Ήρων ο Αλεξανδρινός - Ο Έλληνας που εφηύρε την ατμομηχανή πριν από 2000 χρόνια

"Σχεδόν δύο χιλιετίες πριν η υπόλοιπη ανθρωπότητα να εισέλθει στη βιομηχανική εποχή, ο Έλληνας εφευρέτης Ήρων ανακάλυψε την ατμομηχανή, μηχανές που λειτουργούσαν με την αιολική ενέργεια και θεωρίες του φωτός που κανείς δεν μπορούσε να βελτιώσει για αιώνες. Και μετά εφηύρε κάποια πραγματικά πολύ ενδιαφέροντα πράγματα..."
Μεγάλα μυαλά, όπως ο Αϊνστάιν ή ο Νεύτωνας, γεννήθηκαν την πιο κατάλληλη στιγμή για τις ιδέες τους, που ήταν πραγματικά επαναστατικές -ήταν αρκετά μπροστά ώστε να θεωρηθούν πρωτοπόρες αλλά και αρκετά επίκαιρες ώστε να καταλαβαίνει ο κόσμος για τι ακριβώς μιλούσαν.

Ήρων ο Αλεξανδρινός
Ο Ήρων από την Αλεξάνδρεια, είχε την ατυχία να γεννηθεί γύρω στο 10 μ.Χ. Και λέμε ατυχία γιατί οι εφευρέσεις του ήταν πολύ πιο μπροστά από την εποχή τους, ώστε να μην έχουν ιδιαίτερα πρακτική εφαρμογή και συνεπώς να ξεχαστούν με τα χρόνια.
Εάν ο Ήρωνας γεννιόταν για παράδειγμα γύρω στο 1710 μ.Χ., η μηχανολογική του δεξιοτεχνία και η απίστευτη δημιουργικότητά του ίσως να τον είχαν κάνει τον πιο πλούσιο άνθρωπο στον κόσμο. Με τα πραγματικά δεδομένα όμως, θα πρέπει να αρκεστεί στην υστεροφημία ως ο μεγαλύτερος ίσως εφευρέτης στην ανθρώπινη ιστορία.

Γνωρίζουμε ελάχιστα πολύτιμα πράγματα για την καταγωγή του Ήρωνα και μόνο τον τελευταίο αιώνα επιβεβαιώθηκε η ακριβής χρονολογία όπου έζησε. Ο Ήρωνας είχε γεννήθηκε στην Αίγυπτο την πρώτη δεκαετία του 1ου αι. μ.Χ. από Έλληνες γονείς, που μετανάστευσαν στην Αίγυπτο μετά τις κατακτήσεις του Μεγάλου Αλεξάνδρου.
Ο Ήρωνας πιθανότατα δίδασκε στο Μουσείο της Αλεξάνδρειας, ένα ίδρυμα που ίδρυσαν οι Έλληνες άρχοντες της Αιγύπτου. Το Μουσείο δεν είχε όμοιό του σε ολόκληρη την αρχαία Μεσόγειο και ήταν ένας χώρος συνάθροισης διανοουμένων και επιστημόνων, μοναδικός μέχρι την εμφάνιση των πανεπιστημίων, αιώνες αργότερα.
Η ατμομηχανή του Ήρωνα

Ο Ήρωνας εξακολουθεί όμως να μην χρειάζεται εκτενές βιογραφικό ώστε να καταλάβει κάποιος τη σπουδαιότητά του -οι εφευρέσεις και οι θεωρίες του τα καταφέρνουν μια χαρά από μόνες τους. Το πιο φημισμένο επίτευγμά του ήταν μία πρωτόγονη ατμομηχανή, γνωστή και ως αιολόσφαιρα.
Αρκετοί πριν από τον Ήρωνα είχαν αναφερθεί στις αιολόσφαιρες, αλλά ήταν ο πρώτος που περιέγραψε με κάθε λεπτομέρεια την κατασκευή τους, αν και δεν είναι σαφές εάν οι προγενέστεροι του μιλούσαν για την ίδια συσκευή.
Πως δουλεύει όμως η αιολόσφαιρα; Μία σφαίρα τοποθετείται με τέτοιο τρόπο ώστε να περιστρέφεται στον άξονά της, και καμπυλωτά ακροφύσια τοποθετούνται δεξιά και αριστερά της σφαίρας, κάθετα στον άξονά της. Στη συνέχεια, ζεσταίνεται νερό, είτε μέσα στη σφαίρα είτε σε λέβητα κάτω από αυτή.
Μόλις ζεσταθεί το νερό, βγαίνει ατμός, ο οποίος διοχετεύεται μέσα από τα ακροφύσια και δημιουργείται μία κινητήριος ροπή που κάνει τη σφαίρα να επιταχύνει μέχρι η τριβή και η αεροδυναμική αντίσταση να είναι αρκετά δυνατές ώστε να φέρουν τη σφαίρα σε μία σταθερή ταχύτητα περιστροφής.
Μπορείτε να παρακολουθήσετε το ακόλουθο βίντεο για να καταλάβετε πως δουλεύει η αιολόσφαιρα.

Ο αρχαίος σιδηρόδρομος
Η αιολόσφαιρα ήταν περισσότερο ένα ενδιαφέρον κομψοτέχνημα παρά μία πραγματική μηχανή με πρακτική εφαρμογή, αλλά θα πρέπει να έχουμε πάντα στο μυαλό μας πόσο πιο μπροστά από την εποχή της ήταν.
Όταν ξεχάστηκε η αιολόσφαιρα του Ήρωνα, δεν γνωρίζουμε εάν κάποιος άλλος εφηύρε κάποια ατμομηχανή μέχρι τον εφευρέτη Taqi al-Din, το 1577, που θεωρείται ως ένας από τους μεγαλύτερους επιστήμονες παγκοσμίως από τους συγχρόνους του. Επομένως, αν ο Taqi al-Din ήταν το μεγαλύτερο «κεφάλι» της εποχής του, τότε με τι λόγια μπορεί να περιγράψει κάποιος τον άνθρωπο που ουσιαστικά επινόησε το ίδιο πράγμα 1.500 χρόνια πριν από τον al-Din;
Αν και η αιολόσφαιρα δεν κατασκευάστηκε με κάποια χρησιμότητα, αξίζει να σημειώσουμε ότι εκείνη την εποχή δεν θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί πρακτικά κάπου. Δεν υπήρχε κάποια πραγματική χρήση για μία ατμομηχανή στον προ-βιομηχανικό κόσμο της αρχαίας Αλεξάνδρειας, αν και στη Μεσόγειο υπήρχε κάτι στο οποίο θα μπορούσε ίσως να χρησιμοποιηθεί: υπήρχε σιδηρόδρομος.
Ναι, ο αρχαίος κόσμος διέθετε κάποιους υποτυπώδεις σιδηροδρόμους. Φυσικά, δεν κινούνταν τρένα πάνω σε αυτούς, αλλά οι αρχαίες αυτές ράγες χρησιμοποιούνταν για να σέρνονται πάνω τους οχήματα με τη βοήθεια ζώων, ανθρώπων και της βαρύτητας.
Ο πιο γνωστός από αυτούς τους σιδηροδρόμους ήταν του Διολκού, που διαπερνά το πιο στενό κομμάτι του Ισθμού της Κορίνθου και επέτρεπε στα πλοία να μεταφέρονται γρήγορα από ξηράς, τοποθετώντας τα πάνω στα ειδικά βαγονέτα των γραμμών.
Ο Διολκός λειτουργούσε σχεδόν από το 600 π.Χ. μέχρι την εποχή του Ήρωνα… και αν λειτουργούσε για λίγο ακόμα ίσως κάποιος να είχε τη φαεινή ιδέα να δώσει δύναμη στα οχήματα του σιδηροδρόμου με την αιολόσφαιρα του Ήρωνα.
Ο πρώτος ρομποτιστής παγκοσμίως
Ο Ήρωνας ο Αλεξανδρινός, εφηύρε κατά κάποιο τρόπο τα ρομπότ. Τα μηχανολογικά του επιτεύγματα χρησιμοποιούσαν συχνά αυτοματοποιημένες συσκευές, που προγραμματίζονταν να κάνουν συγκεκριμένα πράγματα και ολοκλήρωναν από μόνες τους την εργασία.
Ο Ήρωνας θεωρείται ως ένας από τους προπαππούδες των Cybernetics, που απετέλεσε ουσιαστικά επιστήμη από τα μέσα του 19ου αιώνα.
Ο Ήρωνας χρησιμοποιούσε τα ρομπότ του σε θεατρικές παραστάσεις. Ένα μεγάλο κομμάτι της μηχανολογικής του έρευνας επικεντρωνόταν στη βελτίωση της λειτουργίας του ελληνικού Θεάτρου, ενώ το κορυφαίο του επίτευγμα ήταν ένα εντελώς αυτοματοποιημένο έργο, διάρκειας 10 λεπτών -ουσιαστικά δημιούργησε το αρχαίο αντίστοιχο του Hall of Presidents της Disney.
Το έργο έμοιαζε περισσότερο ίσως με τη μηχανή του Rube Goldberg και λιγότερο με cybernetic επίτευγμα, καθώς υπήρχε ένα σύστημα από κόμπους, σχοινιά και απλές μηχανές, που λειτουργούσαν με τη βοήθεια ενός μεγάλου περιστρεφόμενου κυλίνδρου. Ακόμα και έτσι, όμως, η μηχανική παράσταση είχε κάτι από ρομποτική.
Κάθε κομμάτι του έργου - στην προκειμένη περίπτωση τα σχοινιά, οι κόμποι και οι μηχανές - είχε δύο διαφορετικές λειτουργίες, και μπορούσαν να προγραμματιστούν για να κάνουν διαφορετικά πράγματα, αναλόγως του τρόπου με τον οποίο ήταν στημένα. Αυτό σημαίνει πως το έργο του Ήρωνα ήταν το πρώτο πρόγραμμα στα χρονικά, γραμμένο σε δυαδικό κώδικα.
Ειδήμων στην Οπτική και τα Μαθηματικά
Ο Ήρωνας δεν ήταν μόνο ένας έξοχος μηχανικός αλλά υπήρξε και ένας άξιος μαθηματικός και θεωρητικός. Ήταν ο πρώτος που διατύπωσε τις βάσεις της λεγόμενης Αρχής του Ελαχίστου Χρόνου (γνωστή και ως Αρχή του Fermat).
Ο Ήρωνας προέβλεψε ότι μία ακτίνα φωτός, που ταξιδεύει μεταξύ δύο σημείων, διανύει πάντα τη συντομότερη δυνατή διαδρομή. Είναι μία αρκετά απλή αλλά σημαντική ιδέα - ειδικά αν αναλογιστεί κανείς ότι τον τελευταίο αιώνα δόθηκε ένας πιο πολύπλοκος ορισμός του τι είναι μία ακτίνα φωτός και ότι χρειάστηκαν χίλια χρόνια μέχρι να έρθει ο Άραβας επιστήμονας Alhazen και να βελτιώσει την αρχική έννοια του Ήρωνα.
Ως προς τα μαθηματικά, ο Ήρωνας ανακάλυψε έναν απλό τρόπο για να υπολογίζει γρήγορα την τετραγωνική ρίζα οποιουδήποτε αριθμού και διατύπωσε έναν τύπο, γνωστό ως Τύπος του Ήρωνα. Με τον τύπο αυτό μπορούσε να υπολογίσει το εμβαδόν ενός τριγώνου γνωρίζοντας μόνο το μήκος των πλευρών του.
Το πιο σημαντικό, όμως, μαθηματικό του επίτευγμα ήταν η ανακάλυψη φανταστικών αριθμών ενώ εργαζόταν πάνω σε έναν τύπο για τον όγκο της κόλουρης πυραμίδας.
Αέρας και φωτιά
Το σημαντικότερο επίτευγμα του Ήρωνα παραμένουν αναμφίβολα οι εφευρέσεις του. Κάποιες από αυτές μοιάζουν αρκετά απλές. Για παράδειγμα, ο ανεμόμυλός του χρησιμοποιούσε ενέργεια από διερχόμενα ρεύματα αέρα, που έκαναν για παράδειγμα ένα όργανο να παίζει. Αυτό δεν απαιτούσε ιδιαίτερη τεχνική γνώση, όπως απαιτούσε η ατμομηχανή του και τα ρομποτικά του έργα, αλλά δεν υπάρχουν καταγεγραμμένα στοιχεία για αιολικά μηχανήματα πριν από τον Ήρωνα.
Κάποιες φορές, οι μεγαλοφυΐα δεν είναι απλά να βλέπεις πολύ μπροστά, αλλά να συνειδητοποιείς το προφανές που βρίσκεται ακριβώς μπροστά σου.
Πολλοί ίσως να σκεφτείτε ότι ωραία όλα αυτά τα μηχανήματα και οι τύποι, αλλά είχαν καμία πρακτική εφαρμογή; Τι έκανε ο Ήρωνας ο Αλεξανδρινός για τον σύγχρονο άνθρωπο;
Αν υποθέσουμε, λοιπόν, ότι είμαστε αρχαίοι Ρωμαίοι, τότε ο Ήρωνας μας έσωσε τη ζωή. Εφηύρε μία αντλία πιέσεως, που μπορούσε να εκτοξεύει πολύ γρήγορα νερό προς πάσα κατεύθυνση, με τη δύναμη των εμβόλων του. Το σχέδιο που βλέπουμε στην εικόνα είναι του Κτησίβιου, προγενέστερου του Ήρωνα, αλλά ο τελευταίος κατάφερε να το βελτιώσει και η νέα του πλέον αντλία υπήρξε πολύ σημαντικό όπλο των αρχαίων Ρωμαίων για την κατάσβεση των πυρκαγιών.
Και αυτόματος πωλητής;
Αν η ατμομηχανή και τα πρωτόγονα ρομπότ δεν σας συγκίνησαν ιδιαίτερα, τότε τι θα λέγατε εάν ακούγατε ότι ο Ήρωνας εφηύρε και αυτόματο πωλητή;
Επρόκειτο για ένα δοχείο που προσέφερε αγιασμό και λειτουργούσε όπως και οι σημερινοί αυτόματοι πωλητές, με κέρμα.
Ο χρήστης τοποθετούσε ένα κέρμα μέσα στην ειδική σχισμή και το κέρμα έπεφτε πάνω σε ένα δίσκο. Ο δίσκος ήταν συνδεδεμένος με έναν μοχλό. Το βάρος του κέρματος έκανε το μοχλό να ανοίγει μία βαλβίδα και έτσι έβγαινε ο αγιασμός. Το κέρμα συνέχιζε να γέρνει το δίσκο προς τα κάτω μέχρι τελικά να πέσει από το δίσκο και ένα αντίβαρο να τον επαναφέρει στην αρχική του θέση, κλείνοντας τη βαλβίδα.
Επομένως, την επόμενη φορά που θα αρχίσετε να βρίζεται έναν αυτόματο πωλητή που σας έφαγε το κέρμα, σκεφτείτε ότι αυτή η τεχνολογία είναι σχεδόν 2000 χρόνων.
Είτε λοιπόν πρόκειται για την ατμομηχανή, τον ανεμόμυλο ή τον αυτόματο πωλητή, πρέπει να παραδεχτούμε ότι κανένας άλλος επιστήμονας δεν είδε τόσο μπροστά στο μέλλον ή καινοτόμησε σε τόσο μεγάλο βαθμό, όσο ο Ήρωνας ο Αλεξανδρινός.
agnostesistories.blogspot.gr