Станислав Зигуненко - Величайшие рукотворные чудеса

Между тем роботы – это не столько дело будущего, сколько дело прошлого. Практическая автоматика возникла по крайней мере 2,5 тыс. лет назад. Любопытно, что вплоть до конца XIX столетия она существовала, обходясь без всякой науки. Создателям автоматов достаточно было обладать изобретательным умом и «золотыми руками», да еще кое-какими познаниями в физике.

В древности автоматы изготовлялись изобретателями-одиночками и, как правило, в единственных экземплярах. Архит Тарентский (VI–V вв. до н. э.) изготовил «летающего голубя», Дмитрий Фалерский (III в. до н. э.) – «ползающую улитку». Страстью к различным автоматическим механизмам был одержим Герон Александрийский (I в. н. э.). Ряд хитроумных приспособлений описан им подробно в его трудах. В их числе – работающий при опускании денег автомат, предназначавшийся для сбора пожертвований в храмах. Идея механизма заключалась в том, что верующему следовало опустить 5-драхмовую монету в щель и взамен получить немного воды для ритуального омовения лица и рук перед входом в храм. В конце дня жрецы могли забрать из автомата пожертвования.

Аппарат работал следующим образом. Монетка падала в небольшую чашечку, которая подвешивалась к одному концу тщательно отбалансированного коромысла. Под ее тяжестью поднимался другой конец коромысла, открывал клапан, и вода вытекала наружу. Как только чашечка опускалась, монетка соскальзывала вниз, край коромысла с чашечкой поднимался, а другой опускался, перекрывая клапан и отключая воду.

Остроумный механизм Герона, возможно, был навеян идеей устройства, изобретенного еще тремя столетиями раньше Филоном Византийским. Это был сосуд со встроенным внутрь механизмом, позволявшим гостям омыть руки. Над водопроводной трубой была вырезана рука, державшая шар из пемзы. Когда гость брал его, чтобы вымыть руки перед обедом, механическая рука исчезала внутри механизма и из трубы текла вода. Через какое-то время вода переставала течь и появлялась механическая рука с новым куском пемзы, приготовленным для гостя. К сожалению, Филон не оставил детального описания, как работало это механическое чудо, однако оно, по-видимому, было основано на тех же принципах, что и автомат Герона.

Другая конструкция, описанная в трудах Герона, – рожок, автоматически звучавший при открытии дверей храма. Он играл роль дверного звонка и сигнала тревоги при взломе.

Зачем в древности были нужны роботы-автоматы? Побудительные мотивы были самые разные: игра ума, заказ богача, искавшего развлечений, или жреца, который шел на подделку «чудес». Например, около 2000 лет назад тот же Герон Александрийский изобрел автоматически открывающиеся двери для храмов Александрии. Это стало подарком египетским жрецам, которые столетиями использовали механические или иные чудеса, чтобы укрепить свою власть и престиж. Применив относительно простые принципы механики, Герон создал устройство, при помощи которого словно невидимыми руками открывались двери небольшого храма, когда жрец зажигал огонь на жертвеннике напротив него. В скрытом под жертвенником металлическом шаре огонь нагревал воздух. Тот, расширяясь, проталкивал воду через сифон в огромную бадью. Последняя была подвешена на цепях системы весов и шкивов, которые поворачивали двери на осях, когда бадья наполнялась и становилась тяжелее. Когда огонь на жертвеннике угасал, происходила еще одна удивительная вещь. В результате быстрого охлаждения воздуха в шаре вода засасывалась в сифон другим путем. Опустевшая бадья возвращалась вверх, приводя в обратное движение систему шкивов, и двери торжественно закрывались.

Известно, что у трона византийских императоров стояли два золотых павлина, вертящих головами и хлопающих крыльями. Автоматы, воспроизводившие действия живых существ, появлялись и в Средние века. Альберту Великому (XIII в.) приписывают создание «железного человека», подобно привратнику отпирающего на стук дверь и приветствовавшего входящих кивком головы. Леонардо да Винчи пять столетий назад для встречи гостившего в Милане короля Людовика XII смастерил льва, который шел по тронному залу и у подножия трона открывал лапами грудь, высыпая к ногам короля лилии. Известны описания «говорящей головы», созданной Роджером Бэконом, «укротительницы змей», построенной механиком Гастоном Дешаном.

В XVII–XVIII вв. в Европе были очень популярны весьма совершенные и дорогие механические пианистки, писцы, художники. Пианистка, например, исполняла, перебирая пальцами, музыкальную пьесу на клавесине, поворачивала голову и следила глазами за движением рук, у нее, как бы дыша, мерно вздымалась грудь. Эти удивительные механизмы уже делались в коммерческих целях: их возили по Европе, показывая за плату. Позднее, в эпоху промышленной автоматики, такого рода автоматы не исчезли совсем, а выродились в более простые и дешевые механические игрушки.

Существовали даже целые механические театры. Еще на рубеже двух эр Герон Александрийский построил театр марионеток, исполнявших пятиактную пьесу о возвращении троянских героев. Позднее «театрами автоматов» украшались настольные часы, покупавшиеся богатыми людьми, и башенные часы, сооружавшиеся по заказам городских властей. Сегодня в Праге до сих пор можно видеть знаменитые часы Староместской ратуши, на которых куклы-автоматы ежечасно разыгрывают целое представление.

Однако автоматы предназначались не только для развлечений. С давних времен изготавливались и автоматы другого типа, которые стороннему наблюдателю могут показаться примитивными и неинтересными. Они на первый взгляд вроде бы предназначались для второстепенных целей и не выставлялись создателями напоказ. Так, арабские мастера в I в. придумали поплавковый регулятор уровня воды в резервуаре, питавшем водяные часы. На это устройство никто не обращал особого внимания, но без него работа часов не была бы точной.

Примитивно выглядели и созданные безымянными народными умельцами центробежные уравнители хода для жерновов мукомольных водяных мельниц. Но именно подобные «скромные» автоматы дали толчок к развитию современной теории автоматического регулирования.

Широко использоваться автоматические регуляторы стали в годы промышленного переворота в Европе на рубеже XVIII и XIX столетий. К таким механизмам относятся поплавковый регулятор питания котла И. И. Ползунова в его «огнедействующей» (паровой) машине (1765 г.) и центробежный регулятор скорости вращения вала в паровой машине английского механика Дж. Уатта, патент на которую он получил в 1784 г.

Алюминий – самый распространенный в природе металл. Он составляет 8,1 % веса земной коры. Однако в качестве свободного металла алюминий не встречается нигде – его можно найти только в рудах. И чтобы извлечь алюминий из этих руд, требуется приложить немало усилий.