چگونه 2000 هزار سال پیش، هِرون اسکندرانی با ماشین های بخار و باد، دنیا را شگفت زده می کرد؟
به گزارش بازی ناتمام، در قرن نخست میلادی، در شهری بندری به نام اسکندریه، مردی می زیست که مردم زمان خود او را جادوگر می پنداشتند. هر بار که در معابد یا تالارهای نمایش، دستگاه های خود را به کار می انداخت، تماشاگران از حیرت برمی خاستند. در برابر چشمانشان، شراره ای از آتش زبانه می کشید، مجسمه های سنگی جان می گرفتند و پرندگان فلزی آواز می خواندند. اما در پس این نمایش ها نه جادو، بلکه دانش بود.
او هِرون اسکندرانی (Hero of Alexandria) بود، ریاضی دان و مهندسی یونانی که با درک عمیق از رفتار مایعات و گازها، نخستین گام های بشر را در مهندسی فیزیکی و مکانیکی برداشت. دستگاه هایی ساخت که قرن ها بعد به عنوان نمونه های اولیهٔ ماشین بخار، دستگاه فروش اتوماتیک و نمایش های اتوماتیک شناخته شدند.
آنچه مردم باستان معجزه می پنداشتند، در واقع نخستین جلوه های علم فیزیک کاربردی بود. او با پرهٔ بخار (Aeolipile) که نیروی بخار را به حرکت دَوَرانی تبدیل می کرد یا سامانه های اتوماتیک معبد که به محض انداختن سکه، آب مقدس می پاشیدند، مرز میان علم و افسانه را در زمانه خودش، محو نموده بود.
مهندسی که خدایان را به صحنه آورد
از زندگی شخصی هِرون اطلاعات دقیقی در دست نیست. مورخان دربارهٔ زمان حیات او اختلاف دارند و حتی تلفظ درست نامش را نیز به دو صورت هِرون و هِیرو ثبت نموده اند. اما دربارهٔ آثار او تردیدی نیست: او نابغه ای بود که با فهم مکانیک، فشار هوا، بخار و مایعات، دستگاه هایی طراحی کرد که شبیه به جادو به نظر می رسیدند.
او در قرنی زندگی می کرد که دانش، هنوز در سایهٔ باورهای اسطوره ای قرار داشت. در چنین فضایی، ساختن ماشینی که بتواند خودبه خود حرکت کند یا صدا فراوری کند، چیزی جز اعمال خدایان تلقی نمی شد. از همین رو بسیاری از اختراعاتش در معابد و نمایش ها برای فریب چشم مردم و القای حضور نیروهای الهی به کار می رفتند.
پیشگام موتور بخار و آسیاب بادی
هِرون نخستین کسی بود که توصیفی روشن از ماشین بخار ارائه کرد. دستگاهی داشت به نام ایولیپایل (Aeolipile) که در آن بخار به وسیله دو لوله به بیرون می گریخت و با نیروی عکس العمل، گوی فلزی را به چرخش درمی آورد. این اصل همان پایهٔ موتور جت و توربین بخار امروزی است.
او بعلاوه طرح هایی از آسیاب های بادی را ثبت نموده که شاید شکل ابتدایی فناوری فراوری انرژی از باد بوده اند. هرچند ممکن است این ایده ها کاملاً ابتکاری نبوده باشند، اما نبوغ او در ساده سازی و تبدیل مفاهیم علمی به ابزارهای عملی، سبب شد در سراسر امپراتوری روم معروفیت یابد.
بسیاری از تاریخ پژوهان معتقدند اگر جامعهٔ آن دوران ظرفیت صنعتی بیشتری داشت، شاید با آثار هِرون، انقلاب صنعتی هزار سال زودتر شروع می شد.
نمایش هایی که فیزیک را به جادو تبدیل کردند
هِرون از ماشین های خود در صحنه های نمایش استفاده می کرد. در یکی از اجراهایش، با سازوکاری هوشمندانه، گلوله های فلزی را بر طبل می انداخت تا صدای رعد فراوری کند. در نمایشی دیگر، مجموعه ای از عروسک ها با نیروی وزن و چرخ دندانه دار، به صورت اتوماتیک حرکت می کردند: دیونیسوس (Dionysus) نوشیدنی محلی می ریخت، موسیقی نواخته می شد و پرندگان می خواندند.
در نمایشی دیگر، کشتی هایی ساخته بود که در دریا پیش می رفتند، دلفین ها از آب بیرون می پریدند و الههٔ آتنا با رعد و برق آنان را نابود می کرد. تماشاگران با دهان باز می دیدند که چگونه خدایان زنده شده اند، بی آنکه بدانند پشت صحنه، چرخ دنده ها، طناب ها و وزنه ها کار می کردند.
علم نور و خطای دید
هِرون بعلاوه رساله ای نوشت به نام کاتوپتریکا (Catoptrica) که در آن رفتار نور و بازتاب در آینه های تخت و منحنی را آنالیز نموده بود. او شرح می داد که چگونه می توان با آرایش خاصی از آینه ها، توهم و تصویرهای شگفت انگیز ایجاد کرد. این متن قرن ها پیش از کتاب اپتیکس (Opticks) نیوتن نوشته شد و در واقع نخستین گام در شناخت هندسهٔ نور بود.
دانش او از فیزیک نه فقط برای تفریح، بلکه برای آموزش هم به کار می رفت. بعضی مورخان مانند اِی. جی. دراکمن (A. G. Drachmann) معتقدند که کتاب های هِرون در اصل متون درسی برای شاگردان فیزیک بوده اند، همان گونه که امروز در کتاب های علمی برای شرح قوانین، از اسباب بازی ها و مثال های ساده استفاده می گردد.
اسباب بازی هایی برای آموزش فیزیک
در لیست اختراعات او دستگاه هایی یافت می گردد که شباهت زیادی به اسباب بازی های امروزی دارند: پرندگان آوازخوان، کوزه هایی که به نسبت های مختلف آب یا نوشیدنی محلی می ریختند، مجسمه هایی که با روشن شدن آتش به حرکت درمی آمدند، و حیواناتی که هنگام نوشیدن، سر خود را خم می کردند. یکی از این وسایل احتمالاً شبیه همان پرندهٔ تعادلی است که هنوز به عنوان اسباب بازی رومیزی فروخته می گردد و بر پایهٔ مرکز جرم و گشتاور حرکت می نماید.
نخستین دستگاه فروش اتوماتیک جهان
در میان آثارش، یکی از جالب ترین اختراعات ماشین سکه ای توزیه آب بود که آن را می توان نخستین دستگاه فروش اتوماتیک (Vending Machine) دانست. کاربر سکه ای را در دهانهٔ دستگاه می انداخت و وزن سکه، اهرمی را به حرکت درمی آورد که میزان معینی آب آزاد می کرد. با اینکه احتمال داشت چیز سنگینی شبیه سکه، دستگاه را فریب دهد، اصل ایدهٔ مبادلهٔ اتوماتیک در آن موقع فوق العاده بود.
این اختراع نشان می دهد که هِرون نه تنها به نمایش های مذهبی یا ترفندهای معبدی فکر می کرد، بلکه به مفاهیم کاربردی و زندگی روزمره نیز می اندیشید.
جمع بندی نهایی
هِرون اسکندرانی با ترکیب درک عمیق از مکانیک و حس هنرمندانه، یکی از نخستین کسانی بود که علم را به ابزار نمایش و شگفتی تبدیل کرد. او نشان داد که قوانین فیزیک می توانند در قالب ماشین های اتوماتیک جلوه ای جادویی پیدا نمایند.
اگرچه بسیاری از آثار او صرفاً برای تفریح یا آیین های مذهبی ساخته شدند، اما همان سازوکارها بعدها پایهٔ فناوری های بزرگ بشر، از موتور بخار تا اتوماسیون صنعتی شدند.
میراث فکری هِرون یادآور این حقیقت است که علم و شگفتی در تضاد نیستند. همان طور که آرتور سی. کلارک قرن ها بعد گفت، هر فناوری پیشرفته ای برای انسان ناآگاه، همچون جادوست. هِرون نخستین کسی بود که این جمله را، بی آنکه بداند، در عمل به نمایش گذاشت.
❓سؤالات رایج هِرون اسکندرانی
1. هِرون اسکندرانی چه زمانی زندگی می کرد؟
مورخان زمان دقیق زندگی او را نمی دانند، اما بیشتر منابع او را متعلق به سدهٔ نخست میلادی و دوران امپراتوری روم می دانند.
2. معروف ترین اختراع هِرون چه بود؟
دستگاه بخار موسوم به ایولیپایل (Aeolipile) که انرژی بخار را به حرکت دَوَرانی تبدیل می کرد و شکل ابتدایی موتور بخار محسوب می گردد.
3. آیا هِرون واقعاً نخستین دستگاه فروش اتوماتیک را ساخته بود؟
بله، او در کتاب هایش توصیف نموده که با انداختن سکه در دهانهٔ دستگاه، میزان معینی آب مقدس خارج می شد. این سازوکار به عنوان نخستین دستگاه فروش اتوماتیک شناخته می گردد.
4. هدف از ساخت ماشین های اتوماتیک چه بود؟
بسیاری از دستگاه های هِرون برای نمایش های مذهبی یا تفریح طراحی شده بودند، اما او از آنها برای آموزش اصول فیزیک و مکانیک نیز بهره می برد.
5. چه رابطه ای میان کارهای هِرون و علم مدرن وجود دارد؟
اختراعات او پیش عایدی علم مکانیک سیالات و فیزیک کاربردی محسوب می شوند. مفاهیمی که او در قالب ابزارهای ساده نمایش می داد، بعدها پایهٔ موتورهای بخار، پمپ ها و دستگاه های اتوماتیک شدند.
6. آیا آثار هِرون از بین رفتند؟
بخش زیادی از نوشته ها و دستگاه های او با آتش سوزی کتابخانهٔ اسکندریه نابود شد، اما نسخه هایی از آثارش باقی ماند که قرن ها بعد در دورهٔ رنسانس دوباره ترجمه و آنالیز شدند.
دکتر علیرضا مجیدی
پزشک، نویسنده و بنیان گذار وبلاگ خبرنگاران
دکتر علیرضا مجیدی، نویسنده و بنیان گذار وبلاگ خبرنگاران .
با بیش از 20 سال نویسندگی ترکیبی مستمر در زمینهٔ پزشکی، فناوری، سینما، کتاب و فرهنگ.
باشد که با هم متفاوت بیاندیشیم!
دربارهٔ علیرضا مجیدی در خبرنگاران