Ήρων ο Αλεξανδρινός

Καλησπέρα φίλοι μου!

Συνεχίζω στο κλίμα των ημερών (που ο ελεύθερος χρόνος είναι κάτι όχι τόσο δυσεύρετο για τους περισσότερους από εμάς) να κάνω (σχετικά μακροσκελής οφείλω να απολογηθώ) αναρτήσεις με αναφορές σε πράγματα που διαβάζω ή ψάχνω αυτό το διάστημα.

Σήμερα θα σας παρουσιάσω έναν από τους μεγάλους δασκάλους για την επιστημή του μηχανικού, και έναν σπουδαίο μαθηματικό τον Ήρωνα τον Αλεξανδρινό.

Ο Ήρων ο Αλεξανδρεύς λοιπόν έζησε περίπου το 100 μ.Χ.

Ήταν μαθητής του Κτησίβιου και του Φίλωνα και εξελίχτηκε σ’ έναν από τους σημαντικότερους και πιο γνωστούς μηχανικούς και μαθηματικούς.

Υπήρξε διευθυντής της περίφημης Ανώτατης Τεχνικής Σχολής της Αλεξάνδρειας, του πρώτου Πολυτεχνείου.

Οι κατασκευές και οι αυτοματισμοί του τον κάνουν να βρίσκεται ανάμεσα στις μεγαλύτερες και πιο σημαντικές μορφές της επιστήμης στην αρχαιότητα και μάλιστα δικαίως θεωρείται από ορισμένους ως πνευματικός πρόγονος του Λεονάρντο Ντα Βίντσι, ο οποίος φαίνεται να τον είχε μελετήσει διεξοδικά.

Γεωμέτρης, Γεωδαίτης και Μηχανικός αποτελεί μαζί με τον Κτησίβιο, τον Αρχιμήδη και τον Φίλωνα την ενδοξότερη ομάδα μηχανικών-εφευρετών της αρχαιότητας. Τα έργα του θεωρητικά, και μηχανικά περιέχουν πλήθος ιστορικών πληροφοριών και κατασκευές πρωτοτύπων μηχανημάτων.



Μερικά παραδείγματα αυτών των αυτόματων μηχανισμών είναι: η αυτόματη σπονδή, οι αυτόματες πύλες ναού, η ύδραυλις, το γνωστό μουσικό όργανο, υπολείμματα του οποίου έχουν βρεθεί, η σφαίρα του Αιόλου, που είναι ο πρόδρομος της ατμομηχανής, η αυτόματη κρήνη.

Επίσης αξίζει να αναφέρθουμε στα κλειστά συστήματα ελέγχου, τα οποία ρύθμιζαν αυτόματα τη λειτουργία τους, όπως είναι : ο αυτόματος έλεγχος στάθμης υγρού, ο αυτόματος έλεγχος ροής υγρού, ο αυτόματος έλεγχος βάρους.



Άλλο σημαντικό έργο του είναι η «Διόπτρα», που αναφέρεται στη γεωδαισία και είναι ίσως από τα τελειότερα στο είδος του. Στο έργο αυτό περιγράφεται η κατασκευή του αντίστοιχου ομώνυμου οργάνου, η εξέλιξη του οποίου είναι ο σημερινός θεοδόλιχος.

Εκτός από τα έργα του όμως σημαντική είναι η μαθηματική προσφορά του. Συγκεκριμένα:

• Έλυσε το Δήλιο πρόβλημα με τη βοήθεια κύκλων (Ήρων, Πάππος).
• Κατασκεύασε την τελική μορφή Διόπτρας της αρχαιότητας (πρόδρομος του Θεοδόλιχου) και περιέγραψε την επίλυση με τη βοήθειά της πλήθος γεωδαιτικών προβλημάτων.
• Διέσωσε τον τύπο εμβαδού τριγώνου από τις πλευρές, που είχε ανακαλύψει ο Αρχιμήδης, και έδωσε απλούστερη απόδειξή του.
• Διέσωσε την μέθοδο υπολογισμού τετραγωνικών ριζών του Αρχύτα, και ακόμα το μοναδικό παράδειγμα υπολογισμού κυβικής ρίζας.

Ένα από τα πιο σημαντικά του έργα που σώζεται ως τις μέρες μας είναι η Αυτοματοποιητική.

Η Αυτοματοποιητική είναι το αρχαιότερο κείμενο στο οποίο περιγράφονται αυτόματα μηχανικά συστήματα τα οποία μπορούν να εκτελέσουν προγραμματισμένες κινήσεις.

Σε αυτό το έργο, ο Ήρωνας περιγράφει τα μορφικά στοιχεία και αναλύει διεξοδικά τον τρόπο και την τέχνη κατασκευής αυτόματων θεάτρων, τα οποία χωρίζει σε 2 κατηγορίες: το σταθερό (στατόν ) και το κινητό (υπάγον).



Όλες οι κινήσεις γίνονταν με τη βοήθεια διαφόρων αντίβαρων, σχοινιών τυλιγμένων σε άξονες, τροχαλίες, τροχούς και έμβολα που έπαιρναν κίνηση από τη ροή υγρών ή την πίεση ατμού, αφού προηγουμένως είχαν λυθεί δύο βασικά προβλήματα: του κινητήριου μηχανισμού και του προγραμματισμού των κινήσεων, έτσι ώστε η όλη κατασκευή να είναι αισθητική αλλά και λειτουργική, για να μπορεί να παίξει θεατρικά έργα τα οποία πολλές φορές απαιτούσαν την εναλλαγή πολλών προσώπων με διάφορες κινήσεις, σπονδές, άναμμα φωτιάς, ήχους διαφόρων ζώων, πτηνών και τυμπάνων, βροντές και κεραυνούς και ήχους εργαλείων ανάλογα με τις κινήσεις των μηχανικών μορφών που έπαιρναν τη θέση των ηθοποιών. Σε ορισμένες περιπτώσεις τα έργα αυτά είχαν μέχρι 5 πράξεις. Όλη αυτή η αυτόματη κατασκευή μπορούσε να κινηθεί και να καλύψει κάποια απόσταση πάνω σε κατάλληλες ράγιες και τροχούς.

Για άλλη μια φορά ο Ήρωνας ο Αλεξανδρέας γίνεται προάγγελος των σημερινών ψηφιακών ρομποτικών, αφού η ποικιλία και η πληθώρα των κινήσεων, ακόμα και ταυτόχρονων, ήταν μεγάλη: ευθύγραμμη πορεία με επιστροφή, κυκλικές κινήσεις, κίνηση σε ορθογώνιο παραλληλόγραμμο, ελικοειδής κίνηση, ανεξάρτητη κίνηση 4 τροχών, αυτόματο άναμμα φωτιάς, εκροές γάλακτος και κρασιού για σπονδές και πολλές άλλες κινήσεις και ήχοι.



Τα αυτόματα του Ήρωνα εκτός από το υψηλό επίπεδο τεχνολογίας, τον προγραμματισμό, τον έλεγχο της ενέργειας και τη λειτουργικότητά τους, ήταν και πραγματικά έργα τέχνης, καλαισθησίας και αρμονίας, στοιχεία χαρακτηριστικά του αρχαιοελληνικού πνεύματος.



Στην συνέχεια σας παραθέτω την συνέντευξη που έδωσε ο ερευνητής των έργων του Ήρωνα του Αλεξανδρινού καθηγητής των Τ.Ε.Ι. Πειραιά κ. Δημήτριος Καλλιγερόπουλος.

Ο κ. Δημήτριος Καλλιγερόπουλος, ηλεκτρολόγος - μηχανολόγος του Ε.Μ.Π., δρ Τεχνικών Επιστημών στον Αυτόματο Έλεγχο και καθηγητής των Τ.Ε.Ι. Πειραιά, όπου διδάσκει και την Ιστορία της αρχαίας Ελληνικής Τεχνολογίας, μετέφρασε στα Ελληνικά την «Αυτοματοποιητική», στην οποία περιγράφονται αυτόματα θέατρα, αυτοκίνητες μηχανές ικανές να παρουσιάζουν παραστάσεις και να προκαλούν θαυμασμό και ικανοποίηση στους θεατές..

Η ΣΥΝΕΝΤΕΥΞΗ

ΤΟΥ ΔΡ ΔΗΜΗΤΡΙΟΥ ΚΑΛΛΙΓΕΡΟΠΟΥΛΟΥ

- Κύριε Καλλιγερόπουλε, τί είναι το σταθερό αυτόματο θέατρο του Ήρωνα του Αλεξανδρινού; - Τόσο το σταθερό, όσο και ιδιαίτερα, το κινητό αυτόματο θέατρο είναι αναμφισβήτητα εξαιρετικά σημαντικές επινοήσεις. Εντάσσονται όμως, στο σύνολο των αυτομάτων, που περιγράφει ο Ήρων ο Αλεξανδρινός (περί το 100 π.Χ.) στα έργα του «Αυτοματοποιητική» και «Πνευματικά». Και είναι επινοήσεις παλαιότερες του Ήρωνα. Στηρίζονται σε έργα του Φίλωνα (200 π.Χ.) και του Κτησίβιου (300 π.Χ.), που υπήρξαν οι μεγάλοι θεμελιωτές της Αλεξανδρινής Σχολής Μηχανικών και υλοποίησαν τα όνειρα των Ομηρικών αυτομάτων.

O δρ Τεχνικών Επιστημών στον Αυτόματο Έλεγχο κ. Δημ. Καλλιγερό-πουλος.

- Μοναδική μετάφραση του βιβλίου του Ήρωνα «Αυτοματοποιητική», είναι η δική σας;

- Νομίζω, πως θα εκπλαγείτε, αν σας πω, πως δεν υπάρχει ούτε καν Αγγλική μετάφραση της «Αυτοματοποιητικής» και των «Πνευματικών» του Ήρωνα. Έστειλα μάλιστα πριν από καιρό μία (από ξένο καθηγητή) μετάφραση στο Μουσείο Επιστημών του Λονδίνου και απάντηση δεν είχα. Δυστυχώς στα Ελληνικά δεν υπάρχει ούτε το αρχαίο Ελληνικό κείμενο, ούτε η νεοελληνική μετάφραση εκτός από αυτήν, που εγώ ο ίδιος επιμελήθηκα και εξέδωσα το 1996. (

- Ο Ήρων ήταν ο πρώτος, που εμφάνισε σκηνικά «εφφέ», όπως κινούμενα πλοία σε διάταξη στόλου, καταιγίδες, φωτιές και καταστροφές;

- Όχι. Ο Ήρων συνόψισε στα έργα του την πείρα των παλαιότερων, των «αρχαίων», όπως λέει. Τα έργα του, πιθανότατα εκπαιδευτικά βοηθήματα στο Μουσείο της Αλεξάνδρειας, διαδόθηκαν πλατιά και αργότερα μεταφράστηκαν στα Αραβικά και σε άλλες γλώσσες. Γι’ αυτό και σώθηκαν. Τέτοια αυτόματα θέατρα, με εξ ίσου σύνθετα η απλούστερα εφφέ όπως π.χ. το ανοιγοκλείσιμο των ματιών έχουμε από την αρχή των Ελληνιστικών Χρόνων, ιδιαίτερα από τον Φίλωνα, ίσως και παλαιότερα. Ο Ήρων όμως, όπως ο ίδιος αναφέρει, επέλεξε στο έργο του το πιο εντυπωσιακό, το πιο πλούσιο σε εικόνες παράδειγμα.

Στον πρόλογο του βιβλίου μου «Η Αυτοματοποιητική του Ήρωνα του Αλεξανδρινού» γράφω, ότι «τα αυτόματα θέατρα του Ήρωνα είναι ένα έργο Τέχνης και συνάμα μια υψηλή μορφή Τεχνολογίας. Με την Αυτοματοποιητική, ένα εξαιρετικά σύνθετο δημιούργημα της ελληνιστικής Τεχνολογίας, που, σε ο,τι αφορά στον προγραμματισμό, δεν διαφέρει σε τίποτε από ένα σύγχρονο λογικά προγραμματιζόμενο ρομπότ, γίνεται θέατρο, γλυπτική, ζωγραφική, ποίηση, τέχνη. Παρουσιάζεται σε παραστάσεις, γίνεται δημόσιο θέαμα, με αποκλειστικό στόχο το θαυμασμό, “το έκπληκτο της θεωρίας”. Η καινοτομία, που εισάγεται, δεν είναι μόνον τεχνολογική. Είναι μία καινοτομία στην Τέχνη. Είναι μία αυλαία, που ανοίγει στην νέα τέχνη του θεάματος. Εκεί που τη χαρά δεν την έχει μόνον ο θεατής, αλλά και ο δημιουργός, που μπόρεσε να πλάσει τον τεχνητό του κόσμο, έτσι “ως αν επί της αληθείας γίνοιτο”, σαν να γινόντουσαν όλα στην πραγματικότητα»

Πρόκειται για ένα θέατρο, που παρουσιαζόταν σε δημόσιες παραστάσεις. Ιδιαίτερα το σταθερό αυτόματο είχε διαστάσεις, που του επέτρεπαν και την ιδιωτική χρήση. Ήταν δηλαδή μία μορφή εκ του σύνεγγυς τηλεόρασης. Η σημασία της εικόνας όμως ήταν διαδεδομένη στην Aρχαιότητα. Μην ξεχνάμε το θέατρο και τα σκηνικά του, τις μεγάλες περιγραφικές ανάγλυφες παραστάσεις των μνημείων, τις αγγειογραφίες, την γεωμετρία και τα εμπλουτισμένα με σχέδια κείμενα των αρχαίων μηχανικών και μαθηματικών από τον Αρχιμήδη μέχρι τον Ήρωνα.

“ Πρόκειται για ένα θέατρο, που παρουσιαζόταν σε δημόσιες παραστάσεις. Tο σταθερό αυτόματο είχε διαστάσεις, που του επέτρεπαν και την ιδιωτική χρήση.”

- Ποιό ήταν το επίπεδο κατασκευής και λειτουργίας αυτού του θεάτρου; - Όσοι έχουν επιχειρήσει να ανακατασκευάσουν τα αρχαία Ελληνικά όργανα και κυρίως τα αρχαία Ελληνικά αυτόματα βρίσκονται πάντοτε αντιμέτωποι με το βασανιστικό αυτό ερώτημα: «Μα πως είναι δυνατόν να είχαν τότε τέτοια ακρίβεια και τέτοια τελειότητα στην κατασκευή;»

Εσωτερική διάταξη μηχανισμών του αυτομάτου θεάτρου του Ήρωνα.

Από κατασκευαστική άποψη οι μηχανικοί των αρχαίων αυτόματων θεάτρων είχαν να αντιμετωπίσουν:

• Το πρόβλημα της τριβής. Έπρεπε δηλαδή οι μηχανισμοί να λειτουργούν με την ελάχιστη δυνατή τριβή, πράγμα που και σήμερα δύσκολα επιτυγχάνεται.

• Το πρόβλημα του χρόνου. Έπρεπε η παράσταση των τεχνητών αυτών θεάτρων να διαρκεί όσο το δυνατόν περισσότερο, πράγμα εξ ίσου δύσκολο.

• Το πρόβλημα του προγραμματισμού. Έπρεπε όλες οι κινήσεις να προγραμματιστούν με περιελίξεις νημάτων στους περιστρεφόμενους άξονες, και να εξασφαλιστεί ταυτόχρονα ο συγχρονισμός των κινήσεων.

• Το πρόβλημα του χώρου. Έπρεπε σε ένα μικρό σχετικά χώρο (συνειδητά μικρό κατά τον Ήρωνα, ώστε να μην δημιουργείται η υπόνοια, ότι κάποιος από μέσα κινεί τα νήματα), να στηθεί μηχανισμός ικανός να ανεβάσει με τεχνητά μέσα μία ολόκληρη θεατρική παράσταση πέντε πράξεων.

- Σήμερα έχει ανακατασκευασθεί αυτό το θέατρο κατ’ όψη και καθ’ ύλη;

Η νεοελληνική μετάφραση του αρχαίου κειμένου, καθώς και η σχεδιαστική ανάπλαση με κάθε δυνατή λεπτομέρεια των μηχανισμών, που περιέχουν τα αρχαία αυτόματα θέατρα του Ήρωνα, αποτελούν αρχικά μία «κατ’ όψη» ανακατασκευή. Το δε κινητό αυτόματο θέατρο του Ήρωνα ανακατασκευάστηκε από εμένα για πρώτη φορά το 1997, παρουσιάστηκε στην Έκθεση Αρχαίας Ελληνικής Τεχνολογίας στην Ρωμαϊκή αγορά της Θεσσαλονίκης και βρίσκεται σήμερα στο Κέντρο Διάδοσης Επιστημών (πρώην Τεχνικό Μουσείο) της Θεσσαλονίκης. Ανακατασκευάστηκε πάλι το έτος 2002 και παρουσιάστηκε στην Έκθεση Αρχαίας Ελληνικής Τεχνολογίας στην Τεχνόπολη των Αθηνών. Τώρα, όσον αφορά στο σταθερό αυτόματο θέατρο του Ήρωνα, ανακατασκευάστηκε από τον καθηγητή του Σχολείου Δεύτερης Ευκαιρίας Πύργου Ηλείας, κ. Κ. Κοτσανά, και παρουσιάστηκε στο Β΄ Συνέδριο της Εταιρείας Μελέτης Αρχαίας Ελληνικής Τεχνολογίας στο Πολεμικό Μουσείο Αθηνών το έτος 2005.

Η Τεχνική Σκέψη είναι ο δρόμος της υλοποίησης των ιδεών, το μονοπάτι της εφαρμογής, της κατασκευής, της δημιουργίας του τεχνητού κόσμου, ενός κόσμου γεμάτου από τεχνολογικά επιτεύγματα, που χρησιμεύουν όχι μόνον για να διευκολύνουν την ζωή του ανθρώπου, αλλά και για να προκαλέσουν χαρά, έκπληξη και θαυμασμό.

“ Τόσο η εμπειρία από την εκστρατεία του Μ. Αλεξάνδρου, όσο και η επιμελής συλλογή, μελέτη, ταξινόμηση της εμπει-ρίας από την Ελληνική παράδοση έγιναν τα θεμέλια μιας μεγάλης τεχνολογικής έκρηξης.”

- Στην Ελληνιστική Περίοδο σημειώθηκε στην Αλεξάνδρεια μια εκπληκτική τεχνολογική έκρηξη. - Κατά την Ελληνιστική Περίοδο πραγματοποιείται στην Αλεξάνδρεια η πρώτη «Αναγέννηση» του αρχαίου Ελληνικού Πνεύματος της Κλασικής Περιόδου. Ο Ήρων ο Αλεξανδρινός στην εισαγωγή των «Πνευματικών» του γράφει: «Θεωρούμε αναγκαίο να βάλουμε σε τάξη όσα μας άφησαν οι αρχαίοι (μηχανικοί) και να προσθέσουμε σ’ αυτά όσα εμείς καινούργια βρήκαμε.» Αυτή η «τάξη» πήρε την μορφή της μεγάλης Αλεξανδρινής Βιβλιοθήκης. Και αυτή η «καινοτομία» εκφράστηκε στο Μουσείο της Αλεξάνδρειας και την μεγάλη Σχολή των Αλεξανδρινών μηχανικών, που διεμόρφωσε. Τόσο η εμπειρία από την πολεμική εκστρατεία του Μ. Αλεξάνδρου, όσο και η επιμελής συλλογή, μελέτη, ταξινόμηση της εμπειρίας από την ελληνική παράδοση έγιναν τα θεμέλια μιας μεγάλης πραγματικά τεχνολογικής έκρηξης.

Aυτόματοι μηχανισμοί, που παράγουν τον ήχο της βροντής.

Ο Ήρων περιέχει στο έργο του «Πνευματικά» τα δύο μεγάλα μυστικά, που oδήγησαν στην τεχνολογική επανάσταση της ατμομηχανής:

• Τὴν μετατροπή τής πίεσης του ατμού σε περιστροφική κίνηση, λύση του ενεργειακού προβλήματος της ατμομηχανής. (Αιολόσφαιρα, «Πνευματικά Β΄», Θεώρημα 11).

• Τὸν αυτόματο έλεγχο συστημάτων με ανάδραση, λύση του προβλήματος ελέγχου των στροφών της ατμομηχανής (έλεγχος στάθμης υγρού με μηχανική βαλβίδα, «Πνευματικά Β΄», Θεώρημα 31 με βάση παλαιότερες επινοήσεις του Φίλωνα και του Κτησίβιου).

Υ.Γ Αναζητήστε (έστω και διαδικτυακά, είναι εύκολο να το βρείτε) το βιβλίο του κ. Καλλιγερόπουλου και διαβάστε το. Θα εντυπωσιαστήτε!

(Μόνο μη το συγκρίνετε με κανένα από τα σύγχρονα "εγχειρίδια οδηγιών" ελληνιστί manual γιατί τότε θα ...απελπιστήτε!)



ΠΗΓΗ