La boule à vapeur du Héron. Machine à vapeur grecque antique du Héron d'Alexandrie

Le patrimoine culturel de la Grèce antique est si vaste que nous ne savons peut-être toujours rien de leurs grandes réalisations. Cet État nous a donné la philosophie, ainsi que la démocratie directe, les mathématiques et les fondements de la physique empirique, mais même aujourd'hui, l'étape classique de l'histoire du développement de cet État continue de nous surprendre. Le lecteur de cet article pense que nous vivons à l'ère de la mécanique et de la robotisation, mais cet article changera complètement son idée du monde antique, car il y a 2000 ans vivait un Grec qui non seulement rêvait de machines, mais il les créait. . Ce sont les Grecs qui ont lancé le premier âge des machines...

Liste des inventions :

Nous admirons le monde depuis des siècles Grèce antique, où l'esprit pourrait s'élever au-dessus du quotidien à la recherche du grand. L'apogée de la science, de l'art et de la philosophie, des idées brillantes, qui couvrira alors le monde entier. Au centre de cet âge d'émerveillement ne se trouvait pas l'Italie ou la Grèce, mais une ville du nord Egypte ancienne- Alexandrie. Tandis que les Romains étaient absorbés par les guerres et que les Grecs rêvaient de philosophie, à Alexandrie ils réfléchissaient à la pensée elle-même. Ici, on pouvait trouver un Grec peu connu, comme Platon ou Aristote, c'était un inventeur. Il a failli déclencher la révolution industrielle il y a 2 000 ans. Les contemporains l'appelaient « mekanikos », et nous le connaissons ainsi, et nous vous dirons tout sur Héron dans cet article.

Maintenant nous vivons à l'ère industrielle, nous sommes entourés diverses machines et les mécanismes. Peut-être que les générations futures diront que c’est nous qui avons marqué le début de l’ère des machines, avec l’apparition des voitures, des avions, des ordinateurs et des robots. Mais nous ne sommes pas les premiers à rêver que les soucis quotidiens soient résolus à l’aide de machines. Aristote y a pensé, il a imaginé un monde où les métiers à tisser seraient automatiques, les harpes joueraient elles-mêmes la mélodie, les artisans n'auraient pas besoin d'assistants et il n'y aurait pas besoin de garder des esclaves, ce qui n'est pas une copie. monde moderne? Mais Heron est allé encore plus loin. Il ne rêvait pas seulement de voitures, il les construisait !

Héron d'Alexandrie. Une esquisse moderne.

Il y a deux mille ans, Heron a inauguré l’ère de la mécanisation, créant des machines qui nous époustouflent encore. Heron vivait à Alexandrie à une époque où cette ville était la plus multinationale du monde. Ce bel endroit, où vécut autrefois l'irrésistible reine Cléopâtre, concentrait en ses profondeurs toutes les connaissances du monde classique. De grands esprits sont venus ici pour échanger les richesses les plus précieuses – ni l’or, ni les esclaves, ni l’argent, mais le savoir. Il y a deux mille ans, c'était le centre de la science mondiale. La banque de ce savoir était la grande bibliothèque. Les œuvres des Grecs, des Égyptiens et d’autres peuples y ont été rassemblées. Les rouleaux étaient remplis de fables, de poèmes et d’œuvres de mathématiciens et de philosophes. C'est là que furent conservées toutes les inventions de Héron. Pas une seule de ses machines n'a survécu à ce jour, et nous ne savons presque rien de l'inventeur lui-même, mais nous avons des idées sur ses merveilleuses créations, car les descriptions de ces machines nous sont parvenues sous la forme de copies de ces rouleaux qui Héron a écrit. Ils ouvrent une fenêtre sur son monde mécanisé magique. Ainsi, l'un des exemplaires des livres décrivant les œuvres du grand inventeur a été conservé à l'Université d'Oxford. Parmi ses inventions, il y a celles qui étaient destinées à la maison, tandis que d'autres servaient de divertissement lors de dîners, certaines produisaient des effets spéciaux au théâtre (sonnerie, bourdonnement, sifflement, création de sons d'animaux, etc.), mais le plus souvent les machines de Heron on ne pouvait pas les trouver dans ces lieux, mais dans les églises.

Alexandrie a rassemblé sous son aile autant de religions et de cultes comme aucune autre ville. monde antique et la concurrence s’intensifia entre eux. Aujourd'hui religion principale villes - l'Islam, mais dans les temps anciens, le choix était beaucoup plus large. Les temples de l’ancienne Alexandrie offraient patronage et soutien à une multitude de dieux étranges et archaïques. Les anciennes divinités égyptiennes, vénérées depuis plus de trois mille ans, étaient encore vénérées par de nombreux Égyptiens et certains visiteurs. Même les Grecs avaient peur de provoquer la colère de dieux comme Isis et Osiris, qui gardaient le temple depuis l'époque des pharaons. Aux côtés des religions égyptiennes coexistaient les religions des Romains et des Grecs, ainsi que de nombreux cultes issus de la périphérie de l'Empire romain. Tout le monde avait besoin de fidèles et d’argent, il fallait donc quelque chose de spécial pour attirer l’attention sur un temple particulier. Posséder quelque chose d’inhabituel devenait un avantage dans la compétition des religions et des cultes. En d’autres termes, tous les prêtres avaient besoin de magie, et Heron pouvait la leur fournir.

Portes automatiques

Heron a appelé son mécanisme « magique » « machine n°37 », et nous l'appellerions « portes automatiques" L'idée était géniale, quoique simple. Lorsque le curé et les paroissiens se sont approchés du temple, les portes se sont ouvertes comme par magie pour les laisser entrer. Comment est-ce arrivé ? Tout d'abord, le prêtre a allumé un feu sur un autel sacrificiel spécial devant les immenses portes fermées du temple. Sous l'autel, sous l'autel, se trouvaient de nombreux tuyaux et récipients, ainsi que des balances. Invisibles aux yeux de la congrégation, ils commencèrent leur travail. Les seaux qui servaient de contrepoids étaient remplis d'eau. Pendant ce temps, le prêtre pouvait faire diverses offrandes rituelles et la chaleur du feu activait des mécanismes cachés. Puis, lorsque la balance est pleine, les portes s'ouvrent lentement, donnant l'impression que les dieux sont satisfaits des offrandes. Si les portes ne se sont pas ouvertes à cause d'un dysfonctionnement, alors on peut toujours dire que les dieux ont été déçus par les cadeaux des paroissiens. Le final fantastique sous la forme de l'ouverture des portes était accompagné du son d'une fanfare. Il s'agit d'un mécanisme spécial qui, sous pression, expulse l'air à travers un tuyau. Pour Heron, c'était la mécanique, mais pour personne ordinaire- miracle.

La signification physique est assez simple. Un feu allumé a augmenté la pression dans un grand récipient (l'air s'est réchauffé), grâce à quoi l'eau qui en sort a commencé à se déplacer sous pression dans le seau. Le godet a augmenté de poids et, selon le principe d'un contrepoids, a soulevé un poids du côté opposé grâce à un système de cordes. Les cordes étaient simplement enroulées autour de deux piliers en rotation. Lorsque le feu s'est éteint, la pression est revenue à la normale, l'eau du seau est revenue au réservoir commun et la porte s'est fermée.

Il existe un point de vue selon lequel ce temple aurait pu être équipé de telles portes.

Distributeur automatique

Bien sûr, c’est une chose de convaincre les gens de venir à votre temple, mais c’en est une tout autre de se séparer de leur argent, et c’est l’argent qui était la base d’une religion prospère. Comment inciter les paroissiens à les dépenser et comment les récupérer ? Telles étaient les questions que se posait Héron. Et il a réussi à y répondre. La première solution est un distributeur d’eau bénite. C'était le premier distributeur automatique au monde.

Ceux qui entraient dans le temple devaient se laver les mains avec de l'eau bénie par les prêtres. Cependant, allumer l’eau et la vendre prenait beaucoup de temps, c’est pourquoi Heron a optimisé ces processus. Le paroissien jeta une drachme dans un récipient spécial à travers une fente pour pièces de monnaie et reçut sa tasse d'eau. Pour les croyants, c'était un autre miracle, mais en réalité, la pièce tombait simplement sur une plate-forme spéciale, qui ouvrait le robinet d'eau pendant un moment.

Pour ceux qui pouvaient tout voir de l’intérieur, cela ressemblait à un autre chef-d’œuvre de la mécanique. Il s’avère que Heron a inventé le distributeur automatique 1 800 ans avant que son équivalent moderne ne soit breveté.

Pompe d'extinction d'incendie portative

Les expériences de Heron avec l'eau et la pression l'ont peut-être amené à créer la première pompe portable pour éteindre les incendies.

La pompe était constituée de deux cylindres à piston communicants, à l'intérieur desquels se trouvaient des vannes. L'eau était expulsée tour à tour, d'abord d'un cylindre, puis de l'autre. Pour faire fonctionner la pompe, il fallait deux personnes qui, selon le principe d'un levier, démarraient la pompe. Plus tard, les Romains ont largement utilisé de telles pompes pour éteindre les incendies dans les villes. Certes, ils ont amélioré la technologie elle-même, en fabriquant des pièces de manière très précise, en essayant de tout adapter parfaitement. Ce sont comme ça pompes à main ont été utilisées très longtemps en Europe jusqu'à l'invention de l'électricité. Avec son aide, il a été possible non seulement d'éteindre l'incendie, mais également de pomper l'eau des cales des navires.

Le principe de fonctionnement de la pompe est visible dans cette vidéo :

Transformer l'eau en vin

Il est probable que les deux inventions suivantes aient également été utilisées dans les temples. Tous deux sont des vases contenant du vin et de l’eau.

La première invention consiste en deux récipients dans lesquels l'eau est versée dans l'un et le vin dans le second. Ils sont reliés entre eux par un tube. Les croyants versaient une petite quantité d'eau dans le premier récipient et du vin coulait du second. Tout cela était présenté comme la magie de transformer l’eau en vin. En fait, nous voyons un principe qui est enseigné dans les cours de physique de 7e année : les vases communicants.

L’invention suivante a également transformé l’eau en vin, mais d’une manière différente. C'était une amphore spéciale, dont une moitié était remplie de vin et l'autre d'eau. Naturellement, il y avait une cloison spéciale entre eux, qui divisait l'amphore en deux parties. Le dessus de l'amphore avait deux trous juste en dessous des anses. Un trou pour chaque compartiment. Le prêtre apporta le gobelet à l'amphore et, bouchant doucement l'un des trous, versa de l'eau ou du vin. Tout cela était alors présenté comme la volonté des dieux ! Était-il vrai que tout était plus simple quand il y avait des dieux ? 🙂

Schéma de la Fontaine du Héron

Qu'est-ce que la Fontaine du Héron ? La Fontaine éternelle du Héron se compose de trois vaisseaux placés les uns au-dessus des autres et communiquant entre eux à l'aide de tubes. Les deux récipients inférieurs sont fermés et celui du haut a la forme d'un bol, où se déroule la partie visible des processus par l'observateur. Tout ici est également basé sur les principes énergie potentielle, gravité, pression et vases communicants.

Le fonctionnement de la fontaine du Héron est également expliqué de manière suffisamment détaillée dans cette vidéo :

Boîte à musique de prédictions

Heron a inventé une autre machine à collecter de l'argent pour les prêtres. Elle faisait croire aux paroissiens qu’ils parlaient aux dieux, mais ce n’était qu’une autre astuce. Il s'agit d'un mécanisme de prédiction. L'une des raisons pour lesquelles les gens allaient au temple était de découvrir leur avenir, et les peuples anciens (bien que maintenant aussi) étaient prêts à payer pour ce plaisir. Les paroissiens, bien sûr, n’ont pas vu le mécanisme, puisque la machine elle-même se trouvait au crépuscule. Tout ce qui était visible était une roue, une maison et un oiseau chanteur. Une fois le paiement effectué, on peut poser à Dieu une question à laquelle on peut répondre par « oui » ou par « non ». Lorsque l'oiseau tournait la roue, soit il chantait, soit il restait silencieux. Les prêtres expliquaient tout de telle manière que les gens croyaient que Dieu leur répondait. Bien sûr, l’oiseau n’a pas chanté par la volonté de Dieu, mais par la volonté du Héron. À l’intérieur se trouvaient de nombreux engrenages et cordes qui faisaient chanter l’oiseau lorsque la roue était tournée. Il y avait aussi une saillie spéciale attachée de l’intérieur qui pouvait être libérée. Très probablement, cela était nécessaire pour que les prêtres puissent contrôler les réponses aux questions, c'est-à-dire pour que l'oiseau reste silencieux. Chant des oiseaux - oui, silence - non, et les prêtresses pouvaient choisir la réponse souhaitée. C’est l’une des plus anciennes astuces religieuses au monde. Le beau chant de l’oiseau n’était qu’un sifflet descendu dans un récipient rempli d’eau.

Les sons faisaient partie intégrante de toutes les inventions de Heron, de la machine de prédiction aux orgues à vent complexes. Cependant, les faire travailler ensemble est beaucoup plus difficile qu’il n’y paraît. Le mécanisme du chant des oiseaux utilise le principe d'un siphon, oui, le même que celui utilisé dans les toilettes et autres systèmes de plomberie. L'eau est versée par le haut et lorsqu'elle atteint un certain point, elle s'écoule à grande vitesse. Ce flux pousse l’air hors des tuyaux, c’est pourquoi le sifflet commence à émettre un son donné et le trou avec le bec de l’oiseau s’ouvre et se ferme.

Heron a également construit des machines assez complexes. Dans cet appareil de divertissement, lorsque vous ramassez une pomme, la figure d'Hercule tire un arc sur le dragon. C'est l'un de ses exploits : Les Pommes des Hespérides. Hercule devait tuer le dragon qui gardait le jardin avec des pommes qui confèrent l'immortalité.

L'ensemble de la structure est constitué d'une partie supérieure visible et d'une partie intérieure avec deux cavités reliées par un trou initialement bouché avec un bouchon. Le bouchon est relié à la pomme, et la flèche est également lancée à travers cette corde. Dès que la pomme est soulevée, l'eau du récipient supérieur se déverse dans celui du bas, tout en poussant l'air à travers un tube spécial, créant le sifflement d'un dragon mourant de mort.

Polybolos

Les machines de prédiction étaient particulièrement efficaces pendant les guerres, car chacun voulait connaître l'issue de la guerre, savoir si lui et ses proches survivraient. Cependant, Heron pourrait donner plus qu’une simple prédiction. Il a proposé non seulement quelque chose qui pourrait prédire l'issue de la guerre, mais aussi aider à gagner la guerre. Nous parlons des machines de guerre de Heron. Il s'est tourné vers l'art de la guerre et a décidé d'automatiser la guerre. Les machines de guerre meurtrières étaient bien plus intrépides que les soldats de l’époque et bien plus militantes. Cette technologie était en avance de plusieurs siècles sur son temps : le polybolos, la première arme automatique. Cette arbalète possède de nombreuses capacités uniques : elle fut la première à utiliser un mécanisme à chaîne ; il pouvait tirer plus loin et avec plus de précision que n'importe quel homme ; l'essentiel est qu'il soit automatique et qu'il tire une flèche après l'autre, sans nécessiter de repos.

L'armée romaine s'intéressait à de telles armes, car leur utilisation présentait de grands avantages. Compte tenu de la longueur des frontières de l’empire, ces armes permettaient de défendre avec succès les frontières et d’équiper les forts.

Arbalète à main automatique de Heron

Cette voiture vient d'Alexandrie. Il y a des raisons de croire que Héron d’Alexandrie l’a également inventé. L'appareil reproduit les actions d'un archer traditionnel, mais tire une flèche avec une plus grande puissance. Il s'agit essentiellement d'un robot militaire. La partie longue de la machine copie le bras tendu d'un archer. Le système à double levier permet de tirer la corde de l'arc, prise en sandwich entre deux crochets métalliques, jusqu'à une forte tension qui ne peut être produite à la main.

Décor mobile automatique du Héron

Mais Héron avait plus à offrir à Alexandrie que des machines de guerre et des machines magiques. Il a voulu divertir et a choisi pour cela un lieu où tout est possible : le théâtre !

Dans les temps anciens, le théâtre était le centre de la vie de nombreuses personnes. Ici, les gens communiquaient et échangeaient des nouvelles, et s'enrichissaient également culturellement et religieusement. Il s’agit essentiellement de l’ancien équivalent du cinéma : un monde onirique. Il y avait ici une acoustique incroyable, qui rendait ce qui se passait sur scène plus proche et plus réel.

Heron savait qu'il pouvait apporter beaucoup au théâtre. Les connaissances acquises lors de la création de véhicules militaires et de jouets pour temples pourraient trouver leur application au théâtre. Ses décorations pouvaient apparaître sur scène et disparaître si nécessaire.

Un compartiment situé au sommet du mécanisme était rempli de sable et, lorsqu'il s'écoulait par une série de trous, il abaissait la balance. Le bol était attaché à une corde enroulée autour du manche. Lorsque la corde s'est déroulée, l'appareil a avancé. Puis, en actionnant le levier, la charge était levée et la structure roulait.

Heron a écrit tout un traité sur les théâtres automatiques. Le sens d’un tel théâtre est qu’il bouge tout seul. Du grec, « automatique » se traduit par mouvement en soi. Dans le même temps, Heron a essayé de réduire les mécanismes afin que les gens ne pensent pas qu'il y avait une personne à l'intérieur qui contrôlait tout.

Axe simple avec clous en bois, qui a produit tous ces mouvements, pourrait avoir été la plus grande invention Gérone. Un scientifique moderne appellerait cela la programmation. Il n'est pas surprenant que les visiteurs du théâtre aient admiré ces décorations.

Théâtre automatique du Héron

Heron a automatisé les décors, mais qu'en est-il des acteurs ? Il a créé un théâtre entièrement automatique avec des décors mobiles, des acteurs automatiques et des effets spéciaux. 20 minutes de plaisir ! Heron a commencé par une histoire grecque classique de vengeance sanglante. Il raconte comment le roi Naplius cherche à se venger de son fils, tué par l'Ajax pendant la guerre de Troie. La pièce commence avec 12 personnages construisant un navire de guerre, le tout sans intervention humaine. En dessous, caché aux yeux du spectateur, se trouve le mécanisme lui-même. Les spectateurs ont été choqués par le fait que les 12 personnages se déplaçaient de manière synchrone. Pour compléter le tableau, Heron a ajouté des sons et des effets spéciaux. Le décor et les personnages changeaient, le rideau se levait et se baissait automatiquement. Pour éviter les collisions entre les acteurs, ceux-ci étaient situés dans des plans différents, qui apparaissaient et disparaissaient au cours de la représentation.

Toute cette action était motivée par des poids et des cordes, ainsi que par des conteneurs contenant du sable et des céréales. L'énergie nécessaire a été produite par gravité. Un tel nombre d’éléments automatisés était une véritable prouesse de génie !

Lorsqu'il était nécessaire de créer le bruit du tonnerre lorsqu'un navire était pris dans une tempête, Heron a lancé son installation de tonnerre pour effrayer et exciter légèrement le public. Il s'agissait de boules de métal lourd qui roulaient et tombaient sur des plates-formes spéciales, pour finalement atterrir sur un grand tambour.

Au milieu des événements, apparaît la déesse Athéna, qui contrôle la météo. Ajax est frappé par la foudre et le héros Naplius rentre chez lui.

On ne peut que deviner à quel point les anciens Grecs admiraient cela. Après tout, c’était tout simplement incroyable. En fait, ce sont simplement des calculs mathématiques ingénieux pour l'époque, car il fallait calculer le temps de chaque scène, l'équilibre des cordes et des poids, la vitesse des engrenages et du sable, la séquence d'apparition personnages. Cela laisserait perplexe même les ingénieurs modernes. Nous pouvons appeler en toute sécurité le Heron Theatre un contrôleur robotique programmable en bois.

Si l'un d'entre vous a étudié à la Faculté de construction ou de génie forestier, vous deviez alors apprendre à utiliser un théodolite, si nécessaire à la géodésie. Mais cet instrument a aussi été inventé par Héron ! Il a appelé son appareil dipotra.

Le composant principal de la dioptrie est une règle qui tourne en cercle et vous permet de marquer les positions horizontales et verticales. Un fil à plomb et un niveau étaient également fixés à l'appareil. Utiliser également ces outils techniques mathématiques et coordonnées rectangulaires, Heron a pu résoudre de nombreux problèmes de construction :

• mesuré la distance entre deux points lorsque l'un ou même les deux ne sont pas en vue ;
• tracé une ligne droite, perpendiculaire à une autre ligne, inaccessible à l'œil ;
• trouvé des différences de niveau entre deux points ;
• zones mesurées sans même se rendre à l'endroit où il mesurait.

Le système d’approvisionnement en eau de l’île de Samos était considéré comme l’une des merveilles de l’ingénierie à l’époque de Héron. La conception de cette conduite d’eau a été inventée par Eupalinus. Ce projet a apporté de l'eau à la ville depuis la source du Mont Castro. Pour accélérer les travaux, il a été décidé de creuser un tunnel des deux côtés à la fois, mais le problème est de savoir comment les ouvriers peuvent-ils absolument ne pas manquer et se connecter en un seul point ? Ce projet nécessitait d’énormes compétences en ingénierie. Néanmoins, le système d’adduction d’eau fut construit et surprit longtemps les contemporains de Héron. Hérodote a également mentionné cette conduite d'eau miraculeuse, grâce à laquelle le monde a généralement appris l'existence du tunnel d'Eupalina. Certes, pendant longtemps, personne n’a cru que cela était vrai. On croyait que les anciens Grecs ne disposaient pas d'une technologie suffisante pour construire des objets aussi complexes, mais en 1814, après avoir étudié les travaux de Heron sur la dioptrie et la construction du tunnel d'Eupalina avec son aide, les doutes se sont évanouis, et à la à la fin du 19ème siècle, le tunnel lui-même a été découvert.

Compteur kilométrique du héron

Dans son ouvrage « Sur la dioptrie », l'inventeur a également exposé les principes d'un appareil permettant de mesurer la distance : le compteur kilométrique.

Extérieurement, c'était un petit chariot avec deux roues d'un certain diamètre. Si vous tournez les roues 400 fois, cela équivaudra à 1598 mètres (l'ancienne mesure grecque de longueur est égale à un millimètre). Le diagramme du compteur kilométrique est présenté sur la figure, où nous voyons que diverses roues et essieux tournaient à l'aide d'un entraînement par engrenages. Les cailloux tombés sur une plateforme spéciale indiquaient la distance parcourue. Au passage de la charrette, celui qui mesurait la distance n'avait plus qu'à compter les pierres.

Et en voici un autre merveilleuse invention Héron d'Alexandrie - chaudière à vapeur. Les Grecs aimaient aussi se laver :)

La chaudière à vapeur était un récipient en bronze placé dans un cylindre spécial de sorte que la chaudière et le cylindre avaient un axe commun. Il y avait un brasero au sommet. Il y avait aussi des tuyaux par lesquels eau froide, ainsi qu'un tuyau pour la sortie eau chaude. Tel conception simple C'était assez économique et permettait de chauffer rapidement l'eau.

Turbine à jet de vapeur Heron

Cette invention du Héron d’Alexandrie était capable de jeter les bases d’une révolution scientifique et technologique, mais elle n’a malheureusement pas trouvé d’application appropriée. Nous parlons de l'ancêtre de la machine à vapeur - aéolipile. Heron était sur le point d’inventer la machine à vapeur.

Aeolipile a été conçu comme suit. De l'eau a été versée dans le récipient inférieur. Puis un feu fut allumé. L'eau montait à travers des tubes (conduites de vapeur) et sortait sous forme de vapeur, tout en mettant en mouvement la boule elle-même, qui tournait à une vitesse effrénée pendant ce temps.

A ce bal, il fallait ajouter des connaissances sur les pistons et la machine à vapeur serait prête. Dans l’état actuel des choses, l’éolipile ne mettait rien en mouvement sauf lui-même, il restait donc juste un drôle d’artefact avec lequel divertir les invités.

Réalisations théoriques de Heron

Bien sûr, en voyant toute cette variété de machines, on devine immédiatement que Heron a également laissé beaucoup de calculs théoriques. Ainsi, ses ouvrages les plus célèbres sont « Pneumatique » et « Mécanique », où il décrit systématiquement de nombreuses réalisations de la science ancienne dans le domaine des mathématiques et de la mécanique appliquée. Il a également, comme mentionné ci-dessus, écrit un livre complet sur les théâtres automatisés, « The Theatre of Automata ». Heron a également découvert des formules pour déterminer les superficies et les volumes de certains formes géométriques., ce qui s'est reflété dans son travail « Metrics ». L’une de ses formules les plus célèbres permet de trouver l’aire d’un triangle en fonction de ses trois côtés, et la formule de Heron porte son nom. .

Extrait de « À propos de la dioptrie »

Son ouvrage « Sur la dioptrie », qui n'a été découvert qu'en 1814, est particulièrement intéressant. Dans ce livre, il expose les principes d'un instrument géodésique moderne - le théodolite, ainsi que les règles de l'arpentage.

Heron a écrit un traité « Sur la fabrication des machines à lancer », dans lequel il parle des aspects fondamentaux de l'artillerie dans l'Antiquité.

Ce génie a même étudié les propriétés des miroirs. Dans son ouvrage scientifique « Catoprtrika », il a expliqué la loi de la réflexion et a également étudié la rectitude des rayons lumineux.

Fondamentalement, ses œuvres sont de nature descriptive, soulignant certains principes. Il est peu probable que tous les ouvrages prétendent à une certaine forme d’intégrité, et dans les ouvrages sur les mathématiques, vous ne trouverez peut-être même pas de preuves. Ici, l’empirisme de Heron se manifeste et le praticien surpasse le théoricien.

Heron est comme Tony Stark, seulement réel et directement issu de la Grèce antique.

Ingénieur, physicien, mécanicien, mathématicien, inventeur grec ancien.

Héron d'Alexandrie (probablement 1er-2e siècles après JC) - ingénieur, physicien, mécanicien, mathématicien, inventeur grec ancien. Il a enseigné à Alexandrie. Son vaste travaux scientifiques Presque tout nous est parvenu.

Heron a décrit les principales réalisations du monde antique dans le domaine de la mécanique appliquée. Il a inventé un certain nombre d'instruments

dans et des automates, notamment, un appareil de mesure de la longueur des routes, fonctionnant sur le même principe que les taximètres modernes, diverses horloges à eau, etc. Il a décrit l'appareil dioptrique, l'arrière-arrière-grand-père du théodolite moderne. Heron fut le premier à étudier cinq types de machines simples : levier, porte, cale, vi

nt et block, ont jeté les bases de l'automatisation. Dans son ouvrage « Pneumatique », Héron d'Alexandrie a décrit un certain nombre de « tours de magie » basés sur les principes de l'utilisation de la chaleur et de la pression différentielle. Les gens étaient émerveillés par ses miracles : les portes du temple elles-mêmes s'ouvraient lorsqu'un feu était allumé au-dessus de l'autel. Ce scientifique a inventé

Une machine à vendre de l'eau « bénite » était constituée d'une boule entraînée en rotation par la force d'un jet de vapeur. Il a inventé un certain nombre d'autres instruments et machines.

Il a systématisé le plus complètement les connaissances des anciens dans le domaine des phénomènes lumineux. Suite à ses travaux, tous les scientifiques ont commencé à diviser l'optique en catoptrique, c'est-à-dire la science de la réflexion et de la dioptrie

iku, c'est-à-dire la science du changement de direction des rayons lumineux lorsqu'ils pénètrent dans un milieu transparent ou, comme nous le disons maintenant, de la réfraction. Près de 1500 ans avant Fermat, utilisant une méthode purement géométrique, parvenait à une formulation particulière de son principe de réflexion : « Je dirai que des rayons tombant d'un point donné et réfléchis

convergeant vers un point donné, les minimums sont ceux qui sont réfléchis par des miroirs plats et sphériques sous des angles égaux." Dans le traité "Catoptrique" (la catoptrique est la science de la réflexion des rayons de surfaces de miroir) Héron justifie la rectitude des rayons lumineux par une vitesse de propagation infiniment élevée.

Il donne ensuite une démonstration de la loi de la réflexion, basée sur l'hypothèse que le chemin parcouru par la lumière doit être le plus court possible. Suivant la loi de la réflexion, Heron considère différents types des miroirs, attention particulière en se concentrant sur les miroirs cylindriques. Actuellement nous avons

Nous présentons une collection scientifique en cinq volumes des œuvres de Heron, dans laquelle des textes arabes et grecs sont accompagnés de traductions en Allemand.

Les travaux mathématiques de Heron sont une encyclopédie des mathématiques appliquées anciennes. Le meilleur d'entre eux - "Metrics" - donne des règles et des formules exactes et approximatives

calculs des aires de polygones réguliers, des volumes de cônes tronqués et de pyramides, ce qu'on appelle. La formule de Héron pour déterminer l'aire d'un triangle basé sur trois côtés, trouvée dans Archimède ; les règles pour la solution numérique sont données équations quadratiques et extraction approximative du carré et du cube

Héron d'Alexandrie (10 - 75 après JC) - mathématicien et mécanicien grec ancien. Il a étudié la géométrie, la mécanique, l'hydrostatique et l'optique. L'auteur d'ouvrages dans lesquels il expose systématiquement les principales réalisations du monde antique dans le domaine de la mécanique appliquée. Dans Mechanics, Heron a décrit 5 machines simples : levier, portail, cale, vis et bloc. Heron était également connu pour le parallélogramme des forces. En utilisant transmission à engrenages, Heron a construit un appareil de mesure de la longueur des routes, basé sur le même principe que les taximètres modernes. Le distributeur automatique d'eau « sacrée » Heron était le prototype de nos distributeurs automatiques de liquides. Les mécanismes et automates de Heron n'ont pas trouvé d'utilisation généralisée. application pratique. Ils étaient principalement utilisés dans la construction de jouets mécaniques. Les seules exceptions sont les machines hydrauliques de Heron, à l'aide desquelles les anciens puisards à eau ont été améliorés. Heron a rendu compte des principes fondamentaux de l'artillerie ancienne dans son traité « Sur la fabrication des machines à lancer ». Les travaux mathématiques de Heron sont une encyclopédie des mathématiques appliquées anciennes. Les Métriques fournissent des règles et des formules pour le calcul exact et approximatif de diverses figures géométriques, par exemple la formule de Heron pour déterminer l'aire d'un triangle sur trois côtés, des règles pour la solution numérique d'équations quadratiques et l'extraction approximative du carré et du cube. racines. Fondamentalement, la présentation dans les travaux mathématiques de Heron est dogmatique : les règles ne sont souvent pas dérivées, mais seulement clarifiées à l'aide d'exemples.

En 1814, l'essai de Heron « Sur la dioptrie » a été découvert, qui expose les règles d'arpentage, qui sont en fait basées sur l'utilisation de coordonnées rectangulaires. Voici une description du dioptre - un appareil de mesure des angles - le prototype d'un théodolite moderne.

Pompe à héron

Riz. 1. Pompe à héron

La pompe était constituée de deux cylindres à piston communicants équipés de vannes à partir desquelles l'eau était alternativement déplacée. La pompe était entraînée par la force musculaire de deux personnes, qui pressaient à tour de rôle les bras du levier. On sait que les pompes de ce type ont ensuite été utilisées par les Romains pour éteindre les incendies et se distinguaient par une fabrication de haute qualité et un montage incroyablement précis de toutes les pièces. Jusqu'à la découverte de l'électricité, des pompes similaires étaient souvent utilisées aussi bien pour éteindre les incendies que dans la marine pour pomper l'eau des cales en cas d'accident.

Boule à vapeur du héron - aeolipile

En outre, dans le traité « Pneumatique », Heron a décrit divers siphons, des récipients intelligemment conçus, des automates entraînés par air comprimé ou un ferry. Aeolipile (traduit du grec par « boule du dieu du vent Éole ») était un chaudron hermétiquement fermé avec deux tubes sur le couvercle. Une boule creuse rotative a été installée sur les tubes, à la surface de laquelle deux buses en forme de L ont été installées. De l'eau était versée dans la chaudière par le trou, le trou était fermé avec un bouchon et la chaudière était placée sur le feu. L'eau bouillait, de la vapeur se formait, qui s'écoulait à travers les tubes dans la boule et dans les tuyaux en forme de L. Avec une pression suffisante, les jets de vapeur s'échappant des buses faisaient rapidement tourner la boule. Construit par des scientifiques modernes d'après les dessins de Héron, l'éolipile développait jusqu'à 3500 tours par minute !

Lors de l'assemblage de l'éolipile, les scientifiques ont été confrontés au problème de l'étanchéité des joints articulés de la bille et des tubes d'alimentation en vapeur. Avec un grand écart, le ballon a reçu un plus grand degré liberté de rotation, mais la vapeur s'échappait facilement par les fissures et sa pression tombait rapidement. Si l'écart était réduit, la perte de vapeur disparaissait, mais la bille devenait également plus difficile à faire tourner en raison de l'augmentation du frottement. Nous ne savons pas comment Heron a résolu ce problème. Peut-être que son aéolipile ne tournait pas à une vitesse aussi élevée que le modèle moderne.

Malheureusement, l'éolipile n'a pas reçu la reconnaissance qui lui était due et n'était demandé ni à l'époque de l'Antiquité ni plus tard, bien qu'il ait fait une énorme impression sur tous ceux qui l'ont vu. Cette invention a été traitée uniquement comme jouet drôle. En fait, l’éolipile de Héron est le prototype des turbines à vapeur, apparues seulement deux millénaires plus tard ! De plus, l’éolipile peut être considéré comme l’un des premiers moteurs à réaction. Il restait une étape avant la découverte du principe de la propulsion à réaction : ayant devant nous un dispositif expérimental, il fallait formuler le principe lui-même. L'humanité a passé près de 2000 ans sur cette étape. Il est difficile d’imaginer à quoi aurait ressemblé l’histoire de l’humanité si le principe de la propulsion à réaction s’était répandu il y a 2 000 ans. Peut-être que l’humanité aurait exploré depuis longtemps tout le système solaire et atteint les étoiles.

Riz. 2. 1 - alimentation en vapeur, 2 - tubes conducteurs de vapeur, 3 - bille, 4 - tubes d'échappement

Chaudière à vapeur

Riz. 3. Chaudière à vapeur

La conception était un grand récipient en bronze avec un cylindre installé coaxialement, un brasier et des tuyaux pour l'alimentation en eau froide et l'évacuation de l'eau chaude. La chaudière était très économique et permettait de chauffer rapidement l'eau.

Comme on peut le constater, Héron a développé trois inventions très intéressantes: l'éolipile, pompe à piston et une chaudière. En les combinant, il était possible d'obtenir une machine à vapeur. Une telle tâche était probablement à la portée, sinon de Héron lui-même, du moins de ses partisans.

Il a également décrit un ouvre-porte automatique, une pompe à incendie, divers siphons, un orgue à eau, un théâtre de marionnettes mécanique, etc.

L’ère des machines à vapeur fut de courte durée. Mais il s’avère que même les anciens Grecs savaient comment « apprivoiser » la vapeur et même l’utiliser dans la guerre. Nos proches ancêtres ont consacré beaucoup de temps et d'efforts à maîtriser la « vapeur », et en dernièrement ce sujet a même reçu un second souffle.

Les gens n’ont pu mettre de la vapeur au service de l’humanité que dans les conditions les plus favorables. fin XVII siècle. Mais même au début de notre ère, le mathématicien et mécanicien grec ancien Héron d'Alexandrie a clairement montré qu'on peut et doit être ami avec la vapeur. L'aeolipile de Geronovsky en a été une confirmation claire. En fait, la première turbine à vapeur - une boule qui tournait avec la puissance de jets de vapeur d'eau.

Malheureusement, de nombreuses inventions étonnantes des anciens Grecs ont été oubliées pendant de nombreux siècles. Seulement pour XVIIe siècle fait référence à une description de quelque chose de similaire à une machine à vapeur.

Pour référence :

HÉROS D'ALEXANDRIEN (Heronus Alexandrinus)

Les dates de naissance et de décès sont inconnues, probablement des Ier et IIe siècles.

Héron d'Alexandrie était un scientifique grec qui travaillait à Alexandrie.

L'auteur d'ouvrages qui ont survécu jusqu'à nos jours, dans lesquels il expose systématiquement les principales réalisations du monde antique dans le domaine de la mécanique appliquée. Dans le célèbre ouvrage en deux volumes "Pneumatics", il a décrit divers mécanismes entraîné par de l'air chauffé ou comprimé ou de la vapeur : aéolipile, c'est-à-dire une boule tournant sous l'influence de la vapeur, un ouvre-porte automatique, une pompe à incendie, divers siphons, un orgue à eau, un théâtre de marionnettes mécanique, etc. Dans "Mécanique", j'ai examiné en détail les mécanismes les plus simples : levier, portail, cale, vis et bloc. À l'aide d'un entraînement par engrenages, il a construit un appareil de mesure de la longueur des routes, basé sur le même principe que les taximètres modernes. Il a créé un distributeur automatique d'eau « sacrée », qui était le prototype de nos distributeurs automatiques de liquides. Les mécanismes et automates de Heron n'ont trouvé aucune application pratique généralisée et ont été principalement utilisés dans la construction de jouets mécaniques. Les seules exceptions sont les machines hydrauliques de Heron, à l'aide desquelles les anciens puisards à eau ont été améliorés.

Dans son essai « Sur la dioptrie », il expose les règles de l'arpentage, qui reposaient en fait sur l'utilisation de coordonnées rectangulaires. Ici, il a également donné une description du dioptre - un appareil de mesure des angles - le prototype d'un théodolite moderne. Dans son essai "Catoptrics", il a démontré la rectitude des rayons lumineux avec une vitesse de propagation infiniment élevée. Il donne une démonstration de la loi de la réflexion, basée sur l’hypothèse que le chemin parcouru par la lumière doit être le plus petit possible (cas particulier du principe de Fermat). Partant de ce principe, j'ai envisagé différents types de miroirs. Dans son traité « Sur la fabrication des machines à lancer », il expose les bases de l'artillerie ancienne. Les travaux mathématiques de Heron sont une encyclopédie des mathématiques appliquées anciennes. Les Métriques fournissent des règles et des formules pour le calcul exact et approximatif de diverses figures géométriques, par exemple La formule du héron pour déterminer l'aire d'un triangle en fonction de trois côtés, des règles de résolution numérique d'équations quadratiques et une extraction approximative des racines carrées et cubiques.

Vivant dans une société moderne de haute technologie, nous sommes très fiers des inventions de notre temps, du développement de la technologie, de ces principales caractéristiques, " cartes de visite", comme nous le croyons, notre civilisation.

Cependant, il vaut la peine de revenir au moins deux mille ans en arrière, et nous serons surpris de découvrir que nos inventions ne nous appartiennent pas vraiment. Il s’avère que quelque chose de similaire avait déjà été inventé et a même été utilisé avec succès. Et nous ne parlons pas de paléocontacts ou de « dons des dieux », ce sont très probablement des fruits ordinaires, bien que loin d’être ordinaires, de l’ingénierie humaine ;

Beaucoup de ces joyaux d'ingénierie étaient tout simplement très en avance sur leur temps, et c'est la seule façon pour moi d'expliquer personnellement comment, malgré leur utilité, ils ont pu être oubliés par l'humanité, et à tel point qu'ils ont ensuite reçu une seconde vie. C’est exactement ce qui s’est passé avec la toute première machine à vapeur.

Heron Alexandrinus, ou Héron d'Alexandrie, est né en 10 après JC à Alexandrie (qui fait maintenant partie de l'Égypte et est la deuxième plus grande ville après le Caire). Il existe peu d'informations sur la vie de Héron, cependant, on sait que ses parents étaient des Grecs qui ont déménagé à Alexandrie après sa conquête par Alexandre le Grand. Héron était un mathématicien et inventeur, l'un des plus grands inventeurs de l'Antiquité.

À l'époque d'Héron, la grande bibliothèque d'Alexandrie était à son apogée et, selon les scientifiques, Héron était capable d'utiliser ce réservoir de sagesse, de connaissances et d'expériences humaines.

Aeolipile - Sphère du Héron

En fait, peu de gens savent que Héron fut également l’inventeur de la première machine à vapeur, un appareil appelé aeolipile ou « moteur de Héron » ou « boule de Héron ».

Bien que certains chercheurs pensent qu'il existait avant Heron des dispositifs similaires à l'éolipile, il fut le premier à décrire en détail sa conception et sa méthode de fabrication dans son livre «Pneumatics», où 78 autres dispositifs furent également décrits. Beaucoup des idées de Héron étaient des améliorations par rapport à un autre inventeur grec qui vivait à Alexandrie 300 ans avant lui, un certain Ctésibius d'Alexandrie, qui fut le premier à mentionner la science de l'air comprimé.

Alors, à quoi ressemblait cette même éolipile, la plus ancienne machine à vapeur ? Il s'agit d'une sphère capable de tourner autour de son axe. La sphère se déplaçait grâce à la vapeur éjectée sous pression par une paire de buses. Les buses étaient dirigées dans des directions opposées, ce qui produisait un couple. C'est ce couple qui faisait tourner la sphère autour de son axe. Le principe de fonctionnement est présenté dans la vidéo à la fin de cet article.

La vapeur était générée par l’eau bouillante à l’intérieur ou au-dessous d’une sphère, comme sur la figure. Si la chaudière est située sous la sphère, elle y est reliée à l'aide d'une paire de tuyaux qui lui servent simultanément d'axes. Une copie moderne reproduite de la machine à vapeur de Heron est capable d'accélérer jusqu'à 1 500 tr/min à une pression relativement basse de 0,7 kg par pouce carré.

Cette invention fut injustement oubliée jusqu'en 1577, lorsque la machine à vapeur fut réinventée par le philosophe, astronome et inventeur Taqi Al-Din. Le principe de fonctionnement de l'appareil qu'il a décrit reprenait essentiellement le principe de la machine à vapeur du Héron d'Alexandrie, à l'exception du fait que les flux de vapeur mettaient la roue en mouvement.

Une autre invention attribuée à Héron, et qui était en fait une amélioration du dispositif hydraulique déjà inventé par Ctésibius, était la « roue à vent ». Il s’agissait d’une éolienne qui servait à faire fonctionner un appareil semblable à un orgue moderne.

Heron a également inventé le tout premier distributeur automatique d'eau bénite, l'ouverture automatique des portes, camion de pompiers, une fontaine autoportante et de nombreux mécanismes pour le théâtre grec.

L'une de ses inventions mécaniques théâtrales était une pièce de théâtre entièrement mécanisée. Elle travaillait sans entrer détails techniques, utilisant un système de nœuds, de cordes et de mécanismes simples, et était même capable de créer artificiellement des bruits de tonnerre et de contrôler la lumière pendant la représentation.

Son héritage décrit des machines alimentées par de l'air, de la vapeur ou de l'eau sous pression, des dispositifs architecturaux permettant de soulever des objets lourds, des méthodes de calcul de surfaces et de quantités (y compris une méthode de calcul racine carrée), des mécanismes militaires, ainsi que des méthodes de contrôle de la lumière à l'aide de réflecteurs et de miroirs.

"Magnifique" ouverture de porte. L'invention du Héron. Images animées par P. Hausladen, RS. Vöhringen

Décidément, Heron était un génie pour son époque, une personne incroyablement progressiste. Malheureusement, la plupart de ses écrits originaux ont été perdus, à l'exception de quelques manuscrits arabes survivants. Qui sait combien d'autres inventions incroyables, aujourd'hui oubliées, du monde antique ont été décrites par Héron il y a plus de 2000 ans.