Древние изобретения - Торп Ник - Страница 36

Идея показать встречу Синдбада-морехода с механическими монстрами берет начало не в возбужденном воображении современных кинорежиссеров. Она идет непосредственно из передаваемых из поколения в поколение арабских сказок "Тысяча и одна ночь", которые отражают блестящие технические достижения золотого времени исламских инженерных искусств средневековья.

Миниатюрные автоматы, реминисценция автоматических кукольных театров Герона также вошли в моду в исламском мире. Через 300 лет после смерти братьев Бану Муса их работа, в частности, была продолжена другим иракским ученым аль-Джазари. Его книга о механизмах, завершенная в 1206 г. н. э., содержит многочисленные чертежи часов-автоматов, которые показывали время различными способами, включая кукольных музыкантов с барабанами и трубами и птиц, ронявших камешки на тарелки.

Часы "Космическая машина", сделанные в Китае в 1090 г. н. э. Су Сунем, поразительно похожи на такой автомат. 24 деревянные фигурки с табличками то появлялись, то исчезали за маленькой дверью, показывая время. Другие фигурки били в барабаны и звонили колокольчиками, а одна из них через равные промежутки времени днем и ночью играла на струнном инструменте (см. "Часы"). Очевидно, арабские и китайские инженеры в средние века каким-то образом обменивались идеями, хотя нельзя с уверенностью сказать, чье влияние было большим.

Коляска с фигуркой, указывающей на юг

В Древнем Китае был создан великолепный автомат, названный "коляска с фигуркой, указывающей на юг". Она надолго поставила в тупик современных ученых. Во многих китайских легендах упоминается таинственная коляска. На самом деле это была колесница, над которой возвышалась фигурка с рукой, постоянно обращенной на юг независимо от того, в какую сторону поворачивалась колесница.

Таким образом, она могла служить бесценным путеводителем для путешественников. Некоторые предания относят это изобретение к XXIII в. до н. э., с чем однажды согласились ученые, долгое время считавшие, что приспособление работало благодаря магнетизму.

Реконструкция коляски с фигуркой, указывающей на юг, на выставке в Музее науки, Лондон.

Однако все сомнения в конце концов были разрешены в 1960-е гг. доктором Джозефом Нидхэмом и его китайскими сотрудниками. Тщательно изучая литературные памятники, они обнаружили, что самое древнее упоминание о такой коляске восходит к III в. н. э. Они пришли к выводу, что принцип работы автомата был основан не на магнетизме и механизм его был слишком искусно сделан и не мог относиться к столь древнему времени, как гласили предания.

Человеческая фигурка наверху всегда "знала", где находится юг, так как была связана с колесами сложной цепью приводов, похожих на привод современного автомобиля. Такие зубчатые передачи, известные сегодня как дифференциальные, позволяют колесам автомобиля двигаться с разной скоростью (одному из них приходится проделывать путь больше, чем другому), хотя и работают они от одного двигателя. В таинственной древнекитайской коляске использовался тот же принцип с приводами, которые преобразовывали разницу в скорости колес, если коляска изменяла направление движения. Однако, как указывал Нидхэм, подобный механизм мог работать, только если каждая деталь была изготовлена с высочайшей точностью. Разница лишь в один процент между окружностями колес привела бы к тому, что фигура, указывающая на юг, сильно ошиблась бы всего через несколько миль. Не только колеса, но и другие приводы должны были быть сделаны с высочайшей точностью, что позволило Нидхэму назвать коляску "первым в мире кибернетическим механизмом".

СЕЙСМОГРАФЫ

Всегда огромным бедствием для Китая были землетрясения. Исторические хроники династий подробно рассказывают о многочисленных землетрясениях разных веков. Например, великая катастрофа 2 февраля 1556 г. унесла более 800 тысяч жизней. Китайские императоры были сильно озабочены крупными землетрясениями, поскольку они часто становились причиной продовольственных бунтов или даже восстаний. Чтобы контролировать положение, правительствобыло вынуждено как можно скорее посылать в районы бедствий продовольствие и войска. Поэтому любое предварительное предостережение могло быть чрезвычайно ценным.

В начале II в. н. э. всесторонне образованный придворный астроном и выдающийся картограф, математик, поэт, художник и изобретатель Чжан Хэн представил китайскому двору замечательный механизм (см. "Изготовление карт" в разделе Транспорт), названный им "флюгер, предвещающий землетрясения". По утверждению автора, он мог фиксировать землетрясения на расстоянии. Это был сейсмограф. Механизм размещался в декоративном бочкообразном футляре, в верхней части которого, по всей определенности, находились восемь голов драконов с бронзовыми шарами в пасти. При землетрясении шар из пасти дракона должен был упасть в открытый рот бронзовой жабы, находившейся внизу. Резкий металлический звук оповещал о подземном толчке, происшедшем в противоположной падению шара стороне.

Изумление двора, вызванное изобретением Чжан Хэна, описывается в истории государства за 132 г. н. э.: "С тех пор как стали составлять летописи, ни о чем похожем не было известно". Подобно изобретателям предшествующих веков, Чжан Хэн сначала столкнулся со скептицизмом в отношении к его детищу. Придворные чиновники до тех пор отказывались верить, что этот механизм действительно работает, пока не разыгралась драма. О происшедшем рассказывает придворный историк:

"Однажды один из драконов уронил шар из пасти, хотя подземного толчка никто не почувствовал. Ученые в сто лице были удивлены этим. Однако через несколько дней прибыл гонец и привез вести о землетрясении в Лунси (это в 400 милях к северо-западу от столицы). После этого все признали волшебную силу механизма. И в обязаннос ти служащих Управления по астрономии и летосчисле нию вменялась регистрация места землетрясения".

Как же работал этот механизм? Древние источники за исключением некоторых деталей отмечают, что внутри находилась "центральная колонна, которая перемещалась по восьми направляющим пазам и управляла закрывающим и открывающим механизмом". Ученые XX в. предложили различные варианты, однако в целом согласились с тем, что "центральная колонна", эта важнейшая часть механизма, очевидно, представляла собой перевернутый маятник с тяжелой чашкой наверху, реагировавшей на ударные волны, возникающие при землетрясении.

Современная модель устройства Чжан Хэна по определению землетрясений ( 132 г . н. э.). В ней используется перевернутый маятник с грузом в верхней части, переходящий в острие, которое может скользить по одному из восьми пазов. При попадании в паз острие толкает скользящее устройство к пасти дракона и выталкивает шар, падающий в открытый рот жабы. В верхней левой части: две тарелки с восемью пазами, наконечник маятника выглядит как точка в центре. В верхней части справа: три скользящих устройства, шары показаны в их исходном положении.

Этот принцип был применен в лучшей реконструкции устройства, построенного в 1939 г. Имамурой Акитсуна из сейсмологической обсерватории Токийского университета. Модель основывалась на несколько усовершенствованной версии английского историка науки Роберта Темпла и работала следующим образом: ударная волна при подземном толчке наклоняла маятник таким образом, что острие в верхней части могло войти в любой из восьми окружавших модель пазов. В них находились скользящие устройства, ведущие в пасти драконов.