Przejdź do zawartości

Przejdź do spisu treści

Średniowieczni znawcy techniki

Średniowieczni znawcy techniki

AUTOMATYZACJA zdominowała dziś przemysł — zwłaszcza wykonywanie monotonnych, powtarzających się czynności. Ale kiedy po raz pierwszy stworzono dające się zaprogramować urządzenia? Czy dokonano tego dopiero parę wieków temu podczas rewolucji przemysłowej w Europie? Może się to wydawać zaskakujące, ale urządzenia automatyczne wynaleziono już znacznie wcześniej.

Dwutłokowa pompa ssąca według projektu Al-Dżazariego

U zarania epoki zwanej złotym wiekiem nauki islamskiej, która trwała od VIII do mniej więcej XIII wieku n.e., uczeni z Bliskiego Wschodu przetłumaczyli na język arabski naukowe i filozoficzne teksty, zachowując od zapomnienia dzieła takich znanych Greków, jak Archimedes, Arystoteles, Ktesibios, Heron z Aleksandrii czy Filon z Bizancjum *. Dysponując tymi i innymi źródłami, naukowcy imperium muzułmańskiego — rozciągającego się od dzisiejszej Hiszpanii przez Afrykę Północną i Bliski Wschód aż po Afganistan — posiedli wiedzę, która umożliwiła im konstruowanie urządzeń automatycznych.

Rycina przedstawiająca zegar ze słoniem, wymyślony przez Al-Dżazariego (XIII wiek)

Jak twierdzi badacz techniki Donald Hill, urządzenia te mogły „nieprzerwanie pracować przez długi czas — przez godziny, dni, a nawet dłużej — i to bez ludzkiej ingerencji”. Dzięki czemu? Ówcześni konstruktorzy wymyślili skuteczne mechanizmy sterujące, które pozwalały na automatyczne działanie tych urządzeń. Wykorzystywano w nich siłę wody z umieszczonych wyżej zbiorników, co zapewniało stałe zaopatrzenie w energię. Przełączniki automatycznie otwierały i zamykały zawory lub zmieniały kierunek przepływu wody. Urządzenia działały na zasadzie sprzężenia zwrotnego oraz uruchamiały mechanizmy, które Donald Hill nazywa „pierwszymi mechanizmami chroniącymi przed zagrożeniami w razie awarii”. Rozważmy parę przykładów.

Pomysłowi bracia Banu Musa

Trzej bracia Banu Musa — czyli „synowie Musy” — żyli w IX wieku w Bagdadzie. Korzystając z dorobku swoich hellenistycznych prekursorów, Filona i Herona, a także chińskich, hinduskich i perskich inżynierów, zaprojektowali ponad 100 urządzeń. Według autora publikacji popularnonaukowych Ehsana Masooda należały do nich fontanny zmieniające w pewnych odstępach czasu kierunek i kształt strumienia wody, zegary z efektownymi dodatkami oraz naczynia automatycznie serwujące napoje i napełniające się ponownie dzięki sprytnym kombinacjom pływaków, zaworów i syfonów. Historyk nauki Jim Al-Khalili opisuje, że synowie Musy skonstruowali też proste automaty wielkości człowieka — „herbaciarkę”, która podawała herbatę, oraz samogrającego flecistę, „prawdopodobnie pierwszą programowalną maszynę”.

Mechanizmy zastosowane w tamtych urządzeniach automatycznych w gruncie rzeczy miały dużo wspólnego z mechanizmami współczesnych maszyn. Jak twierdzi Ehsan Masood, „chociaż zamiast elektroniki wykorzystywano w nich przeważnie ciśnienie wody, często działały na podobnych zasadach”.

 Al-Dżazari — „ojciec robotyki”

W roku 1206 Ibn al-Razzaz al-Dżazari ukończył swoje kompendium wiedzy z zakresu mechaniki teoretycznej i praktycznej. Pewien autor nazwał je „studium systemowego projektowania maszyn”. Niektóre z rozwiązań technicznych zastosowanych przez Al-Dżazariego znacznie przewyższały rozwiązania opisane przez braci Banu Musa. Jego opisy i schematy są tak szczegółowe, że współczesnym inżynierom udaje się odtworzyć te urządzenia.

Al-Dżazari opisuje w swoim traktacie urządzenia do podnoszenia wody, zegary wodne, zegary ogniowe (świecowe), dozowniki wody, automaty odtwarzające muzykę, a także pompę, której działanie opiera się na przenoszeniu ruchu obrotowego koła wodnego na ruch posuwisto-zwrotny tłoka pompującego wodę z wielką siłą. Właśnie Al-Dżazariemu historycy przypisują wynalezienie pomp hydraulicznych, i to trzy stulecia przed pojawieniem się podobnego projektu na Zachodzie.

Al-Dżazari budował również wymyślne zegary, które służyły nie tylko celom dekoracyjnym, ale też użytkowym. Na ilustracji u góry przedstawiono jego zegar, którego rekonstrukcja znajduje się w dubajskim centrum handlowym. Jednym z elementów tego zegara jest słoń z ukrytym w brzuchu mechanizmem odmierzającym czas — perforowaną misą w zbiorniku z wodą. Misa napełnia się przez 30 minut, a potem tonie, wprawiając w ruch kolejne elementy mechanizmu za pomocą lin oraz kul spuszczanych z „wieży” na grzbiecie słonia. Kiedy ten cykl się kończy, misa automatycznie wynurza się na powierzchnię i cały proces zaczyna się od nowa. Między innymi dzięki tym automatycznym urządzeniom Al-Dżazari zyskał miano „ojca robotyki”.

Dzieje ludzkiej pomysłowości są naprawdę zadziwiające! Relacje o różnych wynalazkach to jednak coś więcej niż tylko ciekawy kawałek historii. Pozwalają inaczej spojrzeć na nasze czasy, w których mnóstwo ludzi szczyci się osiągnięciami nowoczesnej techniki. Przypominają, jak wiele zawdzięczamy genialnym i płodnym umysłom dawnych pokoleń.

^ ak. 3 Więcej informacji na temat pracy arabskich tłumaczy można znaleźć w artykule „Jak arabski stał się językiem uczonych”, zamieszczonym w Przebudźcie się! z lutego 2012 roku.