Ο Ήρων ο Αλεξανδρεύς ήταν ένας σπουδαίος Έλληνας μηχανικός, γεωμέτρης και εφευρέτης. Έζησε 65 χρόνια στην Αλεξάνδρεια, αλλά παραμένει άγνωστο το πότε ακριβώς γεννήθηκε (άλλοι πιθανολογούν το 250 π.Χ., άλλοι το 150 π.Χ., άλλοι το 50 π.Χ. και άλλοι το 10 μ.Χ.).
Υπήρξε μαθητής ή μελετητής του Κτησίβιου του οποίου κάποιες ιδέες ήταν βάση για έργα του Ήρωνα, ο οποίος, λέγεται, ακολουθούσε την θεωρία των ατόμων και τη Μηχανική Σύνταξη του Φίλωνα του Βυζαντίου. Διετέλεσε διευθυντής της ξακουστής Ανώτατης Τεχνικής Σχολής της Αλεξάνδρειας, το πρώτο πολυτεχνείο που είχε ιδρυθεί στο Μουσείο για μηχανικούς. Η πιο διάσημη εφεύρεση του ήταν η αιολόσφαιρα, η πρώτη ατμομηχανή στην παγκόσμια ιστορία (βλ. πιο κάτω).
Η αρχή έγινε με τον σπουδαίο Συρακούσιο μαθηματικό και μηχανικό Αρχιμήδη, ο οποίος άνοιξε πρώτος τον δρόμο για ανάπτυξη της μηχανικής, για να διευκολύνει την ανάπτυξη των ανθρώπων, ακόμα και την ασφάλεια της πόλης. Τον ακολούθησαν ο Κτησίβιος, ο μαθητής του Ήρων ο Αλεξανδρεύς και ο Φίλων ο Βυζάντιος, που επινόησαν πολλά αυτόματα. Αρκετές από τις επινοήσεις τους δεν έμειναν στο χαρτί αλλά κατασκευάστηκαν στην πράξη όπως π.χ. ο εξαίσιος “μηχανισμός των Αντικυθήρων” – που εκπλήσσει σύγχρονους επιστήμονες – η ὕδραυλις που βρέθηκε στο Δίον της Μακεδονίας και άλλα.
Σωθέντα Έργα του Ήρωνα και σχόλια
- ‘’Οροι Γεωμετρίας και Γεωμετρικά’. Το σύγγραμμα περιέχει γεωμετρικά προβλήματα και εφαρμογές τους. Ο Ήρων διατύπωσε και απέδειξε έναν τύπο, γνωστό ως ‘’ο τύπος του Ήρωνα’’, με τον οποίο υπολογίζει το εμβαδόν ενός τριγώνου χρησιμοποιώντας τις τρεις πλευρές του – αντί της μίας πλευράς και του ύψους πάνω σ’ αυτήν που είναι η συνήθης μέθοδος. Επίσης επινόηση μια επαναληπτική διαδικασία για να υπολογίζει την τετραγωνική ρίζα ενός αριθμού, μέθοδος που εφαρμόζεται σήμερα ευρέως.
- ‘Στερεομετρικά’, με πρακτικά προβλήματα στερεομετρίας.
- ‘Περί μέτρων και Μετρικά Α, Β και Γ’, με γενικά προβλήματα μετρήσεων.
- ‘Περί διόπτρας’, με στοιχεία τοπογραφικών μετρήσεων. Περιγράφει το οδόμετρο και το ναυτικό δρομόμετρο (παραλλαγή του οδομέτρου για χρήση σε πλοίο).
- ‘Κατοπτρικά’, με στοιχεία οπτικής. Ο Ήρων θεώρησε ότι το φως ακολουθεί τη γεωμετρικά πιο σύντομη διαδρομή, αλλά σήμερα είναι αποδεκτό ότι ισχύει η αρχή του ελαχίστου χρόνου, που αποτελεί ειδική περίπτωση της αρχής της ελάχιστης δράσης.
- ‘Αυτοματοποιητική’. Είναι το αρχαιότερο γνωστό κείμενο με περιγραφές αυτόματων μηχανικών συστημάτων -αυτόματα θέατρα-, ικανών για προγραμματισμένες κινήσεις.
- Μηχανική’, Το πλήρες κείμενο σώθηκε σε αραβική μετάφραση του Kosta ben Luka. Στο βιβλίο αυτό περιέχεται η θεωρία της στατικής και της κινηματικής των σωμάτων, αναλύονται τα πέντε απλά μηχανικά στοιχεία, ο τροχός, ο μοχλός, το πολύσπαστο, η σφήνα και ο κοχλίας – που είχε εξετάσει πρώτος ο Αρχιμήδης. Εξετάζεται η μετάδοση κίνησης με οδοντωτούς τροχούς, οι ανυψωτικές μηχανές και άλλα συστήματα εφαρμοσμένης μηχανικής.
- ‘Βελοποιικά’, το βιβλίο αναλύει τα ελληνιστικά βαλλιστικά όπλα. Στον Ήρωνα αποδίδονται οι εφευρέσεις ελεγκτικών μηχανισμών ανάδρασης που λειτουργούσαν με νερό, φωτιά και συμπιεσμένο αέρα σε διάφορους συνδυασμούς και η κατασκευή του πρώτου προγραμματιζόμενου αναλογικού υπολογιστή με ένα πολύπλοκο σύστημα γραναζωτών ατράκτων διάστικτων με καβίλιες και δεμένων με σχοινιά που στις άκρες τους είχαν βάρη (σακιά άμμου που άδειαζαν με την πάροδο του χρόνου) και χρησιμοποιείτο στη λειτουργία του αυτόματου θεάτρου του (άνοιγμα αυλαίας κλπ).
- ‘Πνευματικά Α και Β’, με τα αυτόματα πνευματικά και υδραυλικά συστήματα. Αναλυτικότερα, περιγράφεται η λειτουργία της αιολόσφαιρας (η πρώτη ατμομηχανή), η αυτόματη πόρτα για ναούς ή θέατρα, αυτοματισμοί για το θέατρο του, όπως για παράδειγμα πολλαπλές εναλλασσόμενες σκηνές κινούμενων μορφών που συνοδεύονταν από οπτικά και ηχητικά εφέ.
Στο έργο του ‘Πνευματικά’ (πνεῦμα = πνοή ανέμου, κινούμενος αέρας) ο Ήρων, αφού πραγματεύεται εισαγωγικά για τη φύση του κενού, μετά περιγράφει ογδόντα μηχανικά συστήματα, που λειτουργούν με την πίεση είτε του νερού είτε της ατμόσφαιρας είτε του θερμού αέρα είτε του ατμού. Από αυτά άλλα έχουν πρακτική χρησιμότητα και άλλα αποσκοπούν μόνο στην τέρψη και στον εντυπωσιασμό, όπως τελικά η αιολόσφαιρα.
9α. Αιολόσφαιρα, ή μηχανή του Ήρωνα. Είναι μια σφαίρα που περιέχει νερό, το οποίο θερμαίνεται από κάτω. Στη σφαίρα υπάρχουν κολλημένα δύο σωληνάρια σε διαμετρικά αντίθετα σημεία και τα οποία έχουν ανοικτό στόμιο. Ο ατμός εξέρχεται από τα δύο στόμια και λόγω της ροπής δυνάμεων η σφαίρα περιστρέφεται. Τον 1ο αιώνα μ.Χ. ο Ήρων ο Αλεξανδρινός περιέγραψε την συσκευή στην Ρωμαϊκή Αίγυπτο, και πολλές πηγές του αποδίδουν την εφεύρεση. Η αιολόσφαιρα του Ήρωνα είναι η πρώτη καταγεγραμμένη ατμοτουρμπίνα αντίδρασης ή ατμομηχανή. Βεβαίως η Αίγυπτος είχε τότε μυριάδες δούλους και δεν χρειαζόταν μια εφεύρεση ατμομηχανής για να προχωρήσει σε βιομηχανική επανάσταση, κάτι που έγινε στην Αγγλία 17 αιώνες μετά.
Άλλη εφεύρεση είναι η πιο κάτω αυτόματη μηχανή (μετάφραση: Σταύρος Τσιτσιρίδης).
«Οι φωνές των πουλιών δημιουργούνται με τους αυλούς. Ως προς τον ήχο διαφέρουν, ανάλογα με το αν οι αυλοί είναι λεπτότεροι ή παχύτεροι, αν είναι μακρύτεροι ή βραχύτεροι, αν το μέρος του αυλού που βυθίζεται στο νερό είναι μεγαλύτερο ή μικρότερο. Με αυτόν τον τρόπο δημιουργούνται διαφορετικές φωνές αρκετών πουλιών. Κατασκευάζει λοιπόν κανείς τα ομοιώματα των πουλιών και τα τοποθετεί σε μια πηγή ή σε μια σπηλιά ή γενικά σε μέρη όπου υπάρχει τρεχούμενο νερό. Δίπλα τους τοποθετείται μια κουκουβάγια, η οποία μπορεί με τρόπο αυτόματο να στρέφεται προς το μέρος των πουλιών και να επανέρχεται στην προηγούμενη θέση. Όταν στρέφεται προς την αντίθετη κατεύθυνση, τα πουλιά κελαηδούν, όταν κοιτάζει προς το μέρος τους, παύουν πια να κελαηδούν. Και αυτό επαναλαμβάνεται πολλές φορές. Η κατασκευή εκτελείται με τον εξής τρόπο.
Ας θεωρήσουμε ότι υπάρχει μια μικρή πηγή α που τρέχει συνεχώς νερό (σχήμα 2 [δεξιά]). Κάτω από την πηγή τοποθετούμε ένα στεγανό δοχείο βγδε, το οποίο έχει ένα αεροστεγές αξονικό ή καμπύλο σιφώνιο ζη. Σ᾽ αυτό το δοχείο τοποθετείται ένα χωνί θκ, το στέλεχος του οποίου απέχει από τον πυθμένα του δοχείου τόσο, όσο απαιτείται για να τρέχει νερό. Το δοχείο είναι επίσης εφοδιασμένο με αρκετούς μικρούς αυλούς λ του προαναφερθέντος τύπου. Όταν λοιπόν τώρα γεμίζει το δοχείο βγδε, αυτό έχει ως συνέπεια να πιέζεται προς τα έξω ο αέρας και να παράγει τα κελαηδίσματα των πουλιών. Για να στρέφεται η κουκουβάγια προς την κατεύθυνση αυτή και να επανέρχεται, όπως περιγράψαμε προηγουμένως, κατασκευάζονται τα ακόλουθα. Σε μια βάση μ τοποθετείται ένας κάθετος, κατεργασμένος με τόρνο άξονας, ο νξ, ο οποίος περιβάλλεται από έναν συναρμοσμένο σωλήνα οπ, που έχει τη δυνατότητα να περιστρέφεται εύκολα γύρω από τον άξονα. Με τον σωλήνα συνδέεται ένας μικρός δίσκος, ο ρσ, πάνω στον οποίο θα τοποθετηθεί και θα στερεωθεί η κουκουβάγια. Γύρω από τον σωλήνα οπ περιελίσσονται δύο αλυσίδες, οι τυ και φχ, με αντίθετη κατεύθυνση, οι οποίες περνώντας μέσα από δύο τροχαλίες δένονται σφικτά η μεν τυ σε ένα αιωρούμενο βάρος ψ, η δε φχ σε ένα κενό δοχείο ω (σχήμα 1 [αριστερά]), το οποίο κρέμεται κάτω από το καμπύλο ή αξονικό σιφώνιο ζη. Όταν λοιπόν το δοχείο βγδε αδειάζει, τότε η συνέπεια είναι το υγρό να ρέει στο δοχείο ω και να γυρίζουν ο σωλήνας οπ και η κουκουβάγια, ώστε αυτή να κοιτάζει προς το μέρος των μικρών πουλιών. Όταν αδειάσει το δοχείο βγδε, τότε αδειάζει και το ω με ένα αεροστεγές καμπύλο ή αξονικό σιφώνιο που είναι τοποθετημένο μέσα σ᾽ αυτό. Έτσι το βάρος ψ υπερισχύει και προκαλεί την περιστροφή της κουκουβάγιας εκείνη ακριβώς τη στιγμή, κατά την οποία το δοχείο βγδε γεμίζει και παράγονται πάλι οι φωνές των πουλιών.»
Επιστημονική επιμέλεια κειμένου : Δρ Ιωσήφ Σ. Ιωσηφίδης
