Выдающиеся инженеры средневековой эпохи

СОВРЕМЕННОЕ производство во многом автоматизировано, особенно выполнение типовых, повторяющихся операций. Но когда автоматические, программируемые устройства появились впервые? Произошло ли это несколько столетий назад в ходе промышленной революции в Европе? Вероятно, вы удивитесь, но их изобрели гораздо раньше.

В VIII—XIII столетиях нашей эры исламская наука переживала свой золотой век. В начале этого периода восточные ученые перевели на арабский язык научные и философские работы знаменитых древнегреческих мыслителей — Аристотеля, Архимеда, Герона Александрийского, Ктесибия и Филона Византийскогоa. В то время Арабский халифат простирался от Испании до Афганистана, охватывая страны Ближнего и Среднего Востока, а также Северной Африки. Имея в своем распоряжении эти и другие труды, исламская империя стала обладательницей арсенала знаний, необходимых для создания первых автоматических устройств.

По словам Доналда Хилла, специалиста в области истории техники, эти машины могли «работать без вмешательства человека в течение длительных интервалов времени: часов, дней и даже дольше». Благодаря чему это стало возможным? Чтобы автоматизировать процесс, древние инженеры разработали весьма эффективные механизмы управления. В сконструированных ими машинах использовалась энергия падающей воды, которая непрерывно поступала из установленных на высоте резервуаров. Открытие и закрытие клапанов, а также изменение направления потока воды осуществлялось автоматически. Кроме того, эти машины были снабжены системой обратной связи и тем, что Хилл называет «предшественниками устройств для обеспечения бесперебойной работы». Рассмотрим некоторые примеры.

Гениальные братья Бану Муса

Трое братьев Бану Муса, что по-арабски означает «сыновья Мусы», жили в IX веке в Багдаде. Им были хорошо знакомы труды греческих ученых Герона Александрийского и Филона Византийского, а также индийских, китайских и персидских инженеров. Пользуясь полученными знаниями, братья Бану Муса разработали более 100 различных устройств и приспособлений. По словам писателя Эсана Масуда, среди их изобретений были фонтаны, высота струй которых менялась через определенные интервалы времени, часы, оснащенные разными хитроумными «штучками», и сосуды-автоматы для раздачи напитков, запасы жидкости в которых пополнялись за счет хорошо продуманной системы поплавков, клапанов и сифонов. Согласно свидетельству историка науки Джима Аль-Халили, сыновья Мусы сконструировали «чайную девушку», подающую чай,— простейший робот-автомат размером с человека. Также они создали музыканта, играющего на флейте, который, «возможно, представлял собой самый ранний образец программируемого устройства».

Машины и автоматы братьев Бану Муса были подобны современным. В то же время, как отмечает Эсан Масуд, «вместо электроники в них в основном использовалась сила давления воды, хотя принцип действия был тем же».

Аль-Джазари — «отец робототехники»

В 1206 году Исмаил ибн аль-Раззаз аль-Джазари завершил свой труд, название которого иногда переводят так: «Теоретическое и практическое руководство по ремесленному мастерству». Этот труд именуют «исследованием в области системного проектирования машин». Некоторые из устройств аль-Джазари превзошли те, что были разработаны Бану Муса. Кроме того, аль-Джазари настолько детально и подробно их описал, что современные инженеры могут с легкостью их воссоздать.

В своей книге аль-Джазари привел иллюстрации водоподъемных машин, водяных и свечных часов, автоматов для мытья рук, роботов-музыкантов, а также насоса, в котором энергия вращательного движения водяного колеса сообщается поршню, заставляя его двигаться вверх-вниз и перекачивать большое количество воды. По мнению историков, именно аль-Джазари изобрел гидравлический насос. Причем произошло это на три столетия раньше, чем подобные устройства появились на Западе.

Аль-Джазари стал автором и создателем изумительных и в то же время функциональных часов. Аналог модели часов, изображенных здесь на иллюстрации, выставлен в одном из торговых центров Дубая. Часовой механизм представляет собой чашу с отверстиями, расположенную в резервуаре с водой, который находится в животе слона. Через каждые полчаса чаша наполняется и погружается в воду. А это приводит в движение металлические шарики и нити, идущие от домика на спине у слона, вызывая целую череду действий. Когда получасовой цикл заканчивается, чаша автоматически поднимается на поверхность и процесс начинается снова. Неудивительно, что аль-Джазари — создателя таких диковинных часов и других хитроумных механизмов — справедливо считают «отцом робототехники».

История развития человеческой мысли поистине уникальна: она не только интересна сама по себе, но и поучительна. Сегодня немало говорят и пишут о новейших технологиях и современных достижениях. Однако не стоит забывать, что научно-технический прогресс человечества — это во многом заслуга великих умов давно минувшей эпохи.