Техническое изобретение Древних греков

Технические изобретения древних греков

Презентация к курсу «Философия техники»

Составитель: Юткина С.М.

Автоматы, роботы и чудеса

Развлекательные технологии

Греки любили искусство, красоту, музыку, театр, поэзию, спорт.

Их инженеры изобрели развлекательные технологии, создав автоматы, которые были не очень полезны, но поражали аудиторию.

Для театрализованных постановок они создали сценическую технику, а также небольшие автоматические программируемые шоу с анимированными персонажами и звуковыми эффектами, где они использовали всю свою изобретательность.

Они изучали физические законы, которые управляют музыкой, и исследовали, что делает звук красивым и гармоничным.

Наконец, в области спорта их чувство справедливости также требовало технологий: как сделать наблюдение за состязанием честным и исключающим всякие споры.

Гидравлический автомат: «щебетанье птиц» и «вращение совы» (Автомат для повторения спектакля с движением и звуком)

Филон Византийский ( III в. до н.э.) и его последователь Герон Александрийский ( I в. н.э.) были блестящие инженеры-механики, любившие направлять своё мастерство на всякие чудеса.

Филон соорудил гидравлический автомат, впоследствии усовершенствованный Героном Александрийским. В нём птицы щебетали возле совы и периодически останавливались, как только сова поворачивалась к ним.

Робот-слуга (первый автоматизированный антропоморфный робот)

Филон и Герон вдохновлялись «манипулируемыми сосудами», которые позволяли разливать воду и вино, превращать воду в вино, и держать сосуд полным независимо от того, сколько людей извлекали из него вино.

Лучший пример - это робот-слуга, который сначала наливает вино, потом воду и останавливается, когда вы снимаете свою чашу.

(Изобретение Филона Византийского III в. до н.э.)

Автоматическое открытие ворот храма после жертвоприношения на алтарь

(первая в мире автоматизация в строительстве, первый торговый автомат)

Герон Александрийский описал систему, которая автоматически открывала двери храма в то время как совершалось жертвоприношение (жар священного огня активизировал механизм).

При открытии двери звучала система охранной сигнализации.

А автомат - первый в истории торговый автомат – наливал святой воды, когда вставляли монетку.

Чаша Пифагора (или чаша жадности) (первое в истории применение осевого сифона)

Еще один пример технологии, которая удивляла и не перестает удивлять людей.

Чаша Пифагора может быть наполнена только до определенного уровня.

Если «жадина» пытаться наполнить чашу до краев, то она полностью опустошается.

(Изобретение Пифагора Самосского VI в. до н.э.)

Театральные технологии

Использование технологий в античных театральных развлечениях

Театр вдохновлял древних инженеров.

Во-первых , они создали небольшие стационарные автоматические театры с открывающимися дверями, демонстрируя несколько сцен с движущейся панорамой, анимированными персонажами, спецэффектами и даже звуковыми эффектами, что указывает на исключительный талант в анимации и программировании.

Некоторые из этих театров были мобильными, смонтированными на колёсах, и передвигались перед аудиторией самостоятельно.

Во-вторых , они изменили архитектуру театров и снабдили их сценой, которая добавила специальные эффекты, такие как спуск персонажей с неба, мгновенные изменения декораций, поворотные ступени и передвижные тележки.

Стационарный автоматический театр – «кинотеатр» древних греков

Это точная реконструкция статического автоматического театра Филона Византийского (III в. до н.э.), который подробно описал и улучшил Герон Александрийский в своей работе «Автоматопоэтика».

Автоматические театры были «чудесами» классической эллинистической эры.

Театр Герона представляет первый автоматический кукольный театр с движущимися фигурками и звуком.

20-минутный спектакль описывал один из древних мифов.

В спектакле в пяти сценах мы видим, как ремонтируют корабли (движущиеся фигуры, молоты и пилы), слышим звук, создаваемый инструментами.

Мы видим как корабли плывут флотилией, они наступают и исчезают.

Иногда море становится суровом. Иногда из моря выходят дельфины.

Появляется Афина, пересекает сцену и исчезает.

Мы видим разбросанные останки разрушенных кораблей.

Слышны удары молнии и звук грома.

Сценические ворота открываются и закрываются между сценами.

----------------------------

Всё вышеперечисленное происходит без какого-либо вмешательства человека, исключительно силой свинцового груза, который с равномерной скоростью спускается в песок. Единственное ручное движение - это включение автоматического театра.

Музыкальные, игровые и спортивные технологии

«Гидравлис» - орган Ктезибия (первый в истории орган)

Для греков музыка была главным искусством.

Механиком Ктезибием Александрийским в III веке до н.э. даже был сооружён орган (гидравлический), ставший предтечей современного церковного органа. Орган имел 24 клавиши и 24 музыкальные трубы разной длинны. Орган требовал музыканта в сопровождении двух помощников, которые накачивают его воздухом.

Имелся также ветряной орган.

Музыкальные технологии

Были также духовые, струнные и перкуссионные инструменты, которые со временем эволюционировали.

Среди самых известных - лира, цитра и арфа (струнные); гобой, двойная флейта, волынка, труба, тамбурины и тарелки; ксилофон, куранты и т. д.

Их функционирование изучалось научным путем. Пифагор и Птолемей определяли правила музыкальной гармонии, последствия длины и напряженности струны и прочее.

Лира Цитра Двойная флейта

Игровые технологии

Греческие дети, конечно, играли. У них были куклы, катающиеся животные, домкраты, обручи. Взрослые тоже играли: в мяч, в спортивные игры, в кости, а также в такие стратегические игры, как «Полис» (своего рода шахматы) и геометрические игры, похожие на головоломки, такие как «Стомахион», где игроку приходилось создавать различные формы, используя фрагменты квадрата.

Стомахион (битва на костях) – самая первая древняя головоломка. Базируется на задаче Архимеда

«Полис» - предок шахмат

Спортивные технологии

Спорт занимал важное место в Древней Греции. Примером тому служат Олимпийские и Дельфийские игры, игры в Коринфе и многие другие.

Механизм «хайсплекс» помогал предотвратить ложное начало легкоатлетических соревнований и дать всем участникам равные шансы на победу.

Он состоял из двух вертикальных столбов, закрепленных на стартовой линии, с двумя горизонтальными канатами (один на высоте коленей, а другой на высоте живота спортсменов). Гонка начиналась, когда стартер тянул веревку и освобождал путь.

«Хайсплекс» - механизм для обеспечения одновременного старта бегунов (первый в истории атлетический механизм)

Строительные технологии

Подъемно-строительные технологии

У греков был большой выбор технологий для строительства памятников, которые они любили сооружать. У них были различные виды кранов, шкивов, лебедок и подъемных механизмов, блокировочных и захватных систем, которые могли с минимальными усилиями поднимать огромные камни, грузозахватывающих щипцов и лап для безопасного и удобного перемещения.

Способы подвешивания камня

Трехмачтовый кран (первый в мире вертикальный кран)

Он состоял из трех наклонных балок в форме треноги. Груз подвешивался через блок и снасти в верхней части механизма и снимался с помощью горизонтальной вращающейся оси («катушки»). Эта ось удерживалась в опоре («типа черепахи») на двух передних перекладинах и поворачивалась с помощью рычагов.

Подъемный кран

Архимед разработал лебедку, работающую на основе коробки передач. С помощью неё он двигал самые тяжёлые грузы, используя одну только руку. Но то, как греки строили пирсы, было особенно высокотехнологично. Кран устанавливался на мобильной платформе. Лебедки позволяли наклонять его вперед или назад и поднимать груз. Камень захватывался с одной стороны, поднимался, поворачивался на другую сторону и падал.

Для строительства пирса кран перемещался вперед для каждого следующего действия. Два крана можно было использовать вместе для создания параллельных стен, затем заполнить пространство между ними.

Пантограф Герона (Первое устройство копирования и масштабирования в истории человечества)

Для строительства своих механизмов греки нуждались в базовых компонентах. Они были такими же, как у нас сегодня: винты, гайки, рычаги, шестерни, цилиндры и поршни, насосы и т. д. Они разработали специальные станки для их изготовления: сверла, токарные станки, машины для нарезания резьбы и т.п.

На этом рисунке показано устройство для рисования «Пантограф», используемое Героном Александрийским для копирования своих рисунков, а также для их уменьшения и увеличения.

Гидравлическая техника

У греков были водяные мельницы, но они также использовали специальный тип с горизонтальной турбиной, хорошо подходящий для быстрых потоков малых рек.

Они использовали воду для управления мехами «Гидравлики» (органа, оснащенного клавиатурой и трубами).

Но гораздо важнее то, что они разработали широкий спектр насосных систем для бытовых нужд или ирригации.

Гидравлическая техника

Винтовой насос Архимеда был хорошо известен у древних греков. Некоторые использовали усовершенствованные системы водяного колеса и даже поршневые насосы.

Разве этот пожарный насос, изобретенный Героном, не похож на те, которые мы используем через 2000 лет?

Гидравлический бесконечный винт Архимеда.

Этот механизм для перекачивания воды до сих пор используется для поднятия жидкостей или сыпучих материалов.

Военные технологии

Военная техника

Греки поняли, что возможности солдат - это одно, а возможности техники - другое. Оружие должно иметь лучшую дальнобойность, нежели у противника, сообщения должны доставляться очень быстро, корабли должны быть быстрее и маневреннее, осадные оружия должны быть способны уничтожать укрепления или высоты.

Трудно было разработать портативное оружие, которое могло бы быть более мощным, чем луки и стропы, но греки изобрели большой диапазон осадных оружий, бросающих стрелы (катапульты) и шары. Дионисий Александрийский даже создал «арбалет ретранслятора» - ранний пулемет!

Военная техника и технологии

«Полиболос» - это автоматическая катапульта ( метательная машина), которая имела возможность запускать тяжелые стрелы подряд одну за другой на большие расстояния. Она была оснащена магазином боеприпасов. Путем поворота лебедки или кривошипа одно и то же движение приводило в действие арбалет и в то же время загружало стрелу из магазина.

Лук (самая древняя катапульта)

«Полиболос» - катапульта Дионисия Александрийского (III век до н.э. )

Военная техника и технологии

Греки использовали различные виды таранов для уничтожения стен (в то время камень стен просто складывался без раствора), применяли высокоэффективные огнемёты против деревянных укреплений, «бронированные машины», укрытия для солдат и строили осадные башни, впечатляющие воображение (к примеру башня, построенная Эпимахом имела 9 этажей!).

Для защиты Архимед создал целый ряд устройств для уничтожения кораблей, осаждающих Сиракузы. Он также разработал первую в истории паровую пушку.

Паровая пушка Архимеда (первая в истории пушка)

Военная техника и технологии

Для военной коммуникации греки использовали тщательно зашифрованные сообщения. Они использовали сигналы огня, где каждая буква была зашифрована в комбинацию с использованием минимума факелов.

Пожарные сигналы и маяки

Военная техника и технологии

Наконец, греки, которые всегда были моряками и торговцами, вовремя осознали, что им придётся превратить тяжелые торговые суда в прекрасные и быстрые галеры. Триаконтер (вспомните 30 галечных галер, упомянутых в «Илиаде») превратился в бирему (два ряда гребцов с каждой стороны) и трирему/триеру (три ряда). Именно биремы и триеры сыграли решающую роль в победе греков над огромным флотом персов в Саламинском сражении в V веке до н.э.

Триера

Схема размещения гребцов и весел

Текстильные, сельскохозяйственные и медицинские технологии

Текстильные, сельскохозяйственные и медицинские технологии

В быту эллинов было много ручной работы и они очень рано стали использовать горизонтальные и вертикальные ткацкие станки, плуги, водяные мельницы и мельницы на тягловых животных, прессы для производства оливкового масла. В медицинской сфере, они использовали плоскогубцы, скальпели, и даже шприц.

Шприц

Ткацкий станок

Технологии измерения расстояния и времени

Технологии измерения длины и расстояния

Некоторые измерения требовали определённых умений. Как измерить высоту дерева, расстояние от корабля до берега? Как оценить расстояние и высоту вражеской городской стены, не приближаясь к ней, чтобы затем использовать катапульты? Греки были мастерами в решении геометрических задач и, по возможности, использовали только линейку и циркуль.

Греки изготовили механизмы точного измерения расстояния дороги путём подсчёта оборота колёс. Механизм состоял из коробки с передачами и шестернями и крепился к движущемуся транспортному средству (тележке).

«Ходометр»

(Первый таксометр в истории человечества)

Технология измерения времени

В древнем мире час не имел такого же значения, как сегодня.

Система «временных часов» разделяла день (определяемый как период между восходом и закатом) на 12 часов. Поэтому продолжительность часа варьировалась ото дня ко дню и от сезона к сезону. Дни, как и часы, становились длиннее в период с зимы до лета, а затем вновь шли на убыль. А с 12-часовой ночью происходило аналогично, но наоборот.

Для измерения времени греки использовали два основных устройства: солнечные часы и равномерный поток жидкости (главным образом водные или гидравлические часы, clepsydra).

Солнечные часы

Греки знали солнечные часы, и они разработали большое количество их видов: тень точки (гномона) или солнечного луча, проходящего через отверстие, показывала время на сферической, конической, цилиндрической или плоской поверхности. Эти поверхности могли быть горизонтальными или вертикальными. Конечно, плоские вертикальные солнечные часы были наиболее удобны для прохожих. Греки разработали солнечные часы, которые могут быть установлены на стене в любом направлении, а не только на юг. Во время путешествия греки могли взять с собой небольшие портативные солнечные часы.

Водные часы

Эти часы не нуждались в солнце, он работали, измеряя поток жидкости, вытекающий из контейнера, с постоянной скоростью (хотя это не так просто: если вы просверлите отверстие на дне ведра, поток воды будет постоянно уменьшаться, т.к. давление уменьшается с уменьшением уровня воды внутри).

Греческие инженеры нашли выход, создав регулирующий клапан уровня воды (как тот, который мы все еще используем в промывных системах!). Первый гидравлический будильник был изобретён Платоном. Он работал по принципу последовательного опорожнения сосудов через определённое запрограммированное количество времени и в конце заставлял выходить воздух под давлением чрез шприц, издавая звук.

Будильник Платона

(Первый в истории будильник)

Водные часы Архимеда

Архимед достиг высоты в автоматизации часов.

Его модель может сравниться с астрономическими часами средневековья.

В верхней части этих водных часов две статуэтки, двигаясь вдоль двух небольших колонн, показывали время и оставшееся количество часов дня.

Каждый час радужка глаз маски меняла цвет, и ворон позволял маленькому шару упасть с клюва, ударяя по часам. Затем на дне две маленькие змеи соскальзывали по направлению к птицам, которые начинали чирикать от страха.

Робот-слуга Филона

III века до н. э. (первое в мире применение гидравлических клапанов и гидравлических регуляторов)

Автоматический

театр Филона - “кино” древних греков III века до н. э. (первое в мире использование ременного привода движения)

Поршневой насос Ктезибия

III века до н. э. (первое в мире использование поршней и цилиндров)

Современные высокие технологии

немыслимы без наследия древнегреческих технологий, которые развивались в течение почти одного тысячелетия

Гидравлические клапаны и гидравлические компенсаторы

Шкивы и ремни

Поршни и цилиндры

Программирование

и автоуправление

Шестерни и винты

Звёзды и цепи

Болты и гайки

Машина Герона для изготовления гаек

I века н. э. (первое в мире изготовление внутренней резьбы)

Гидравлические часы Ктезибия

III века до н. э. (первое в мире использование шестерней и винтов)

Программируемое кукольное представ-ление Герона I века н. э. (первое в мире самодвижущееся устройство с автоматическим перемещением)

Катапульта Дионисия

III века до н. э.

(первое в мире движение посредством звеньев цепи)

Библиография:

• Arvanitoyeorgos , А. Real Representations of Ancient Greek Technology // International Journal of Current Research in Multidisciplinary (IJCRM) . 2016. Volume 1 . Issue 4 . – P. 40 -48 . – URL: www.ijcrm.com
• The movable exhibition of the Museum of Kostas Kotsanas Ancient Greek technology “The HI-TEC inventions of the ancient Greeks” . 2011. – 76 р. - https://drive.google.com/file/d/0BytUsxW1fgdNbVZXZHhTbTE2X2M/view