Zseniális találmányok – innovatív ötletek: Epizódok az ókori technika történetéből c. új kiállításunkhoz kapcsolódóan rendszeresen mutatjuk be az interneten a technika és a tudomány kétezer éves újdonságait, és ötletet adunk arra is, hogy a vállalkozó szelleműek, hogyan válhatnak az ókor mérnökeivé. Második epizódunk középpontjában: Bizánci Philón, az ókori Öveges professzor.
A kutatók szerint Ktésibios közvetlen tanítványa volt a Byzantionból (a későbbi Konstantinápolyból) származó tudós, Philón. Életéről szinte semmi nem ismert, csak az, hogy ő is Alexandriában, feltételezhetően az ókori tudomány fellegvárában, a Museionban dolgozott a Kr. e. 3. században. Kutatásairól, eredményeiről, tanításairól Mechanikai rendszer néven írt egy nagy összefoglaló munkát, amelynek egyes részei ránk maradtak. Ezekből kiderül, hogy Philón jártas volt a kor matematikai és fizikai ismereteiben, az elméleti leírásokat azonban ügyes gyakorlati kísérletekkel egészítette ki. Többek között olyan kísérletekkel, amelyek a mai napig a fizika törvényeinek szemléltetésre használhatók az oktatásban.
Bizánci Philón bemutatja gyertyás kísérletét (rajz: Murakeözy Éva)
Munkája a mechanika számtalan gyakorlati alkalmazásával is foglalkozott. Eredeti, görög nyelven fennmaradt könyvei a hadtudományról szólnak, hadigépekkel, a védelmi berendezésekkel és az ostromtechnikával foglalkoznak. Az elsőben találunk leírást a Ktésibios által feltalált légfegyverről, amiből az is kiderült, hogy az ókorban már képesek voltak precízen esztergált, pontosan illeszkedő dugattyús szivattyúk készítésére, amit a római korból előkerült néhány régészeti lelet alá is támaszt. Pneumatika címmel írt könyve latin fordításban és arab nyelvű változatokban maradt fenn, bár ez utóbbihoz már sok későbbi kiegészítés, hozzáírás került. Ez a könyv különböző kísérletek leírásait tartalmazza, de Philón a gyakorlati életben használt és elterjedt találmánya, a vedersoros láncos vízemelő is itt kerül bemutatásra. Nagyobb mennyiségű víz felemelésére ugyanis addig csak a korlátozott magasságra szállító merítő kereket és vízkereket használták. Philón új találmányával kertek, földek öntözésére, paloták, erődök vízellátására magasabbra emelhették fel a vizet.
Philón találmánya a vedersoros láncos vízemelő (rajz: Lajtos Tamás)
A következő generációk elismerését, nem csak könyveinek fordításai és másolásai mutatják, de Alexandriai Hérón dicsérő szavai is: „nincs jobb az elődök között, mint bizánci Philón magyarázatai.” Későbbi népszerűségének oka éppen ez lehetett, hogy az első látásra varázslatosnak tűnő kísérleteket racionálisan, a fizika törvényeivel, hatékonyan magyarázta, kerülve mindenféle mágikus erőt, de nem esett a száraz, elméleti értekezések csapdájába se. Nem csoda, hogy a reneszánsz mérnökök is sokat merítettek tőle!
Legyél te az ókor mérnöke!
A levegő is anyag?
Nyissuk ki a Pneumatikát! Igen, véletlenül van nálam egy példány, igaz csak az 1974-es kiadás. A 7. fejezetben leírt kísérlet bemutatása következik. Vegyünk egy közepes méretű ólomtojást, üregeset, nem túl vékony falút. Tekintve, hogy az ólomtojás beszerzése ma nehéz lenne, mi vegyünk egy ötliteres befőttesüveget. Szükségünk lesz egy nagyon vékony csőre és egy másik edényre.
A csövet hajlítsuk meg! Tegyünk kevés vizet a nagy befőttesüvegbe! A tetejébe fúrjunk lyukat és tegyük bele a meghajlított csövet az üvegbe úgy, hogy majdnem leérjen az aljáig! A fedőt a cső körül szigeteljük alaposan le és nagyon erősen szorítsuk rá a befőttesüveg peremére! A cső másik végét tegyük bele a másik edénybe! Kezdjük el melegíteni a befőttesüveget! Philón a napra tette ki, de mi hajszárítót használjunk.
Mit látunk? A felmelegített levegő kitágul és kiszorítja a vizet. A víz a csőben felkúszik és átfolyik a másik edénybe, ha pedig a nagy befőttes üveg lehűl, akkor visszafolyik.
Bizánci Philón kísérlete
„Amit itt magyarázunk, az a pneumatikának nevezett tudomány egyik alapja, ami hasonló kísérleteken alapszik. Ez csak azért történik meg, mert nem létezik üresség. Amikor a levegő elmozdul, más, mellette lévő test veszi át a helyét. Ez számtalan természettudós véleménye és én [mármint bizánci Philón] egyetértek velük.”
Bizánci Philón gyertyás kísérlete
Ennek a kísérletnek a leírása a 8. fejezetben található. Szükségünk lesz egy tálra, egy gyertyára, valamilyen tartóra, amiben stabilan áll a gyertya, és egy pohárra vagy keskenyebb befőttesüvegre. A gyertyát állítsuk bele a tálba! Öntsünk a tálba vizet, majd gyújtsuk meg a gyertyát! Ezután óvatosan borítsuk le a pohárral. Rövid idő múlva a gyertya elalszik, majd a poháron belül a víz szintje felemelkedik. Philón szerint a poháron belül a gyertya égése miatt eltűnik a levegő, és üressé vált helyét a víz elfoglalja.
Bizánci Philón gyertyás kísérlete
Hogyan működik?
Robotok az ókorban?
Ktésibios, Philón és tudóstársaik találmányai lehetővé tették, hogy tárgyak, előre meghatározott időben, maguktól mozogjanak vagy hangot adjanak ki. Ezt Alexandriában az uralkodói reprezentáció ki is használta. Athénaios Bölcsek lakomája című munkájában idézett egy epigrammát, amely szerint Ktésibios II. Ptolemaios Philadelphos uralkodó feleségét, Arsinoét ábrázoló szobor kezébe egy olyan rhytont, azaz szarv alakú ivóedényt tervezett, ami kellemes és szép hangon megszólalt. Athénaios művének egy másik helyén leírta azt a felvonulást, ahol Dionysos dajkájának, Nysának kocsin vontatott ülő szobra képes volt felállni és italáldozatként tejet önteni egy arany csészéből.
Bizánci Philón Pneumatika című könyvének 30. fejezetében azonban le is írta egy ilyen mozgó szobor működési elvét. Nincs benne semmi varázslat, csak az előző fejezetek egyszerű kísérleteivel megismert fizikai törvények alkalmazása. Mit lát a külső szemlélő? Egy szolgálólány rézből vagy bronzból készült szobrát. A szobor áll, jobb kezében korsót fog, bal tenyere nyitva. Ha valaki ebbe csészét rak, a szobor megmozdul, és előbb bort, majd vizet önt a csészébe.
Ha valaki egy megfelelő súlyú csészét tesz a szobor nyitott bal tenyerébe, ennek súlya miatt a kéz lesüllyed, a kulcscsont pedig megemelkedik. Ezáltal felhúzza a két rudat is és azok végén a szelepek megnyitják a levegő útját a csövek felé, mégpedig először a boros tartályba vezetőét, majd a vizes tartályba vezetőét. Mivel a nyitott szelepen keresztül levegő áramolhat a tartályban lévő folyadék fölé, ezért a folyadék a tartály alján lévő csövön keresztül kifolyik a korsó peremébe, onnan pedig a csészébe. Mégpedig először a bor. Majd a csészébe kifolyó bor miatt a csésze nehezebb lesz, ezért a bal kezet még jobban lesüllyeszti. Ennek következtében a vizes tartályba menő cső szelepe is kinyílik és így víz folyik a korsó pereméből a csészébe. Közben a boros tartályba vezető levegőt szállító cső szelepe ismét záródik, így nem folyik több bor a csészébe. Ha megtelt a csésze, még súlyosabb lesz, így még jobban lesüllyed a bal kéz, ennek következtében a vizes tartályhoz tartozó szelep is zár. A csészét pedig bor és víz keverékével töltve el lehet venni. Az ókorban a bort ugyanis nem tisztán, hanem vízzel hígítva illet inni. Egészségünkre!
Philón bort töltő szolgálólány robotjának működési elve (Philón Pneumatika 30. fejezet és a Kotsanas Museum rajzai alapján rajzolta: Lajtos Tamás)
Írta: Dr. Fényes Gabriella
Virtuális kiállításunk előző része ide kattintva érhető el.
