Развитие научной и технической мысли в эпоху Античности

В начале первого тысячелетия до н. э. на смену бронзовой эпохе приходит железный век. Научившись выплавлять железо, человек приобрел долговечные орудия, резко увеличившие производительность труда. Стало возможным использование механизмов, которые не могли состоять из бронзовых деталей по причине их хрупкости. Так появились ручная мельница и водоподъемное колесо. Примерно с 200 г. до н. э. эти механизмы стали приводиться в действие животными, которые ходили по кругу и тем самым вращали вал. В дальнейшем для вращения вала стала применяться энергия воды. Это был очень эффективный способ использования на практике естественных сил природы, но в рассматриваемое время он ограничивался лишь мукомольным делом.

В период железного века достаточно много изобретений появилось в Греции. Среди ученых античного мира, серьезно занимавшихся механикой, особое место принадлежит Архимеду (287 – 212 гг. до н. э.). Родился он на острове Сицилия в г. Сиракузы. Его отцом был известный астроном и математик Фидий. Архимед являлся также родственником сиракузского царя Гиперона II, который с уважением относился к изобретателям и старался воплотить их проекты в жизнь. Так на практике было использовано устройство Архимеда для подъема воды на более высокий уровень под названием «винтовой насос», он мог долгое время действовать в воде с большим содержанием ила и в отличие от поршневого насоса не засорялся. Это изобретение впоследствии стали называть «архимедовым винтом». Созданные Архимедом различные системы блоков и рычагов успешно использовались и в строительном деле.

Наибольшую известность изобретателя Архимед приобрел во время второй Пунической войны за господство в Средиземном море. Для обороны Сиракуз он сконструировал механизмы такой силы, что атакующие римляне были вынуждены перейти к длительной осаде города. В античную эпоху основным оружием дальнего действия служила машина, напоминающая катапульту. При ее функционировании использовалась сила упругости скрученных веревок. Подобные установки были изобретены в начале IV в. до н. э., после ряда доработок они стали метать камни весом до 30 кг на расстояние 180 м. Архимед значительно усовершенствовал конструкцию таких механизмов и создал их новые виды. В результате его метательные машины бросали различные снаряды весом до 200 кг на 500 – 1000 м в длину. Кроме того, защитники Сиракуз благодаря специальным сооружениям Архимеда прямо с береговых стен крепости подцепляли вражеские корабли, поднимали их и топили.

Наряду с этим Архимед был выдающимся теоретиком. Он фактически положил начало теоретической механики. Его научный труд «О рычагах» не потерял своей актуальности в наши дни, а произнесенная им фраза «Дайте мне точку опоры, и я переверну весь мир» стала крылатой. Еще в конце I в. до н. э. римский архитектор Витрувий отнес Архимеда к числу тех немногих гениев, которые сумели с помощью расчетов и знаний тайн природы сделать многие открытия в механике. Не будет ошибкой сказать, что Архимед был первым крупным инженером в истории мировой техники.

Занимались изобретательской деятельностью и другие ученые античных времен. Об этом можно судить по трактатам Герона Александрийского, в них описывались многие механизмы, бывшие в употреблении в 70-х – 20-х гг. до н. э. В частности, он раскрыл принцип действия прибора для определения преодоленных расстояний, портативного водяного насоса, пожарной помпы, приспособления для автоматического регулирования фитиля и уровня масла в лампах. Однако все эти механизмы не имели тогда массового распространения. Из собственных изобретений Герон описал устройство ветряной мельницы и простейшей паровой турбины. Правда, последнюю при существовавшем уровне технических знаний нельзя было превратить в двигатель. В свою очередь ветряная мельница вполне могла применяться на практике, но, видимо, такой задачи перед ученым не стояло. При массовом использовании в античных обществах мускульной силы рабов вопрос об облегчении их труда не был принципиальным.

3. ТЕХНИЧЕСКИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ПЕРИОДА СРЕДНЕВЕКОВЬЯ.

РАЗВИТИЕ НАУКИ И ТЕХНИКИ В ЭПОХУ ВОЗРОЖДЕНИЯ