Buzz
Trước thời kỳ Cách mạng Công nghiệp xảy ra gần 1.800 năm, Heron - một kỹ sư độc đáo trong lịch sử đã sáng tạo ra công nghệ động cơ hơi nước đầu tiên trên thế giới.
Năm 64 SCN, tại Alexandria - trung tâm văn hóa lớn của đế chế La Mã, nơi nổi tiếng với sự đa dạng tôn giáo, đã chứng kiến sự ra đời của một thời kỳ mới.
Sau gần nửa thế kỷ từ thời kỳ cai trị của Caesar Augustus, đế chế La Mã đang nổi bật hơn bao giờ hết trong sự phát triển của mình. Tín ngưỡng mới đang lan rộng khắp vùng lãnh thổ rộng lớn hơn 5,7 triệu km vuông. Các thành phố chứng kiến sự trỗi dậy của các tôn giáo mới, với các nghi lễ thờ phụng kỳ lạ và việc tạo ra những vị thần mới kỳ bí từ sự kết hợp của văn hóa La Mã, Hy Lạp và ảnh hưởng của Ai Cập.
Thời điểm đó, mỗi giáo phái đều tuyên bố sức mạnh của mình đến từ thần linh, khiến cuộc cạnh tranh giữa chúng dồn dập hơn bao giờ hết để thu hút tín đồ. Và để tỏ ra nổi bật, các linh mục đã tìm đến Heron - hay còn được biết đến với biệt danh Mechanikos, có nghĩa là 'kỹ sư' - để tạo ra những hiện tượng siêu nhiên giả mạo từ bầu trời nhằm gây ấn tượng với tín đồ.
Tuy nhiên, với Heron - thiên tài người Hy Lạp không tin vào các vị thần để tạo ra các kỳ tích. Thay vào đó, ông ấy sử dụng khoa học và kỹ thuật cơ bản để tạo ra những điều mà mãi sau này, hàng thế kỷ sau, con người mới có thể chiêm ngưỡng lại. Trong các đền thờ, Heron sử dụng sức mạnh của nước và hơi nước để tạo ra những con chim có thể hót, ngọn lửa có thể bùng cháy và di chuyển trên các tượng thần,... với hi vọng rằng những hình ảnh này sẽ khiến người dân kính sợ và tôn kính, từ đó trở thành tín đồ trung thành của các đền thờ.
HERON - AI CHÍNH LÀ ANH?
Thực ra, Heron vẫn là một bí ẩn lịch sử đầy thú vị. Có lẽ anh ta là một người nguyên thủy của dân tộc Hy Lạp, sống vào khoảng năm 10 - 70 trước Công nguyên. Trong thời gian học hành, anh ta thường mải mê tìm hiểu trong những cuốn sách ở Đại học Alexandria. Sự ảnh hưởng của Ctesibius của Alexandria, một nhà phát minh Hy Lạp khác dưới thời triều đại Ptolemaic của Ai Cập, đã gây ra ấn tượng sâu sắc đối với Heron.
Sau này, anh ta đã viết nhiều tác phẩm về toán học và kỹ thuật, đặc trưng bởi những ý tưởng đột phá vượt trội so với thời đại. Những cuốn sách này chứa đựng những hướng dẫn cụ thể từng bước, giải thích rõ ràng, có thể coi như là tài liệu giảng dạy hoặc sách giáo khoa. Điều này cũng là bằng chứng cho thấy anh ta chắc chắn là một giáo sư tại Đại học Alexandria.Heron đã phát minh ra một thiết bị tự động hoạt động bằng cơ học và sử dụng để tự động phục vụ rượu trong các đền thờ, cứu hỏa, biểu diễn âm nhạc và một hệ thống tự động bao gồm các con chim có thể hót và các con rối. Ông cũng thiết kế cấu trúc cho nhà hát, cho phép biểu diễn một vở kịch kéo dài mười phút hoàn toàn bằng máy móc. Đáng tiếc, phần lớn các sáng tác của ông đã bị phá hủy trong lúc thư viện Alexandria bị phá hủy, nhưng may mắn là một số ít vẫn được bảo tồn qua các bản thảo tiếng Ả Rập.
Máy bán hàng tự động
Trong bảy cuốn sách may mắn không bị cháy trong đám cháy của thư viện Alexandria, nhà phát minh cổ đại của chúng ta đã phát hiện ra các khái niệm về ô tô, các công cụ chiến tranh, các công thức tính toán diện tích và thể tích cũng như lý thuyết về bản chất của ánh sáng. Nhưng sáng tác nổi tiếng nhất của Heron là hai cuốn sách được gọi chung là Pneumatica, một trong những khám phá đầu tiên về năng lượng hơi nước và thủy lực trên thế giới. Trong toàn bộ tác phẩm, Heron đã sử dụng các tượng tôn giáo và hình ảnh để minh họa các ý tưởng cơ khí của mình.Trong một bức tranh tôi đã thấy, có một cô gái với đôi cánh phượng đỏ trên lưng cầm một cốc và một chàng trai đang đốt lửa trên một bàn thờ, tạo ra một khói màu trắng bồng bềnh. Dưới chân họ là một hũ rượu đang chờ sẵn. Sau đó, trong một cuốn sách khoa học, tôi đã đọc về cách mà hệ thống này có thể được sử dụng để tự động mở cửa trong các ngôi đền cổ xưa. AEOLIPILE
Tuy nhiên, điều thu hút sự chú ý nhiều nhất trong Pneumatica chính là việc Heron mô tả về aeolipile - một thiết bị được cho là sẽ làm thay đổi tương lai của loài người. Aeolipile, hay còn được gọi là 'quả bóng gió', được coi là thiết bị động cơ hơi nước hoặc thậm chí là thiết bị tua-bin hơi nước phản ứng đầu tiên trên thế giới được ghi nhận. Theo Paul Keyser, một chuyên gia về kỹ thuật cổ điển, 'Theo định nghĩa của chúng tôi, thiết bị của Heron là một biểu hiện của nguyên lý của tên lửa, tức là nguyên tắc của phản lực: quả cầu quay theo phản ứng của hơi nước bốc lên. Tuy nhiên, Heron là một kỹ sư cơ khí xuất sắc, không thể chỉ coi thiết bị này như một 'động cơ hơi nước' - vì ông cũng nhận ra rằng bánh đà quá nhẹ, thiết bị sẽ quay quá nhanh và quả cầu cần phải là một xi lanh để gắn bánh răng lên. 'Theo mô tả, hệ thống này bao gồm một quả cầu rỗng được gắn lên để quay khi hơi nước phun ra từ 2 vòi đặt ở hai cực của nó. Khi quả cầu được đổ nước đầy một nửa vào trong, sau đó đốt lửa bên dưới, nó sẽ quay nhanh tạo ra mô-men xoắn trực tiếp từ động cơ hơi nước. Hướng dẫn nấu ăn mới nhất: Bí quyết làm bánh mỳ giòn tan và thơm ngon như bánh mì tươi ngày Tết.Cuộc thi âm nhạc quốc tế sắp diễn ra tại Hà Nội với sự tham gia của các nghệ sĩ hàng đầu từ khắp nơi trên thế giới.Phong cách sống hiện đại: Cách trang trí nhà cửa đơn giản mà đẹp mắt, tạo không gian thoải mái và ấm cúng cho gia đình bạn.'Thiết bị của Heron là một biểu tượng cho sự tiên phong của tên lửa, tức là nguyên tắc của sức đẩy'
Vitruvius mô tả thiết bị aeolipile của ông trong De Architectura như là 'một khám phá khoa học để khám phá sự thật thiêng liêng ẩn sau các quy luật của thiên đàng', cho thấy nó rất có thể được sử dụng để tìm hiểu về thời tiết và sự hình thành của mây.
Và dĩ nhiên, mặc dù Aeolipile của Heron cũng được thiết kế dựa trên nguyên tắc khoa học cơ bản đằng sau sức mạnh của hơi nước để vận hành, nhưng nó lại kém xa so với những động cơ mà người châu Âu mơ ước vào thế kỷ 17. Mặc dù là một động cơ, nhưng aeolipile tạo ra mô men xoắn không đáng kể, không khả dụng và tính hiệu quả cũng không hề cao.Gregory Young, một giáo sư và kỹ sư tài năng tại Trường Đại học Smith, đã chia sẻ: “Vì thiếu sự tiến bộ trong vật liệu, việc áp dụng hơi nước đã bị trì hoãn. Vào thời điểm đó, không ai có thể xây dựng một lò hơi có thể chịu được áp lực cao, cho đến khi khoảng giữa thế kỷ 18.'Không chỉ thế, một phát minh vượt thời đại như aeolipile của Heron không phù hợp với xã hội La Mã, nơi có sự phụ thuộc lớn vào sức lao động của nô lệ. Trong thời đại đó, các vị vua có thể chưa bao giờ nghĩ đến việc phát triển máy móc để thay thế cho lực lượng lao động bị bóc lột tại La Mã. Điều tương tự cũng đúng đối với phần lớn châu Âu trong nhiều thế kỷ cho đến khi cuộc Cách mạng Công nghiệp thúc đẩy nhu cầu toàn cầu vượt ra ngoài tư liệu sản xuất. Đó là lúc các máy chạy bằng hơi nước cần phải được phát triển để đáp ứng nhu cầu đó.'
James Watt, khi còn trẻ, đã tạo ra chiếc máy hơi nước đầu tiên của mìnhBẮT ĐẦU TẤT CẢ TỪ ĐÂY
Trong suốt 1500 năm, aeolipile cùng với những khám phá khác của Heron đã rơi vào quên lãng tại châu Âu trong thời kỳ tăm tối. Cho đến khi thời kỳ Phục hưng đến, khi sự kiểm soát nghiêm ngặt của Giáo hội Công giáo về khoa học bắt đầu suy yếu, công trình nghiên cứu của Heron đã trở lại ánh sáng. Vào năm 1543, Blasco de Garay, một nhà khoa học và thuyền trưởng thuộc hải quân Tây Ban Nha, đã giới thiệu với Hoàng đế La Mã một thiết bị có khả năng đẩy tàu mà không cần gió. Thiết bị này bao gồm một nồi hơi bằng đồng cung cấp năng lượng cho các bánh xe chuyển động ở cả hai bên của một con tàu, kết hợp với phương pháp đặt bánh gàu vào thành thuyền được sử dụng từ thời La Mã.Sau một thời gian ngắn, những phiên bản dịch về Pneumatica bắt đầu xuất hiện ở nước Ý, kèm theo bản in tại Bologna vào năm 1547.Pneumatica nhanh chóng lan rộng khắp châu Âu. Ví dụ, Salamon de Caus, một kỹ sư người Huguenot nổi tiếng về việc phát minh ra động cơ hơi nước sau này, đã tiếp cận với nó khi ở Ý vào năm 1571. Một nhà thần học người Đức, Malthesius, cũng đã đề cập đến aeolipile trong một bài giảng của mình. Đến năm 1640, Pneumatica đã được tái bản năm lần ở Anh. Nửa cuối thế kỷ 16 chứng kiến sự tái khám phá về năng lượng hơi nước, và các kỹ sư khắp châu Âu bắt đầu suy nghĩ về các ứng dụng cơ học của nó.Nhờ các bản dịch và sự lan truyền rộng rãi của tác phẩm của Heron, aeolipiles trở nên phổ biến hơn và được sử dụng cho nhiều mục đích, bao gồm cả nấu chảy thủy tinh và kim loại, sưởi ấm nhà cửa và cải thiện hệ thống ống khói.Trong những năm tiếp theo, sự phát triển của động cơ hơi nước đã mang lại những đột phá to lớn trong công nghiệp và vận tải. Công nghệ này không chỉ giúp cải thiện sản xuất mà còn thúc đẩy sự phát triển của các ngành công nghiệp khác như dệt may và chế biến thực phẩm.Động cơ hơi nước đã trở thành một trong những phát minh quan trọng nhất trong lịch sử công nghiệp, mở ra kỷ nguyên của cuộc Cách mạng Công nghiệp. Nó đã thay đổi cách con người sản xuất hàng hóa và di chuyển hàng hóa, tạo ra sự tiện lợi và hiệu quả kinh tế chưa từng có trước đó.Sau này, với sự phát triển của công nghệ, động cơ hơi nước dần bị thay thế bởi các loại động cơ khác như động cơ điện và động cơ đốt trong. Tuy nhiên, đóng góp của nó trong việc thúc đẩy sự phát triển kinh tế và xã hội là không thể phủ nhận.Sự tiến bộ của Watt đã thúc đẩy việc áp dụng động cơ hơi nước một cách nhanh chóng trên khắp Anh và Hoa Kỳ, mở ra thời kỳ Cách mạng Công nghiệp. Các phiên bản của động cơ này được sử dụng trong các thiết bị đầu máy như các chiếc xe và tàu hỏa vào thời kỳ đầu. Đến những năm 1800, năng lượng từ hơi nước đã cung cấp cho hầu hết các nhà máy, nhà máy sản xuất bia và máy nghiền. Công nghệ này đã đặt nền móng vững chắc, đóng góp vào việc tạo nên một thế giới mà chúng ta đang sống trong sự kết nối chặt chẽ ngày nay.Tất nhiên, aeolipile, về cả ngoại hình và chức năng, hoàn toàn khác biệt so với những cỗ máy chạy bằng hơi nước sau này. Tuy nhiên, Heron đã sử dụng năng lượng của hơi nước để tạo ra những điều kỳ diệu và cũng để phục vụ cho mục đích giáo dục, có lẽ ông không ngờ rằng những ý tưởng được lồng ghép vào các phát minh tưởng chừng như không thể của mình một ngày nào đó sẽ thay đổi thế giới vào tương lai.
62 SCN: AEOLIPILE
