czapla mieszkała w Egipcie w mieście Aleksandria i dlatego stała się znana jako Czapla Aleksandryjska. Współcześni historycy sugerują, że żył w I wieku naszej ery. Do naszych czasów przetrwały jedynie przepisane kopie dzieł Herona, wykonane przez jego uczniów i naśladowców. Niektóre z nich są w języku greckim, inne w języku arabskim. Istnieją również tłumaczenia na łacinę wykonane w XVI wieku.
Najbardziej znana to „Metryka” Herona - praca naukowa, która podaje definicję odcinka kulistego, torusa, zasady i wzory do dokładnego i przybliżonego obliczania obszarów wielokątów foremnych, objętości ściętych stożków i piramid. W tej pracy Heron wprowadza termin „maszyny proste” i używa pojęcia momentu obrotowego do opisania ich pracy.
Heron podaje między innymi opis wynalezionego przez siebie urządzenia do pomiaru odległości – licznika kilometrów.
Ryż. Licznik kilometrów (wygląd
Ryż. Licznik przebiegu (urządzenie wewnętrzne)
Licznik kilometrów był małym wózkiem osadzonym na dwóch kołach o specjalnie dobranej średnicy. Koła obracały się dokładnie 400 razy na milimetr (starożytna miara długości równa 1598 m). Liczne koła i osie napędzane były za pomocą przekładni, a przebytą drogę sygnalizowały wpadające do specjalnej tacy kamyki. Aby dowiedzieć się, jaki dystans przebył, wystarczyło policzyć ilość kamyków na tacy.
Jednym z najciekawszych dzieł Herona jest „Pneumatyka”. Książka zawiera opisy około 80 urządzeń i mechanizmów. Najbardziej znanym jest eolipil (w tłumaczeniu z greckiego: „kula boga wiatru Aeolus”).
Ryż. Eolipil
Eolipil był szczelnie zamkniętym kociołkiem z dwiema rurkami na pokrywie. Na rurach zainstalowano obracającą się pustą kulę, na powierzchni której zainstalowano dwie dysze w kształcie litery L. Przez otwór wlewano wodę do kotła, otwór zatykano korkiem i kocioł ustawiano nad paleniskiem. Woda zagotowała się, utworzyła się para, która przepływała przez rurki do kuli i do rur w kształcie litery L. Przy wystarczającym ciśnieniu strumienie pary wydobywające się z dysz szybko obracały kulę. Zbudowany przez współczesnych naukowców według rysunków Herona, eolipil rozwijał się do 3500 obrotów na minutę!
Niestety eolipil nie zyskał należnego uznania i nie był poszukiwany ani w epoce starożytności, ani później, choć robił ogromne wrażenie na każdym, kto go zobaczył. Eolipil czapli to prototyp turbin parowych, który pojawił się dopiero dwa tysiące lat później! Co więcej, eolipile można uznać za jeden z pierwszych silników odrzutowych. Do odkrycia zasady napędu odrzutowego pozostał jeden krok: mając przed sobą układ eksperymentalny, konieczne było sformułowanie samej zasady. Ludzkość spędziła na tym kroku prawie 2000 lat. Trudno sobie wyobrazić, jak wyglądałaby historia ludzkości, gdyby zasada napędu odrzutowego stała się powszechna 2000 lat temu.
Kolejnym wybitnym wynalazkiem Czapli związanym z wykorzystaniem pary jest kocioł parowy.
Projekt obejmował duży zbiornik z brązu z zamontowanym współosiowo cylindrem, paleniskiem i rurami do dostarczania zimnej i usuwania gorącej wody. Kocioł był bardzo ekonomiczny i zapewniał szybkie podgrzewanie wody.
Znaczącą część „Pneumatyki” Herona zajmuje opis różnych syfonów i naczyń, z których woda przepływa grawitacyjnie przez rurkę. Zasada tkwiąca w tych konstrukcjach jest z powodzeniem stosowana przez współczesnych kierowców, gdy konieczne jest spuszczenie benzyny ze zbiornika samochodu. Aby stworzyć boskie cuda, kapłani musieli skorzystać z umysłu i wiedzy naukowej Czapli. Jednym z najbardziej imponujących cudów był opracowany przez niego mechanizm, który otwierał drzwi do świątyni, gdy na ołtarzu rozpalono ogień.
Powietrze ogrzane ogniem dostało się do naczynia z wodą i wycisnęło pewną ilość wody do beczki zawieszonej na linie. Beczka napełniona wodą opadła i za pomocą liny obróciła cylindry, które wprawiły w ruch drzwi wahadłowe. Drzwi się otworzyły. Kiedy ogień zgasł, woda z beczki wlała się z powrotem do naczynia, a przeciwwaga zawieszona na linie, obracając cylindry, zamknęła drzwi.
Dość prosty mechanizm, ale jaki efekt psychologiczny na parafian!
Kolejnym wynalazkiem, który znacznie zwiększył rentowność starożytnych świątyń, był wynaleziony przez Herona automat do sprzedaży wody święconej.
Wewnętrzny mechanizm urządzenia był dość prosty i składał się z precyzyjnie wyważonej dźwigni uruchamiającej zawór otwierający się pod wpływem ciężaru monety. Moneta spadła przez szczelinę na małą tacę i uruchomiła dźwignię i zawór. Zawór się otworzył i wypłynęła część wody. Moneta następnie zsunie się z tacy, a dźwignia powróci do pierwotnego położenia, zamykając zawór.
Ten wynalazek Herona stał się pierwszym na świecie automatem sprzedającym. Pod koniec XIX wieku na nowo wynaleziono automaty sprzedające.
Kolejny wynalazek Herona był również aktywnie wykorzystywany w świątyniach.
Wynalazek składa się z dwóch naczyń połączonych rurką. Jedno z naczyń napełniono wodą, a drugie winem. Parafianin do naczynia z wodą dodał niewielką ilość wody, woda przedostała się do innego naczynia i wyparła z niego taką samą ilość wina. Człowiek przyniósł wodę, która „z woli bogów” zamieniła się w wino! Czy to nie cud?
A oto kolejny projekt statku wymyślony przez Herona do zamiany wody w wino i z powrotem.
Połowa amfory wypełniona jest winem, a druga połowa wodą. Następnie szyjkę amfory zamyka się korkiem. Płyn pobiera się za pomocą kranu znajdującego się na dnie amfory. W górnej części naczynia, pod wystającymi uchwytami, wierci się dwa otwory: jeden w części „winnej”, drugi w części „wodnej”. Przystawiono kielich do kranu, kapłan otworzył go i nalał do kielicha wino lub wodę, po cichu zatykając palcem jeden z otworów.
Unikalnym wynalazkiem jak na tamte czasy była pompa wodna, której konstrukcję opisał Heron w swojej pracy „Pneumatyka”.
Pompa składała się z dwóch połączonych ze sobą cylindrów tłokowych wyposażonych w zawory, z których naprzemiennie wypierano wodę. Pompa napędzana była siłą mięśni dwóch osób, które na zmianę naciskały ramiona dźwigni. Wiadomo, że pompy tego typu były później wykorzystywane przez Rzymian do gaszenia pożarów i wyróżniały się wysoką jakością wykonania oraz zadziwiająco precyzyjnym spasowaniem wszystkich części.
W starożytności najpowszechniejszą metodą oświetlenia było oświetlenie za pomocą lamp naftowych. Jeśli przy jednej lampie łatwo było to śledzić, to przy kilku lampach potrzebna była już służąca, która regularnie chodziłaby po pokoju i regulowała knoty w lampach. Heron wynalazł automatyczną lampę oliwną.
Lampa składa się z misy, do której wlewano oliwę oraz urządzenia do podawania knota. Urządzenie to zawierało pływak i podłączone do niego koło zębate. Kiedy poziom oleju opadł, pływak opadł, obrócił bieg, a ten z kolei podał cienką szynę owiniętą knotem do strefy spalania. Wynalazek ten był jednym z pierwszych zastosowań przekładni zębatej i zębnika.
W „Pneumatyce” Herona znajduje się także opis konstrukcji strzykawki, niestety nie wiadomo z całą pewnością, czy urządzenie to było wykorzystywane w starożytności do celów medycznych. Nie wiadomo także, czy o jej istnieniu wiedzieli Francuz Charles Pravaz i Szkot Alexander Wood, uważani za wynalazców współczesnej strzykawki medycznej.
Fontanna Czapli składa się z trzech naczyń, umieszczonych jeden nad drugim i komunikujących się ze sobą. Dwa dolne naczynia są zamknięte, a górne ma kształt otwartej miski, do której wlewa się wodę. Wodę wlewa się również do środkowego naczynia, które później zamyka się. Przez rurkę biegnącą od dna miski niemal do dna dolnego naczynia, woda spływa z miski i sprężając tam powietrze, zwiększa jej elastyczność. Naczynie dolne połączone jest ze środkowym poprzez rurkę, przez którą ciśnienie powietrza przekazywane jest do naczynia środkowego. Powietrze wywierając nacisk na wodę, zmusza ją do uniesienia się ze środkowego naczynia przez rurkę do górnej miski, gdzie z końca tej rurki wypływa fontanna, wznosząca się ponad powierzchnię wody. Woda fontannowa wpadająca do misy przepływa z niej rurką do dolnego naczynia, gdzie poziom wody stopniowo się podnosi, a poziom wody w naczyniu środkowym maleje. Wkrótce fontanna przestaje działać. Aby rozpocząć od nowa, wystarczy zamienić dolne i środkowe naczynia.
Wyjątkowym jak na tamte czasy dziełem naukowym jest Mechanika Herona. Książka ta dotarła do nas w tłumaczeniu arabskiego uczonego z IX wieku naszej ery. Costa al-Balbaki. Aż do XIX wieku książka ta nie była nigdzie publikowana i najwyraźniej była nieznana nauce ani w średniowieczu, ani w okresie renesansu. Potwierdza to brak spisów jego tekstu w oryginale greckim i w tłumaczeniu łacińskim. W Mechanice oprócz opisu najprostszych mechanizmów: klina, dźwigni, bramy, bloku, śruby, znajdziemy stworzony przez Herona mechanizm do podnoszenia ciężarów.
W książce mechanizm ten występuje pod nazwą barulk. Widać, że to urządzenie to nic innego jak skrzynia biegów, która służy jako wciągarka.
Heron swoje prace „O maszynach wojskowych” i „O produkcji maszyn do rzucania” poświęcił podstawom artylerii i opisał w nich kilka konstrukcji kusz, katapult i balist.
Praca Herona O automatach była popularna w okresie renesansu, została przetłumaczona na łacinę i cytowana przez wielu ówczesnych naukowców. W szczególności w 1501 roku Giorgio Valla przetłumaczył niektóre fragmenty tego dzieła. Późniejsze tłumaczenia, a następnie inni autorzy.
Organy stworzone przez Herona nie były oryginalne, a jedynie ulepszoną konstrukcją hydraulos, instrumentu muzycznego wynalezionego przez Ctesibiusa. Hydraulos był zestawem rur z zaworami, które wytwarzały dźwięk. Powietrze dostarczane było do rur za pomocą zbiornika wody i pompy, która wytworzyła w tym zbiorniku niezbędne ciśnienie. Sterowanie zaworami piszczałek, podobnie jak we współczesnych organach, odbywało się za pomocą klawiatury. Heron zaproponował zautomatyzowanie układu hydraulicznego za pomocą koła wiatrowego, które służyło jako napęd pompy wtłaczającej powietrze do zbiornika.
Wiadomo, że Heron stworzył swego rodzaju teatr lalek, który poruszał się na ukrytych przed publicznością kółkach i był niewielką konstrukcją architektoniczną – czterema kolumnami o wspólnej podstawie i opasce. Lalki na jego scenie, napędzane skomplikowanym systemem linek i przekładni, również ukrytych przed wzrokiem publiczności, odtwarzały ceremonię festiwalu ku czci Dionizosa. Gdy tylko taki teatr wkroczył na plac miejski, na jego scenie nad figurą Dionizosa rozgorzał ogień, wino z miski polało się na panterę leżącą u stóp bóstwa, a orszak zaczął tańczyć w takt muzyki. Potem muzyka i tańce ucichły, Dionizos odwrócił się w inną stronę, na drugim ołtarzu zapłonął płomień - i cała akcja powtórzyła się od nowa. Po takim przedstawieniu lalki zatrzymały się i przedstawienie dobiegło końca. Akcja niezmiennie budziła zainteresowanie wśród wszystkich mieszkańców, niezależnie od wieku. Ale nie mniej udane były występy uliczne innego teatru lalek, Czapli.
Teatr ten (pinaka) był bardzo małych rozmiarów, można go było łatwo przenosić z miejsca na miejsce, była to niewielka kolumna, na szczycie której za drzwiami znajdował się model sceny teatralnej. Otwierały się i zamykały pięciokrotnie, dzieląc na akty dramat smutnego powrotu zwycięzców Troi. Na maleńkiej scenie z wyjątkową kunsztem pokazano, jak wojownicy budowali i wodowali żaglowce, żeglowali na nich po wzburzonym morzu i ginęli w otchłani pod błyskawicami i grzmotami. Aby symulować grzmot, Heron stworzył specjalne urządzenie, w którym kule wypadały z pudełka i uderzały w deskę.
W swoich automatycznych teatrach Heron rzeczywiście wykorzystywał elementy programowania: działania maszyn odbywały się w ścisłej kolejności, scenerie zastępowały się nawzajem w odpowiednich momentach. Warto zauważyć, że główną siłą napędową wprawiającą w ruch mechanizmy teatru była grawitacja (wykorzystywano energię spadających ciał), wykorzystywano także elementy pneumatyki i hydrauliki.
Dioptria była prototypem współczesnego teodolitu. Jego główną częścią była linijka z celownikami na końcach. Linijka ta obracała się po okręgu, który mógł zajmować zarówno położenie poziome, jak i pionowe, co umożliwiało wyznaczanie kierunków zarówno w płaszczyźnie poziomej, jak i pionowej. Aby zapewnić prawidłowy montaż urządzenia, przymocowano do niego pion i poziomicę. Używając tego urządzenia i wprowadzając współrzędne prostokątne, Heron mógł rozwiązać różne problemy na ziemi: zmierzyć odległość między dwoma punktami, gdy jeden lub oba z nich są niedostępne dla obserwatora, narysować linię prostą prostopadłą do niedostępnej prostej, znaleźć różnicę poziomów między dwoma punktami zmierz obszar prostej figury, nawet nie wchodząc na mierzony obszar.
Już w czasach Czapli system zaopatrzenia w wodę na wyspie Samos, stworzony według projektu Eupalinusa i przechodzący przez tunel, był uważany za jedno z arcydzieł starożytnej inżynierii. Woda tym tunelem dostarczana była do miasta ze źródła znajdującego się po drugiej stronie góry Castro. Wiadomo było, że w celu przyspieszenia prac tunel kopano jednocześnie po obu stronach góry, co wymagało wysokich kwalifikacji od inżyniera odpowiedzialnego za budowę. Wodociąg działał przez wiele stuleci i zaskakiwał współczesnych Czapla, o czym Herodot wspominał także w swoich pismach. To od Herodota współczesny świat dowiedział się o istnieniu tunelu Eupalina. Dowiedziałem się, ale nie uwierzyłem, bo wierzono, że starożytni Grecy nie posiadali technologii niezbędnej do zbudowania tak skomplikowanego obiektu. Po przestudiowaniu pracy Herona „O dioptrii”, znalezionej w 1814 r., naukowcy otrzymali drugi dokument potwierdzający istnienie tunelu. Legendarny tunel Eupalina odkryła dopiero pod koniec XIX wieku niemiecka ekspedycja archeologiczna.
Tak w swojej pracy Heron podaje przykład wykorzystania wynalezionej przez siebie dioptrii do budowy tunelu Eupaliny.