Позднее средневековье и новая история

Автоматы, измеряющие время, были первыми автоматами, созданными для практических целей. Чем сильнее развивались производительные силы общества, тем более точно требовалось отсчитывать время. Развитие торговли в поздние века привело к тому, что человечество стало весьма подвижным. Возникла потребность в механических часах, которые можно было бы возить с собой. Известно, что механические часы появились еще в VI в. нашей эры. В XI в. их совершенствование привело к появлению циферблата и часовой стрелки.

XVI век подарил миру часы с пружинным приводом, изобретенным в Германии часовщиком П. Хейнлейном. В них впервые использовались принципы и отдельные механизмы, получившие впоследствии широкое распространение в разнообразнейших автоматах.

Галилео Галилей (1564 -1642) предложил использовать маятник в часах, вывел законы равновесия сил в механизмах, сформулировал принцип изохронности (постоянства периода) колебаний маятника, фактически создал основу теории колебаний.

На базе разработок Г. Галилея в 1657 г. известный нидерландский физик и механик Христиан Гюйгенс (1629 -1695) построил маятниковые часы, но он обратил внимание на их главный недостаток - чувствительность к изменению положения оси маятника и к сотрясениям корпуса. В течение нескольких лет Христиан Гюйгенс, совершенствуя маятниковый, создал в итоге балансовый механизм, который теперь устанавливается во всех современных механических часах. Принцип действия балансового механизма отличается от принципа действия маятникового тем, что центр тяжести "баланса" лежит на оси вращения. Это создает нечувствительность к сотрясениям и толчкам.

Часы становятся первейшей принадлежностью судоводителей, путешественников, лиц, занятых в промышленности.

Часовое дело становится самой передовой отраслью. Вершиной мастерства часовщиков явилось создание механизмов, позволявших имитировать человека.

Часовой механизм стал довольно широко использоваться в разного рода автоматах, и прежде всего для приведения в действие всевозможных фигурок ангелов, животных, которыми украшались дворцы правителей государстви их вельмож. Технические возможности средневековья позволили уже создать и первые подвижные человекоподобные автоматические механизмы.

Овладев энергией «падающей воды» и «дующего ветра», человек ощутил прелесть механических помощников андроидов, наделенных собственной силой. Слово «андроид» происходит от греческого «anthros», что значит «мужчина», которое является однокоренным со словом «anthrpos» - «человек», и означает «человекоподобный».

Андроиды - механические люди - были отражением механического века сжатых пружин. Пружины приводили в движение сложнейшие системы зубчатых колес, рычажков, штанг, кулачков, винтов, всевозможных автоматов. Поэтому можно утверждать, что андроиды были своего рода разновидностью часов. Как известно, часы - одно из самых совершенных созданий человека в технике своего времени. Именно часы, как говорил К. Маркс, подали человеку мысль применить автоматы в производстве.

Увидев успехи механиков, на поле автоматизации вышли мыслители, чтобы собрать богатый урожай. Было совершенно необходимо осмыслить, упорядочить и превратить в стройную теорию накопленное изобилие прагматических фактов.

Автоматами интересовался выдающийся французский философ, физик и математик Рене Декарт в связи с выдвинутой им теорией автоматизма в поведении животных. В 1637 г. он создал механическую женщину, названную Франсиной. Продолжил его изыскания французский философ и врач Жюльен Офре де Леметри, автор книги «Человек-машина», название которой говорит само за себя. Существование андроидов, выполняющих сложные операции, служило поначалу веским аргументом в пользу теории Декарта и Леметри. Хотя представление о человеческом организме как о самозаводящейся машине, подобной часовому механизму, сегодня с научной точки зрения не выдерживает никакой критики, в то время оно было шагом вперед в попытке понять природу живого.

Создание сложных механических систем предполагало и проведение больших предварительных расчетов. Даже сейчас изучение и восстановление работоспособности механических человекоподобных устройств вызывает значительные трудности.

В XVIII в. было построено много прекрасных механических андроидов. Лучшие из них вошли в историю.

Наиболее достоверно известно о совершенных автоматах, созданных французским изобретателем и инженером Жаком де Вокансоном (1709-1782), принесших ему широкую известность. Он был даже избран во Французскую академию. В числе его блестящих творений был пастух, который играл на флейте. Сам изобретатель в это время аккомпанировал ему на тамбурине. Флейтист в сидячем положении вместе со своим пьедесталом достигал 170 сантиметров в высоту. Он играл двенадцать разных пьес, «производя звуки вдуванием воздуха изо рта в отверстие флейты и изменяя ее тоны действием пальцев на отверстия инструмента».

Другой андроид Вокансона играл левой рукой на провансальской свирели, правой - на бубне и прищелкивал языком по обычаю провансальских свирельщиков. Наконец, жестяная утка того же механика - едва ли не самый совершенный из всех известных автоматов - не только подражала с необычайной точностью всем движениям, крику и манерам поведения своего оригинала: плавала, ныряла, плескалась в воде, но даже клевала пищу с жадностью живой утки и выполняла до конца при помощи скрытых внутри ее химических веществ обычный процесс пищеварения. Эту утку, состоящую из тысячи движущихся деталей, позже видел Гёте, который описал ее в своем дневнике. Все эти автоматы были публично показаны Вокансоном в Париже в 173 8 году.

В это же время в промышленности появились станки со сложными механизмами для изготовления деталей сложной конфигурации. В двадцатых годах XVIII века русский изобретатель Андрей Нартов создал автоматический суппорт, перемещающий резец вдоль обрабатываемой детали для токарно-копировальных станков. Он же предложил станок с применением сменных зубчатых колес для нарезки крупных винтов. В 1765 году русский механик И. Ползунов изобрел регулятор питания парового котла в виде поплавка, «автоматически» поддерживающего уровень воды.

Кстати, первым «промышленным роботом» был созданный Вокансоном механический осел, который с изяществом, несвойственным ослам, ткал на обычном ткацком станке, но почему именно осел? Дело объясняется просто. Когда в 1742 году Вокансон задумал создать автоматический ткацкий станок, лионские ткачи, боясь конкуренции, решили избить изобретателя. В ответ на их нападение Жак де Вокансон и создал механического осла, который ткалнаобычном ткацком станке.

Однако вернемся к создателям человекообразных машин. Весной 1774 года швейцарский часовщик Пьер Дро и его сын Анри показали изумленным согражданам сконструированного ими механического писца. Он с важным видом макал гусиное перо в чернильницу и ровным, красивым почерком выводил длинную фразу. При этом он двигал головой и любовно оглядывал написанное. Закончив писать, он посыпал, как тогда было принято, бумагу песком и стряхивал ее. Кроме писца, мастера сделали механического рисовальщика и музыкантшу, исполнявшую на фисгармонии сложные произведения. В 1774 году на выставке в Париже эти механические люди пользовались шумным успехом. Затем Анри Дро повез их в Испанию, где они также вызывали восторг и восхищение, но там в дело вмешалась священная инквизиция, которая обвинила его в колдовстве и посадила в тюрьму, отобрав автоматы-андроиды.

Лучшие конструкции, созданные в средние века, позднее просто повторялись в разных вариантах. Так, в 1810 году немецкий механик И. Кауфман создал механического трубача, который виртуозно исполнял несколько сложных пьес на трубе.

Энтузиастом этого увлечения в начале прошлого века стал А. М. Гамулецкий. В 1827 г. на Невском проспекте в Петербурге им был открыт "Храм очарований, или механический, физический и оптический кабинет".

Чудеса в этом храме начинались прямона лестнице. Над ее верхней площадкой парила позолоченная фигура женщины с валторной в руке, и, если кто-нибудь входил на площадку лестницы, она подносила инструмент к губам и начинала играть, шевеля пальцами естественным образом. У входа в зал стояли механические слуги, которые кланялись входившему и казались совершенно живыми. В зале стоял волшебный диван. Если кто-нибудь садился на него, то открывалась боковая дверь, звучала музыка, слуга-автомат выносил поднос с напитками и ставил его на стол перед гостями. Во всех помещениях храма происходили чудеса: лаяли механические собаки, ползала неживая змея, черная кошка выгибала спину и терлась о ноги посетителей. Предприятие Гамулецкого производило удивительное впечатление. Он проявил незаурядную выдумку, глубокие знания и колоссальное упорство.

Знаменитый механик-самоучка И. П. Кулибин в этоже время собрал часы с театральным автоматом.

В 1850 году Г. Дешан смастерил автоматическую «укротительницу змей». В 1893 году Дж. Мур построил механического человека с приводом от паровой машины мощностью 0,5 лошадиной силы. Он развивал скорость хода до 14 километров в час, при этом машина была спрятана внутри, а сигара служила дымоходом.

Все эти, на первый взгляд, «несерьезные» изобретения были на самом деле важным этапом развития техники. По словам К. Маркса, «...в XVIII в. часы впервые навели на мысль применить автоматы (а именно пружинные) к производству», но все же они были очень далекими прообразами нынешних промышленных роботов, так как действовали на основе принципов и законов одной лишь механики.