Πνεύμα Αθανάτων [#91]

Α’ Μέρος

Ήρων ο Αλεξανδρεύς

Ο σπουδαίος εφευρέτης και το πρώτο «πολυτεχνείο» στο Μουσείο της Αλεξάνδρειας.

Ο αρχαίος Έλληνας Ήρων υπήρξε ένας από τους πλέον καταξιωμένους μηχανικούς και γεωμέτρες της αρχαιότητας. Γεννήθηκε και έζησε στην Αλεξάνδρεια της Αιγύπτου περί τον 1^ο αιώνα π.Χ., από Έλληνες γονείς, που μετανάστευσαν εκεί έπειτα από τις μεγάλες κατακτήσεις του Μεγάλου Αλεξάνδρου, ενώ διάφοροι μελετητές τοποθετούν τη ζωή και τη δράση του περί τον 1^ο αιώνα μ.Χ («Ηρώνειο ζήτημα»). Η κλίση του στη μηχανική, την αυτοματοποιητική, καθώς και τη φυσική φάνηκε από πολύ νωρίς, καταφέρνοντας την συστηματοποίηση των γνώσεων αυτών σε επίπεδο επιστημονικό. Υπήρξε διευθυντής της περίφημης Ανώτατης Τεχνικής Σχολής της Αλεξάνδρειας, η οποία αποτελούσε το πρώτο «πολυτεχνείο» που είχε ιδρυθεί στο Μουσείο, και απευθυνόταν σε μηχανικούς.  Ιστορικές πηγές αναφέρουν ότι ακολουθούσε την Ατομική Θεωρία, καθώς και τη Μηχανική Σύνταξη του Φίλωνα, ενώ εξέλιξε και βελτίωσε το έργο και τις κατασκευές του Κτησίβιου, του οποίου οι ιδέες αποτέλεσαν τη βάση κάποιων μετέπειτα έργων του. Συχνά τον αποκαλούσαν «Ήρων ο Κτησιβίου», λόγω του ότι πιθανολογείται να υπήρξε μαθητής του μεγάλου αυτού μαθηματικού και εφευρέτη, καθώς και «Ήρων ο Μαθηματικός».

Συνδύασε τη θεωρία με την πράξη, ως θεωρητικός μαθηματικός και ταυτόχρονα σπουδαίος μηχανικός, με αποτέλεσμα οι περίφημες κατασκευές του να τον κατατάξουν ανάμεσα στις μεγαλύτερες μορφές της μηχανικής επιστήμης της αρχαιότητας. Στο έργο του περιλαμβάνονται πολλές συσκευές φυσικής, όργανα, αυτόματα μηχανήματα, υδραυλικά ωρολόγια, πολεμικά μηχανήματα, ανυψωτικές μηχανές, ακόμα και η πρέσα λαδιού. Η πιο διάσημη εφεύρεση του ήταν η αιολόσφαιρα, ή αλλιώς «Αιόλου Πύλη» ή ατμοστρόβιλος, και αποτελεί την πρώτη ατμομηχανή στην ιστορία. Πρόκειται για μια ατμοστήλη, η οποία ήταν ένας λέβητας που ενωνόταν με δυο λεπτούς σωλήνες και μια κούφια (κοίλη) σφαίρα, που στην επιφάνεια της είχε δυο ακροφύσια, τοποθετημένα αντίθετα, και η σφαίρα κινούνταν με την δύναμη του ατμού.

Πλήθος εφευρέσεων αποδίδεται στον μεγάλο αυτό μηχανικό, οι οποίες αναφέρονται σε πολλούς ελεγκτικούς μηχανισμούς ανάδρασης, που λειτουργούσαν με νερό, φωτιά και συμπιεσμένο αέρα σε διάφορους συνδυασμούς. Λέγεται, επίσης, ότι κατασκευή του ίδιου ήταν και ο πρώτος  προγραμματιζόμενος ηλεκτρονικός υπολογιστής, ο οποίος λειτουργούσε με ένα αρκετά πολύπλοκο σύστημα γραναζωτών ατράκτων, διάστικτων με καβίλιες, δεμένων με σχοινιά, τα οποία στις άκρες τους είχαν βάρη, και συγκεκριμένα σακιά άμμου, τα οποία άδειαζαν με την πάροδο του χρόνου. Πηγές αναφέρουν ότι η συγκεκριμένη εφεύρεση χρησιμοποιείτο στην λειτουργία του αυτόματου θεάτρου.

Ανάμεσα στην πληθώρα των σχεδίων και των εφευρέσεων που αποδίδονται στον Ήρωνα,ένας ακόμα μηχανισμός που δημιούργησε αίσθηση ήταν η περίφημη «Κρήνη του Ήρωνα», που δημιουργούσε πίδακα νερού με πεπιεσμένο αέρα, προερχόμενο από την ροή νερού σε κλειστό χώρο, καθώς και τα σιφώνια, κατασκευές οι οποίες αναφέρονται και στο έργο του «Πνευματικά». Ακόμη, στον ίδιο αποδίδεται μια μηχανή κατασκευής σπειρώματος ξύλινων βιδών, η υδραυλίς, ο χειροκίνητος καταπέλτης, καθώς και ο μηχανικός κερματοδέκτης, ο οποίος τίθετο σε λειτουργία με νομίσματα και έδινε νερό.  Μια ακόμη κατασκευή του ήταν το οδόμετρο, το οποίο ήταν προσαρμόσιμο σε οποιοδήποτε τροχοφόρο άρμα, και αποτελούνταν από ένα σύμπλεγμα από οδοντωτούς τροχούς και ατέρμονες κοχλίες, ικανούς να μεταφέρουν την κίνηση του τροχού του άρματος και να την μετατρέψουν σε μονάδες μέτρησης μήκους, κάτι το οποίο καταγραφόταν από ένα σύστημα δίσκων στο επάνω μέρος της συσκευής. Δικιά του εφεύρεση ήταν και το ναυτικό δρομόμετρο, που ήταν μετρητής θαλάσσιων αποστάσεων.

Επιπροσθέτως, ο Ήρων είχε προβεί  στην κατασκευή του λεγόμενου «κινητού αυτόματου», το οποίο επρόκειτο για μια αυτόνομη συσκευή, ικανή να κινείται από μόνη της. Η κίνηση των αυτόματων προκαλούνταν από την πτώση ενός μολύβδινου βάρους, το οποίο ήταν δεμένο με νήμα στον κινητήριο τροχό, και ο προγραμματισμός των κινήσεων επιτυγχανόταν μέσω δεξιόστροφων ή αριστερόστροφων περιελίξεων του νήματος πάνω στον κινητήριο άξονα. Ένα από τα χαρακτηριστικότερα παραδείγματα χρήσης της συσκευής αυτής ήταν ένα κινητό αυτόματο θέατρο – μικρός περίοπτος ναός, που ήταν ικανός να κινείται, αλλά και να κινεί ταυτόχρονα τις μορφές που το στόλιζαν.

Παράλληλα, ιστορικές πηγές μας πληροφορούν και για άλλα μηχανήματα που κατασκεύασε, όπως ήταν ένα πουλί πουκελαηδούσε με τεχνητό τρόπο, και συγκεκριμένα με τη χρήση ενός υδραυλικού αυλού. Έφτιαξε αυτόματα θεατρικά σκηνικά, όπως πόρτες που άνοιγαν από μόνες τους με τη βοήθεια νερού ή αέρα, αγαλματάκια που χόρευαν επί σκηνής, καθώς και αστραπές και βροντές που ακούγονταν ξαφνικά με τη χρήση πεπιεσμένου αέρα. Αξιοσημείωτη, δε, ήταν και η «γεωδαιτική διόπτρα του Ήρωνα», η οποία ήταν ένα φορητό εργαλείο που επέτρεπε γεωδαιτικές μετρήσεις επί της επιφάνειας της Γης. Μετρούσε αζιμούθια, ύψη, μήκη και γωνιακές αποστάσεις και αποτελούνταν από ένα ξύλινο τρίποδο, ύψους περίπου πενήντα εκατοστών, πάνω στο οποίο στηρίζονταν το σκόπευτρο (γωνιόμετρο) και μια βαθμονομημένη πλάκα επί της οποίας κινούνταν. Το όργανο περιελάμβανε μηχανισμό ακριβείας για οριζόντια και κατακόρυφη περιστροφή του γωνιόμετρου με τη χρήση ατέρμονος κοχλίας, καθώς και σκόπευτρο, ενώ ο μηχανισμός ακριβείας ήταν κατασκευασμένος από ορείχαλκο.

Πνεύμα Αθανάτων [#92]

Β’ Μέρος

Ήρων ο Αλεξανδρεύς
Ο προάγγελος της «Βιομηχανικής Επανάστασης».

Το συγγραφικό έργο του Ήρωνα υπήρξε πολύ μεγάλο και σημαντικό. Σήμερα πληροφορούμαστε ότι είχε συγγράψει συνολικά δεκαέξι πραγματείες, εκ των οποίων ολόκληρες έχουν διασωθεί μόνο οι δέκα. Από τις έξι που υπολείπονται, οι τρείς έχουν διασωθεί αποσπασματικά, ενώ οι υπόλοιπες τρεις αγνοούνται εξ ολοκλήρου.
Ανάμεσα στα έργα που διασώθηκαν περιλαμβάνεται το «Όροι Γεωμετρίας και Γεωμετρικά», στο οποίο εμπεριέχονται εφαρμοσμένα γεωμετρικά προβλήματα. Ο μεγάλος μαθηματικός, όσον αφορά το πεδίο της γεωμετρίας, διατύπωσε και απέδειξε ένα τύπο, γνωστό ως «τύπος ή εξίσωση του Ήρωνα», ο οποίος χρησίμευε στον υπολογισμό του εμβαδού ενός τριγώνου σε σχέση με τις πλευρές του. Παράλληλα, υπήρξε ο εισηγητής μιας επαναληπτικής διαδικασίας για τον υπολογισμό της τετραγωνικής ρίζας κάποιου αριθμού. Έργα του ήταν, ακόμα, τα «Στερεομετρικά», που αφορούσαν πρακτικά προβλήματα στερεομετρίας, το «Περί Μέτρων και Μετρικά Α, Β και Γ», που αφορούσε γενικά προβλήματα μετρήσεων, καθώς και το «Περί διόπτρας», το οποίο αναφερόταν σε στοιχεία τοπογραφικών μετρήσεων. Στο έργο αυτό, συγκεκριμένα, περιλαμβανόταν η περιγραφή του οδόμετρου και του ναυτικού οδόμετρου, μιας παραλλαγής του πρώτου για χρήση του σε πλοίο.    
Επίσης, ο Ήρων ο Αλεξανδρεύς είχε συγγράψει τα «Κατοπτρικά», που περιελάμβαναν στοιχεία οπτικής, έργο στο οποίο ο μηχανικός εξέφραζε την άποψη ότι το φως ακολουθεί το συντομότερο γεωμετρικό μονοπάτι. Ωστόσο, η θεωρία αυτή δεν τυγχάνει πλέον αποδοχής, καθώς έχει αντικατασταθεί με την αρχή του ελάχιστου χρόνου, που αποτελεί ειδική περίπτωση της αρχής της ελάχιστης δράσης. Εξέχουσας σημασίας ήταν και το έργο του «Πνευματικά Α και Β», στο οποίο γινόταν αναφορά στα αυτόματα πνευματικά και υδραυλικά συστήματα. Αναλυτικότερα, περιγραφόταν η λειτουργία της αιολόσφαιρας, της αυτόματης πόρτας για ναούς και θέατρα, καθώς και διαφόρων ειδών αυτοματισμοί για το θέατρο, όπως ήταν οι πολλαπλές εναλλασσόμενες σκηνές  κινούμενων μορφών, οι οποίες συνοδεύονταν από οπτικά και ηχητικά εφέ. Ακόμη, το έργο του «Αυτοματοποιητική», θεωρείται το αρχαιότερο γνωστό κείμενο με περιγραφές αυτόματων μηχανικών συστημάτων, όπως ήταν τα αυτόματα θέατρα, ικανών να κάνουν προγραμματισμένες κινήσεις.
Από το σύγγραμμα «Μηχανική» διασώθηκαν μονάχα ελληνικά αποσπάσματα, στα οποία εμπεριέχονται συχνότατες αναφορές, επωνύμως, στον Αρχιμήδη, τον Αριστοτέλη και τον Φίλωνα, ενώ το πλήρες κείμενο σώθηκε σε αραβική μετάφραση του 'Kosta ben Luka, βιβλίο στο οποίο περιέχεται η θεωρία της στατικής και της κινηματικής των σωμάτων, ενώ αναλύονται τα πέντε απλά μηχανικά στοιχεία, δηλαδή ο τροχός, ο μοχλός, το πολύσπαστο, η σφήνα και ο κοχλίας. Ακόμη, εξετάζεται η μετάδοση της κίνησης με οδοντωτούς τροχούς, οι ανυψωτικές μηχανές, καθώς και άλλα συστήματα εφαρμοσμένης μηχανικής, ενώ παρουσιάζονται νέα μηχανήματα, όπως τα παντοειδή πιεστήρια. Το έργο του με τίτλο «Βελοποιικά», είναι ένα βιβλίο στο οποίο εμπεριέχονται τα παλαιότερα χειρόγραφα σχήματα, τα οποία περιέχουν τη θεωρία της βολής και αναλύονται τα ελληνιστικά βαλλιστικά όπλα. Επιπλέον, πηγές αποδίδουν στον Ήρωνα το έργο «Βαρούλκος», στο οποίο περιγράφονταν μηχανήματα σχετικά με την έλξη μεγάλων βαρών, καθώς και το «Χειροβαλίστρας κατασκευή και συμμετρία», το οποίο αναφερόταν στην ατομική βαλίστρα.
Άλλα έργα του σπουδαίου εφευρέτη από την Αλεξάνδρεια ήταν τα «Καμαρικά» το «Περί ζυγίων», καθώς και ο «Αστρολάβος», το οποίο αναφερόταν σε μια αρχαία συσκευή, που εντόπιζε τη θέση, σύμφωνα με τη θέση των άστρων.
Η συμβολή του Ήρωνα είναι πράγματι αναμφισβήτητη, καθώς είναι καταφανές ότι η εφευρετικότητα, η μηχανολογική του δεξιοτεχνία και η απίστευτη δημιουργικότητα του τον οδήγησαν στην κατασκευή μηχανημάτων, που διευκόλυναν κατά πολύ την καθημερινή ζωή των ανθρώπων, και τα οποία αν χρησιμοποιούνταν σε μαζική παραγωγή, είναι σχεδόν βέβαιο ότι η βιομηχανική επανάσταση θα ερχόταν εκατοντάδες έτη νωρίτερα, αλλάζοντας ολόκληρη τη ροή της ιστορίας. Είναι γεγονός ότι μέσω του έργου του κατέστη εφικτό να διασωθεί το έργο και άλλων, προγενέστερων, Ελλήνων μηχανικών, συμβάλλοντας τόσο στην βελτίωση υπαρχόντων μηχανισμών, όσο και στην ανακάλυψη νέων. Το έργο του, ως σημείο αναφοράς, έδωσε πλήθος ερεθισμάτων στον τομέα της επιστήμης, και γενικότερα στο πεδίο των κατασκευών και των εφευρέσεων, με χαρακτηριστικό παράδειγμα την αιολόσφαιρα, στην οποία βασίστηκε η χύτρα ή ατμοαντλία του Παπίνου στα 1861, η ανάπτυξη της οποίας κατά τον 19ο αιώνα έφερε την Βιομηχανική Επανάσταση.
Αξίζει, επίσης, να επισημανθεί ότι ο εξέχων Έλληνας εφευρέτης θεωρείται, δικαίως, από πολλούς μελετητές και επιστήμονες ως πνευματικός πρόγονος του Λεονάρντο Ντα Βίντσι, ο οποίος φαίνεται να είχε μελετήσει το έργο και τις πραγματείες του διεξοδικά. Ταυτοχρόνως, χαρακτηρίζεται και ως προάγγελος των σημερινών ψηφιακών ρομποτικών, αφού η ποικιλία και η πληθώρα των κινήσεων, ακόμα και ταυτόχρονων, ήταν μεγάλη, με ενδεικτική την ευθύγραμμη πορεία με επιστροφή, τις κυκλικές κινήσεις, την κίνηση σε ορθογώνιο παραλληλόγραμμο, την ελικοειδή κίνηση, την ανεξάρτητη κίνηση τεσσάρων τροχών, το αυτόματο άναμμα φωτιάς, τις εκροές γάλακτος και κρασιού για σπονδές, καθώς και πολλές άλλες κινήσεις και ήχοι.
Εν κατακλείδι, τα αυτόματα του Ήρωνα, εκτός από το υψηλό επίπεδο τεχνολογίας, τον προγραμματισμό, τον έλεγχο της ενέργειας και τη λειτουργικότητα τους, αποτελούσαν πραγματικά έργα τέχνης, καλαισθησίας και αρμονίας, στοιχεία χαρακτηριστικά του αρχαιοελληνικού πνεύματος