Тема 6. Інженерна справа в епоху еллінізму

6.1. Загальна характеристика елліністичної епохи

 

Як вже зазначалося, положення єдиної нерозчленованої науки починає змінюватися в епоху еллінізму, початковим рубежем якої стали походи Олександра Македонського (359-323, цар з 336 р., походи з 334 р.). На кінець ІV ст. до н.е. вже не лише математика, історія та астрономія, але й механіка, геометрична оптика, географія, зоологія, ботаніка, ембріологія починають розвиватися незалежно одна від одної, причому кожна з них знаходить притаманні лише їй специфічні об’єкти та методи дослідження. Тому з елліністичного часу починається розчленування за науковими дисциплінами. Цьому не є протиріччям і той факт, що і серед елліністичних та пізньоантичних вчених було чимало енциклопедистів – Ератосфен, Птоломей, Гален. Характерною рисою епохи еллінізму стало посилення зв’язку між теоретичними ідеями та їх практичним застосуванням, зростаюча роль прикладних досліджень.

Виникнення Македонської імперії стало остаточним фіналом грецької суспільно-політичної форми міста-держави; поліси втратили свою політичну автономію назавжди. Походи Олександра – це початок нової ери не лише в політичній, але й в культурній історії давнього світу, початок еллінізму. Македонські завоювання далеко розширили обсяги відомого грекам світу, розширили їхній кругозір та сприяли ствердженню нового світосприйняття, не притаманного еллінам класичної епохи.

Греки, звичайно, й раніше подорожували на чималі відстані морем; Велика Колонізація VІІІ-VІ ст.ст. до н.е. призвела до появи грецьких полісів на узбережжі Чорного та Середземного морів від Валенсії до Сухумі. Як сказав Платон: “розсілися, мов жабки довкола болота”. Ці колонії були суто грецькими анклавами в чужорідному оточенні, і у більшості випадків не було й мови при суттєвий вплив цього оточення на звичаї, світосприйняття та культурні інтереси грецьких поселенців. Віднині ж під владою еллінізованої держави опинилися великі давні цивілізації, в дечому вищі за грецьку, і безпосередній контакт з ними не міг не призвести до зміни відношення еллінів до оточуючого їх світу. Якщо в класичну епоху Еллада була цариною партикуляризму, полісного патріотизму та відчуття власної виключності (Аристотелеві належить теоретичне обґрунтування тези про довічність рабського стану варварів та необхідність грекам панувати над цією масою рабів), то в елліністичну епоху росте усвідомлення космополітизму, що стане притаманною рисою усієї пізньої античності. Виникнення римської світової імперії та перемога християнства не лише не пригасили, але тільки посилили космополітичні тенденції. Рим свідомо будував світову державу: “Вічне місто” мало зайняти весь універсум. Християнство на загал заперечує патріотизм як такий (“немає ні іудея, ні елліна” – апостол Павло); ідеальний християнин вірний лише Церкві. Просто навіть найбільш універсальна концепція (це стосується всіх трьох світових релігій), на щастя, не в змозі знищити в усіх людях пам’ять та почуття землі, яку він вважає своєю.

Інший важливий момент полягав у втраті старою Грецією її колишньої культурної гегемонії. Лише Афіни продовжували залишатися місцем перебування основних філософських шкіл (і старих, і нових), але оформлені до цього часу спеціальні науки знайшли більш сприятливий ґрунт для свого розвитку у столицях нових монархій, на які майже миттєво розпалася Македонська імперія. Розвиток наук та мистецтв у цих державах стимулювався меценатством правителів, які керувалися міркуваннями престижу, а інколи і особистими інтересами.

Філософські школи елліністичних Афін:

Академія (академіки або платоніки; у ІІ ст. до н.е. школу очолював видатний філософ-діалектик Карнеад з Кірени (214-129 рр.), уславлений посольством до Риму в 155 р. до н.е.)

Лікей (перипатетики = “ті, що прогулюються”, аристотеліки; першим наступником Учителя був Теофраст – “батько ботаніки” та автор “Характерів”)

Стоя пойкіле = “пістрявий портик” (стоїки; вчення Зенона, фінікійця з міста Кітіон на о-ві Кіпр (бл. 336-264 рр.): світова гармонія, світова пожежа (див. Платона), апатія – збереження спокою у радощах та нещастях, домінанта правильної поведінки – обов’язок (“грецьке конфуціанство”); пізніше – Панетій (та його альтернативна афінській стоїчна школа на о-ві Родос) і учень Панетія Посідоній з сирійської Апамеї (135-51 рр.) – видатний історик, геометр, фізик, що першим сформулював місячну причину морських приливів, та інженер, який збудував на Родосі чудовий планетарій – цю непересічну особистість ми ще згадаємо в нашому викладі неодноразово)

Сад (епікурейці; Епікур – послідовник Демокрита, матеріаліст та атоміст; принцип “проживи непомітно”, розвинена індивідуалістична етика (живи сам та не заважай жити іншим); на етику взагалі нові школи робили особливий наголос – і Епікур, і Зенон, і кініки; філософія “легкого життя” в епікурействі відсутня – це абсолютизація критики доктрини Епікура стоїками; значно пізніше Тертуліан зауважував, що етика Епікура доволі близька християнській)

Крім організаційно оформлених філософських шкіл існували також впливові філософські течії:

скептики (букв. “ті, що сумніваються”, в цьому виразі – вся доктрина; засновник – Піррон, ІV ст. до н.е.; у ІІІ ст. до н.е. – Тімон з Фліунту на п-ові Пелопонес – “мізантроп” Шекспіра та Мольєра)

кініки (засновник – Антисфен (450(?)-360 рр.), учень Сократа; “грецькі даоси” – апологети та проповідники “природного”, тобто бездіяльного та злиденного образу життя; серед представників школи – Діоген із Синопи (?-330/320 рр.) з його бочкою, ліхтарем та діалогом з Олександром (до речі: взагалі-то, втікав від переслідування за судом, бо був членом сімейної фірми фальшивомонетників); Біон Борисфеніт, уродженець нашої Ольвії, ІІІ ст. до н.е. (син торговця, батьків за скупівлю краденого продали у рабство, самого Біона купив ритор, що, на щастя, оцінив талановитого раба; отримавши після смерті господаря волю і спадок, Біон поїхав працювати в Елладу, додому ніколи не повертався) тощо)

 

6.2. Олександрія – столиця наукових досліджень

 

На перше місце серед нових столиць швидко висунулася Олександрія, де вже засновник династії Птоломей І Сотер (323-285 рр. до н.е.) дав притулок учневі Теофраста, перипапетику Деметрію Фалерському, колишньому македонському намісникові Афін, вигнаному повсталими городянами (309 р. до н.е.). Деметрій може вважатися першим “переносником” до Олександрії Аристотелевих та й взагалі філософсько-наукових традицій метрополії. Під час розвалу імперії Птоломей зумів забрати в Єгипет імперську казну; тож він міг дозволити собі марнувати гроші на розвиток наук та мистецтв. За перших правителів династії Птоломеїв було засновано знамениту Олександрійську Бібліотеку, яка до першої катастрофи – пожежі Цезаря – нараховувала 750 тисяч зшитків. Це рекорд елліністичного світу, до якого не дотяглися інші “призери”: Карфаген (500 тис.), Пергам (480 тис.), Афіни (400 тис.), Антіохія тощо.

Також було створено Мусейон – формально – храм Муз, покровительок мистецтв та наук; реально – установу, при якій жили найвидатніші вчені та літератори, що перебували на державному утриманні, достатньому для того, аби вони могли повністю присвятити себе науковим заняттям.

Мусейон було засновано за безпосередньої участі Стратона з Лампсаку, якого запросили в Олександрію бл. 300 р. до н.е. як вихователя наступника трону, майбутнього Птоломея ІІ Філадельфа. Цей філософ-перипапетик займався експериментальною фізикою та й так і залишився в історії як Стратон Фізик. Вважається, що його участь у справі організації Мусейону сприяла тому, що найбільше уваги новостворений науковий центр приділяв саме природничим наукам. Певну роль зіграв у цьому і друг Стратона видатний математик Евклід, якого також запросив до себе Птоломей Сотер. А першим фюлаком (директором, завідувачем, головним хранителем) Бібліотеки став ще один перипатетик, афінський вигнанець Деметрій Фалерський.

Олександрійській школі належить вся класифікація класичної грецької культури, тут були складені списки класичних трагіків та ліриків, тут виходили критичні видання Гомера. Кожен корабель, що зупинявся в олександрійській гавані, мусив надати для копіювання усі зшитки, що мав на борту. Відома історія, коли Птоломей ІІ Філадельф (за іншою версією, його син Птоломей ІІІ Евергет), позичивши в Афінах для копіювання унікальні рукописи, повернув якісно зроблені копії і зберіг оригінали у себе; при цьому було свідомо втрачено величезну заставу у 200 талантів (5200 кг) золота.

В Мусейоні був складений і класичний список інженерно-архітектурних досягнень цивілізації – т.зв. “ сім чудес світу ”:

Храм Артеміди в Ефесі, Мала Азія. Попередню будову спалив такий собі Герострат, аби уславити своє ім’я (погодьтесь – вдало, запам’ятали людину). Відбудований після Герострата в 356-350 рр. до н.е.

Мавзолей в Галікарнасі. Мавсол, цар Карії, помер 353 р. до н.е., заупокійний храм збудовано на замовлення його вдови Артемісії (її потім теж там поховано). Зодчими Мавзолею були Сатир та Піфій, він був прикрашений роботами великого скульптора Скопаса.

Зевс Олімпійський (область Еліда на Пелопоннесі) – статуя роботи афінянина Фідія, V ст. до н.е. Встановлено її у храмі Зевса, який (храм) був розпорядником Олімпійських ігор.

Колос Родоський. Автор – Харес з м. Лінд на о-ві Родос. Статуя бога Геліоса, створена десь в ІІІ ст. до н.е. (288 р.?), висота статуї 30-40 м. Можливо, слугував маяком. Простояв недовго – впав за найближчого землетрусу (227 р. до н.е.).

Олександрійський маяк на о-ві Фарос (звідси походить слово “фара” як тип світильника). Архітектор – Сострат з Кніду, 285-280 рр. до н.е. (див. нижче).

Єгипетські піраміди (див. розділ 3.2).

Висячі сади “Семіраміди” у Вавилоні (див. розділ 3.1; VІ ст. до н.е., за Навуходоносора ІІ).

 

Високого рівня розвитку досягла в Олександрії видавнича справа, чому дуже сприяла монополія Єгипту на папірус – майже єдиний книжковий матеріал епохи. (Другий матеріал для письма розповсюдився дещо пізніше, хоча й був винайдений саме в елліністичні часи. Пергамен отримав своє ім’я за місцем винаходу, час якого впевнено датували роками існування незалежного царства Пергам на заході Малої Азії (283-133 рр. до н.е.)). Як результат, Олександрія дуже швидко стала найбільшим центром книжкової торгівлі, завдяки чому сюди стікалися всі, хто бажав видаватися – і літератори, і науковці.

Все це призвело до того, що вже на початку ІІІ ст. до н.е. олександрійська наука досягла розквіту майже в усіх існуючих на той час галузях. Серед “перлин Олександрії” – математики Евклід (знамениту енциклопедію “Початки” видав бл. 300 р. до н.е.), Діофант (“прабатько алгебри”) та Аполлоній з Перг (“великий геометр” та розраховувач числа “пі”), астрономи Аристарх Самоський (вирахування відстані від Землі до Сонця та Місяця, перша геліоцентрична система) та Конон, філологи Аристарх з Візантія (класичні тексти Гомера, Гесіода та майже всіх інших грецьких класиків – тексти, за якими видаємо їх і ми у наш час) та Зенодот з Ефесу, поети Феокрит Сіракузянин та Каллімах з Кірени тощо, тощо. За Птоломея Евергета в сер. ІІІ ст. до н.е. Бібліотекою певний час завідував видатний географ Ератосфен (275-бл. 200 рр. до н.е.), земляк Каллімаха, що першим правильно обчислив діаметр Землі і склав перші справжні географічні карти з градусною сіткою (нульовим меридіаном був чомусь родоський). Ератосфен був не лише географом – він історик (хронологія Ератосфена, в тому числі обчислена ним дата Троянської війни, стала загальновизнаною), філолог, астроном тощо. Як фюлак Бібліотеки він склав каталог її рукописів з короткими анотаціями – у 20-ти томах. За свої універсальні знання Ератосфен заслужив у греків почесне прізвисько “Бета” – другий в усіх науках після “Альфи” – Аристотеля.

Олександрійців можна вважати родоначальниками науково-популярної літератури: тут було створено чимало віршованих переказів наукових теорій на кшталт каталогу риб чи переказу теорем Евкліда. До нас дійшли “Феномени” Арата – епічним гекзаметром він виклав астрономічну теорію Евдокса Кнідського, “показавши, що найвищу філософію можна сумістити з непоганою поезією” (П’єр Левек). Писав її Арат, щоправда, не в Олександрії, а в Пеллі, столиці Македонії, у Антігона Гоната (270-240-і рр. до н.е.). Взагалі, популяризація наукових знань була для греків особливим жанром літератури – доксографією (від дієслова δόξο – “збирати”). Науково-популярні компіляції, полегшені порівняно зі спеціальними працями, оглядові, адаптовані для пересічного – часто слабо грамотного – читача в елліністичну та римську епоху стають важливою складовою мейнстріму літератури. Їх охоче читали і широко переписували, вони збереглися до нашого часу краще за спеціальні роботи. Тому подібні науково-популярні компіляції мають виключну цінність як джерела – достатньо сказати, що серед них такі унікальні за інформацією твори, як “Історична бібліотека” Діодора Сицилійського та “Про філософів” Діогена Лаерція; ¾ наших знань про філософів античного світу, від Фалеса до Марка Аврелія, – з цієї збірки.

 

Зупинимося лише на одній області, що найперше нас цікавить, а саме на механіці. Розвиток механіки як теоретичної дисципліни мав у Елладі прямий зв’язок з технічним прогресом. Розвиткові грецької механіки в доелліністичні часи сприяли два основні фактори: театральна техніка, одним з елементів якої були підйомні сценічні устрої (знамениті Еврипідові “боги з машини” в тому числі), та військова справа, нужди якої спричинили появу метальної артилерії та нових типів військових кораблів. Наскільки це з найдавніших часів була важлива для будь-якого полісу справа, свідчить легенда про Амейнокла.

За часів перших Птоломеїв ведуться масштабні будівельні та інженерні роботи в Єгипті. Близько 280 р. до н.е. Птоломей ІІ здійснює великі гідротехнічні роботи в районі оази Файюм, на озері Мерід, до яких залучається чимала інженерна сила. Керівництво роботами було покладене на “головного архітектора” Клеона; заздалегідь було обумовлено, що ім’я його отримає головний канал. Завдяки листуванню Клеона, що збереглося, ми знаємо деякі подробиці цього вдалого будівництва, в тому числі й те, що цар приділяв роботам велику увагу і навіть особисто інспектував файюмських будівельників.

Майже одночасно з “файюмським проектом” в столиці Єгипту було зведено відмічений цікавими технічними рішеннями Фароський маяк на однойменному острові навпроти Олександрії. Маяк вражав не лише грандіозними розмірами (висота 120 м), але й сміливістю та майстерністю вирішення технічних завдань. Його башта, увінчана статуєю володаря морів Посейдона, складалася з трьох основних частин. Нижня була квадратною у розрізі і орієнтованою за сторонами світу, середня – восьмигранною з орієнтуванням на основні румби (взагалі-то античне середземноморське мореплавство оперувало тридцятьма двома вітрами) та звуженням до верху, а верхня частина була циліндричною ротондою, де містилися знамениті дзеркала Фаросу. На маяку працювала система ліфтів для підйому палива, і завдяки багаттю та дзеркалам ротонди вогонь маяка було помітно на відстані до 50 км. Маяк слугував і патрульною вежею (мав власний гарнізон), і обсерваторією, і метеорологічною станцією, а з його побудовою пов’язано таку легенду. Архітектор та механік Фаросу Сострат Кнідянин висік ім’я царя-замовника над входом: як годилося, цар був оголошений творцем шедевру. Але коли через кілька років осипалася штукатурка, виявилося, що ім’я Птоломея ІІ нанесене лише на ній; а на камені Сострат підписався власноруч, як справжній автор “дива світу”[21].

Джерела донесли до нас імена й інших механіків, що працювали у тодішній Олександрії: Діонісія, винахідника поліболи – балісти багаторазової дії (у ній до скорпіону було додано пристрій для швидкісної подачі стріл – свого роду античний кулемет); Абдаракса з Сирії (Абд-Ереш – фінікійське теофорне ім’я, присвячене богу-зодчому!). Специфічною галуззю прикладної механіки стала пневматика, під якою розумілося використання тиску повітря для створення механічних пристроїв. Родоначальником пневматики став в сер. ІІІ ст. до н.е. Ктесібій.

Траплялося, що хитромудрі механізми, придумані олександрійськими механіками, оживляли вистави та свята. У Афінея з Навкратісу (ІІІ ст. н.е.) в “Симпозіумі софістів” приведено розповідь Калліксена про урочисту процесію фараона Філадельфа, для якої було зроблено спеціальну механічну іграшку. Можна уявити собі враження учасників та глядачів процесії, коли велетенська статуя час від часу піднімалася та без сторонньої допомоги творила узливання.

Про значення Олександрії як центру інженерної думки яскраво свідчить розповідь Філона Візантійського про його подорож, здійснену саме з метою знайомства з досягненнями інженерів, найперше у галузі військової техніки. Філон побував на Родосі, але більшу частину часу провів у Олександрії, де пройшов вишкіл у Ктесібія, спостерігав за його роботою та вивчав сконструйовані ним машини.

Саме військова механіка мала в Олександрії особливо бурхливий розвиток. У цій галузі олександрійськими техніками було досягнуто блискучих результатів. Мабуть, найціннішою була отримана ними емпірична формула для визначення калібру. Філон Візантійський прямо пише про пріоритет у цьому питанні олександрійських інженерів. Олександрійська поліоркетика дійшла до нас навіть з археологічних джерел – 1904 р. було опубліковано папірус, що містить понівечений список елліністичних майстрів військової механіки: “ ...Епікрат з Гераклеї, що збудував катапульти на Родосі, Поліейд, що звів машину для облоги в Візантії (нині – Стамбул) та чотириколесник на Родосі, Діад, що вів облогу Тиру та інших міст за Олександра, Дорей, що винайшов лісіполем... ”. Якийсь єгипетський механік, певно, переписав для себе імена визначних попередників. Той же Філон розповідає і про те особливе піклування, яким охоплювали олександрійські фараони своїх військових інженерів, для яких не жаліли грошей. Ймовірно, олександрійським технікам було надано високий ступінь творчої свободи, за якого вони могли втілити в життя найсміливіші проекти військових машин, знаходити нові й оригінальні технічні рішення. У цьому відношенні олександрійські інженери мали значну перевагу перед своїми попередниками, яких завжди тримали рамки замовлення та конкретної військово-технічної задачі.

 

6.3. Грецька поліоркетика.

 

Грецька поліоркетика – букв. “мистецтво облоги міст”, військова механіка – завжди була дуже поважною галуззю праці давніх інженерів. Як власне й військове найманство взагалі, що стало важливим політичним фактором нового етапу історії грецького світу, вона бере свій початок з часів після завершення Пелопоннеської війни. Елліністична епоха стала свого роду зоряним часом конструювання різноманітної військової техніки, а надто – довогнепальної артилерії (детально принципи дії та класифікацію давніх та середньовічних метальних машин ми розглянемо у розділі 9.3).

Мабуть, першим став широко використовувати найману працю поліоркетиків Діонісій Старший, тиран Сіракуз, що близько 400 р. до н.е. запросив до себе найкращих інженерів з метою вдосконалити зброю та оснащення армії та флоту й щедро оплачував їхню роботу. Потреба була нагальною: Сіракузи двісті років, з 480 р. до н.е. по 272 р. до н.е., вели майже перманентну війну з технічно добре оснащеними арміями Карфагену (лише римляни змусили колишніх ворогів примиритися і воювати пліч о пліч супроти себе). Результатом замовлення Діонісія став новий тип військового корабля та нова метальна зброя. Вже 398 р. до н.е. нововинайдені машини послугувалися у ролі берегової артилерії. Під час спроби висадки карфагенського десанту Гімількона на сицилійський берег під обложеною Діонісієм Мотією “ сіракузяни з берега, користуючись стрілометними катапультами, знищили велику кількість ворогів, і велике сум’яття викликала ця зброя, яку щойно винайшли ” (Діодор Сицилійський).

Можливо, цією анти-пунійської зброєю Діонісія став механічний лук гастрафет, придуманий Зопіром Тарентським (бл. 400-350 рр. до н.е.). Він мав подвійновигнуту дугу та був надзвичайно тугим. При згинанні дуги повзун відходив назад під дією власної ваги та фіксувався за допомогою зубчастих рейок та стопорного гачка. По суті, це був прообраз майбутнього середньовічного арбалета. Бітон, окрім власне гастрафету, описує також “гірську машину” Зопіра – стаціонарний варіант великого гастрафета, прототип майбутніх скорпіонів (але тензійний).

Відомі нам імена й багатьох інших античних військових механіків. Згаданий у папірусній таблиці Поліейд з Фессалії в сер. ІV ст. до н.е. робив військові машини для Філіпа ІІ Македонського (в тому числі для штурму Візантія). Його учні Діад та Харій брали участь в поході Олександра, сина Філіпа; збудовані ними машини відіграли вирішальну роль при штурмі Галікарнасу, Тиру та Гази. Також вони були відомі як автори спеціальних трактатів з поліоркетики, що не збереглися до нашого часу. Архітектор Епімах з Афін уславився тим, що збудував могутню гелеполу для царя Деметрія Поліоркета. Гелепола Епімаха зробила свою справу у Саламіні на Кіпрі, та навіть з її допомогою Деметрій так і не зміг у 305-304 рр. зламати опір обложеного Родосу – Епімахові протистояв не менш хитромудрий механік Гегестор. Олександрійських майстрів ІІІ ст. до н.е. Діонісія та Абдаракса ми вже згадували.

Декілька імен відомі з твору Бітона “Про устрій машин та знарядь для облоги” (або просто “Балістика”), написаного цим поліоркетиком для пергамського царя Аттала І в 230-хх рр. Бітон описує самбуку, спеціальний перекидний місток для підйому на фортечні мури, винахід Даміса з Колофону; первісно самбука була корабельним перекидним містком для абордажу, а Даміс створив її сухопутну версію. Бітон дає характеристики катапульт роботи Харона з Магнезії, що працював на острові Родос, Ісидора з Абідосу та “гірського гастрафету” Зопіра Тарентського. Бітон і сам був творцем машин для облоги; вірогідно, саме машинами Бітона було заповнено Пергамський арсенал Аттала І, про який йтиметься нижче.

Наприкінці ІІІ ст. до н.е. працював анонімний поліоркетик, твір якого використав т.зв. Афіней Механік (дата встановлюється з присвяти праці автором римлянину Марку Клавдію Марцеллу, завойовнику Сіракуз). Можливо цей автор був вихідцем з родоської школи; він багато уваги приділяє її досягненням.

Деметрій Поліоркет недаремно обламав пазурі під родоськими мурами, недаремно їздив на Родос Філон – острівне місто своєю інженерною школою могло посперечатися навіть з Олександрією (ми вже згадували Гегестора, Епікрата з Гераклеї та Харона з Магнезії). “Афіней” пише про механіка Аполлонія, що “привіз стільки гігантських каменів для молу, що захищає родоську гавань”, тобто, збудував чи перебудував цей мол. Учень Аполлонія Агесістрат був знаменитим майстром метальної зброї, він “у метальному мистецтві перевищив всіх своїх попередників”; його катапульти буцімто могли кидати каміння на відстані до 4 стадіїв (понад 700 м). Афіней цитує й спеціальний трактат Агесістрата; на думку деяких вчених, саме він є спільним джерелом для частини відомостей Афінея та Вітрувія (на думку інших, Вітрувій користувався самим “Афінеєм” – адже цей твір присвячений римлянинові, і отже, його легше було знайти у Римі). Сам “батько архітектури” докладно пише про положення інженерів в Родоському полісі, користуючись не лише афінеєвими джерелами, тож, можливо, й Агесістратом, працю якого римлянин згадує в своєму трактаті. Так, він розказує (без датування) байку про механіка Діогнета, що багато років був штатним поліоркетиком міста на постійній зарплатні. Його відставили заради архітектора Калія, що запропонував нову машину для боротьби з гелеполами. Але під час чергової облоги міста виявилося, що нова машина лише в теорії була вдалою. Родосцям довелося терміново звертатися до Діогнета по допомогу; після перемоги він повернувся на свою звичну посаду.

Серед інших імен “Афіней” згадує багато кого із вже відомих нам майстрів – Поліейда та Діада, Даміса та Бітона тощо, а також якогось Каллістрата, “що написав книгу з механіки”. В одному місці він зауважує, що “те, що стосується підкопів та критих ходів і засобів всього цього – все це описав Пірр Македонський в своїй поліоркетиці”. На жаль, до нашого часу не збереглися праці ані Агесістрата, ані Каллістрата, ані Пірра.

В елліністичний період починається широке застосування торсіонної метальної зброї на морі – в тих випадках, коли флот мусив діяти проти узбережних укріплень; з цією метою катапульти ставилися в носовій частині корабля. До великої перестрілки корабельної артилерії, починаючи з ІІІ ст. до н.е., зводиться значною мірою і сам морський бій. Завдяки цьому ростуть розміри військових кораблів – для розміщення більшої кількості катапульт та баліст – але, на жаль для античних навархів, за рахунок судноплавних якостей. Це породило низку монструозних надгігантських суден, конструювання яких розпочав Деметрій Поліоркет. Потім у побудові їх сперечалися Македонія (Антігон Гонат), Єгипет (Птоломеї ІІ та ІV) та Гієрон Сіракузький. У Афінея Навратійця є яскравий сюжет про сіракузьке судно, таке важке, що спустити його на воду зміг лише геній Архімеда, змушеного конструювати спеціальну систему блоків, а потім виявилося, що “воно не може нормально зайти до жодної гавані” (!). Зрештою, найбільшого монстра побудували єгиптяни для фараона Птоломея ІV Філопатора. Жодної користі, окрім престижу, від цих суден не було; гонка озброєнь на морі зайшла у тупик, і наприкінці тисячоліття римляни взагалі відмовились від великих бойових кораблів на користь полегшених лібурн. Хоча у царині цієї морської гонки озброєнь найвдаліший винахід в тому ж таки ІІІ ст. до н.е. зробили саме “сухопутні” римляни, створивши “ворона” (лат. corvus) – вдосконалену самбуку з гаком (“дзьобом”), який намертво зчіплював кораблі – ефективний пристрій для швидкого абордажу. Карфагенянам довелося відчути на собі цей винахід під час І-ї Пунічної війни; щоправда, не всі битви корвус допомагав виграти – що засвідчив бій під Дрепаном (див. розділ 3.4).

Досвід ахейського стратега Філопемена, що у 207 р. до н.е. під Мантінеєю використав катапульти і балісти у битві на відкритій місцевості, накреслив навіть таку область військової техніки, як польова артилерія. Пізніше вона блискуче розів’ється у римській армії з її принциповим розподілом артилерії на фортечну та легіонну (=польову). Ще до V ст. до н.е. належить перше свідчення про палаючу суміш – 424 р. під час битви під Делією: вогняна труба викидала палаючу рідину (Еней Тактик, “Про перенесення облоги”, 359-357 рр.). Пізніше з’явився вогнемет, що викидав чисте полум’я за допомогою нагнітання повітря міхами; зрештою, бл. 300 р. в Олександрії винайшли т.зв. сифон – трубу, наповнену запаленою олією, що став специфічним корабельним вогнеметом. Далекобійність цієї зброї була невисока (до 5 м), а також, на жаль, не є відомим ані фізичний принцип дії, ані хімічний склад запалювальних сумішей.

Дещо менше нам відомо про власне фортифікаційну роботу елліністичних інженерів, але певні свідчення щодо цього в нас все ж є. Як і у випадку метальної зброї, одним з піонерів процесу стали Сіракузи, де Діонісій Старший у 405-382 рр. до н.е. створив вражаючу захисну систему. Славився своїми багатоповерховими стінами й Родос; про могутню фортифікацію Карфагену ми теж вже вели мову (див. розділ 3.4).

А проте й у сфері захисту міст дуже важливу роль відігравали саме машини, артилерійське знаряддя, і в забезпеченні ним полягала важлива ланка діяльності урядів усіх полісів Середземномор’я. Найдавніша згадка державного військового складу, де зберігаються катапульти та снаряди до них, стосується Афін близько 350 р. до н.е. Приблизно 300 р. до н.е. датуються рештки арсеналу із ядрами для пращей та залишками катапульт, розкопані у грецькому колоніальному місті Емпоріон (сучасний Ампуріас на узбережжі Каталонії). Філон у розділі про поліоркетику перераховує військове начиння, яке мало зберігатися в арсеналі: луки, стріли, списи, щити, катапульті, балісти; запаси заліза, бронзи, свинцю, смоли, сірки, мотузок різної товщини, колод, клоччя, кінського та жіночого волосся, факелів, ламп тощо.

У найбільших державних полісах Середземномор’я військові запаси були справді величезними. Полібій розказує, що 250 р. до н.е. Родос підготував для союзної Синопи 300 талантів (7860 кг!) самого лише волосся. Коли римляни 146 р. до н.е. зрештою взяли Карфаген, то в карфагенському арсеналі ними було знайдено 476 важких катапульт і баліст та майже 2500 скорпіонів – і це при тому, що африканська столиця пала після трьох років облоги, а напередодні війни, намагаючись її уникнути, здала римлянам все своє військове спорядження – “стріломети та каменемети числом до двох тисяч” (Діодор)[22]! Велетенський арсенал ранньоелліністичного часу (Аттала І, бл. 230-220-хх рр.) було розкопано в Пергамі; розміри ядер засвідчили існування катапульт семи калібрів з вагою ядер від 6,4 кг до 76,1 кг. На рубежі нашої ери, вже у римському Середземномор’ї Вітрувій та Страбон вважають найбільш визначими центрами відомих технічних споруд (в тому числі розхвалюють їхні арсенали) все той же Родос та Массалію – грецьку колонію в Галлії (нині Марсель), вірного союзника Риму з початку ІV ст. до н.е. Вітрувій додає до них ще острів Хіос та Аполлонію Іллірійську.

 

6.4. Архімед Сіракузянин

 

Військова механіка була однією з улюблених справ і найвизначнішого вченого, що поєднав у собі видатного теоретика та блискучого практика елліністичної науки.

Архімед (бл. 287-212 рр. до н.е.), син астронома Фідія, походив з неодноразово вже згадуваного міста Сіракузи на південному сході Сицилії.

Його рідне місто з початку V ст. до н.е. було найбільшим та найвизначнішим полісом грецького Заходу. Вже в ІV ст. до н.е. це був чвертьмільйонний гігант, цілком порівнюваний навіть з Олександрією чи Карфагеном, місто, що на манер останнього чи скажімо Афін, творило власну полісну імперію. У сенсі ролі в політичній та культурній історії Середземномор’я Сіракузи теж цілком порівнювані з визнаними лідерами епохи. Двохсотрічна війна з Карфагеном велася на рівних; пряме зіткнення з Афінами під час Пелопоннеської війни сицилійці (щоправда “на своєму полі”) завершили цілковитим розгромом супротивника, з якого власне і почалася загибель афінської Архе. В Сіракузах працювали Піндар та Симонід, Емпедокл та Есхіл, тут народилася грецька комедія (Епіхарм, V ст. до н.е.) та ідилічна буколіка (Феокрит). Сіракузи – первісток еллінізму: її напівмонархічний устрій часів дому Діонісіїв прийнято визначати як “переделліністичний тип соціуму” (як наш Боспор часів Спартокидів).

В Олександрії, де Архімед учився і жив вже зрілою людиною, він зблизився з Ератосфеном, астрономом Кононом та учнем останнього Досифеєм. З ними він підтримував наукове листування, і частина його доробку відома нам з листів, які збереглись.

Повернувшись на батьківщину, Архімед у якості досвідченого військового інженера очолив оборону Сіракуз під час Другої Пунічної війни. Його чудові метальні машини змусили римлян відмовитися від штурму і перейти до блокади. “ Взяти місто з моря не вдалося... – пише Лівій, – ...Архімед розмістив на мурах машини, що метали навіть у віддалені кораблі велетенське каміння... І з берегової сторони місто було оснащене всіма видами метальних машин – завдяки довголітнім витратам та піклуванню Гієрона так само, як і незрівнянному мистецтву Архімеда... ” Те ж саме пише Полібій: “...Їх знищували удари каменеметів та катапульт, оскільки запас снарядів у обложених був чудовий за кількістю та силою, бо господарем цієї зброї був Гієрон, а будівельником та винахідником – Архімед... ” Коли восени 212 р. до н.е. місто все ж таки було взято, Архімед загинув. За пізнішою офіційною версією, це сталося без відома римського головнокомандувача Марцелла, але навряд чи переможці воліли б залишити життя начальнику ворожих саперів та артилеристів лише за те, що він геніальний вчений. (Щодо рівня культури тодішнього Риму, то про це ми ще поговоримо.)

Значна частина творчого доробку Архімеда дійшла до нас чи принаймні відома за назвами. До раннього періоду наукової роботи Архімеда слід віднести його втрачені праці з механіки “Про важелі” та “Книга опор” (про розподіл навантажень між опорами; її зміст викладений в “Механіці” Герона). Дійшов до нас його твір “Про рівновагу площин”, у якому після низки постулатів дано математичний висновок закону важеля та вчення про центри ваги. Найранішою з математичних праць Архімеда була праця про квадратуру параболи.

Евристичне значення методу розкладення площ та об’ємів на “неподільні” Архімед обстоює у знайденому 1906 року “Посланні до Ератосфена про деякі теореми механіки”. “...Багато з того, що я раніше вияснив за допомогою механіки, я потім робив за допомогою геометрії”, – пише сіракузянин. Його слова з цього послання – “я гадаю, що хто-небудь з нинішніх чи прийдешніх дослідників шляхом запропонованого тут метода знайде й інші теореми, які ще не прийшли у голову нам”, – справдилися у відношенні методу “неподільних” аж через дві тисячі років. У ХVІІ ст., безвідносно до цієї втраченої праці, методи, запропоновані Архімедом в інших творах, отримали свій розвиток і нову форму, поклавши початок інтегральному обчисленню. Геометричні дослідження властивостей абстрактних фігур та тіл для нього були не самоціллю (як, скажімо, для теоретика Евкліда) – вони були орієнтовані на інтереси практики та застосування технічного та природничого знання для вирішення науково-практичних завдань.

Для більш пізнього періоду творчості сіракузянина характерний його інтерес до точного обчислення, наприклад, астрономічного. Згідно вимірам Архімеда, верхня межа видимого діаметру Сонця є рівною 33’; це близько до істинної величини 31’59’’.

У працях зі статики та гідростатики він також дав взірці систематичного застосування математики до природознавчих та технічних задач. З останніх творів вченого найважливішим є твір “Про плаваючі тіла”, що містить знаменитий закон, який носить його ім’я.

Численними були й винаходи вченого, що був не лише теоретиком, а й ревним практиком інженерної механіки. Це “равлик”, механізм для підняття води, заснований на принципі гвинта (“архімедів гвинт”), використаний, як основний елемент машини для зрошення полів в долині Нилу. І не лише для зрошення – судячи з даних Страбона та Діодора Сицилійського (запозичених обома у Посідонія), він знайшов собі застосування і в копальнях римської Іспанії, з яких “ відводять воду за допомогою так званих “єгипетських равликів”, що винайшов Архімед із Сіракуз під час свого перебування в Єгипті ” (Діодор, “Бібліотека”, V, 37, 3); застосовувався він і для відведення води з трюмів на великих кораблях (Афіней з Навкратісу). Це системи важелів, блоків та поліспастів для підняття великих вантажів; для цього ним було вдосконалено систему зубчастих коліс. Зрештою, це його вдосконалені метальні машини (катапульти, балісти, онагри). Наприклад, вважалось, найбільші катапульти елліністичного світу могли кидати каміння вагою в 1 талант (25-27 кг); збереглися свідчення, що Архімед побудував машину, здатну кидати каміння вагою у 3 таланти (Афіней Навкратійський)[23].

Саме винаходи справляли найбільше враження на сучасників вченого, що передали нащадкам цілу низку легенд про генія. Найвідоміша з них розказує, що знаменитий закон Архімеда було винайдено під час сидіння у ванні, де вчений розмірковував над виконанням завдання сіракузького царя Гієрона. Цар підозрював своїх ювелірів у присвоєнні золота, виданого їм на виготовлення корони, та заміні його сріблом; він хотів, аби Архімед встановив це, не ламаючи ювелірного виробу. Буцім то, охоплений ідеєю Архімед вискочив голим на вулицю з криком “Знайшов!” (грецькою “ еврика ”). Відомі й інші легенди – про те, як він спалив римський флот за допомогою сонячних дзеркал[24] (вірогідно, т.зв. “Архімедова сонячна колісниця”; реальний прототип був, але про нього нам нічого не відомо); про те, як за допомогою системи блоків він одним рухом руки змусив рухатись велетенський перевантажений корабель (перебільшення з розповіді Афінея Навкратійського, але знову ж таки дії реальних пристроїв) тощо. Легендою є і гордий вислів: “Дайте мені точку опертя (букв. “місце, де я міг би встати”), і я зрушу землю!”. Звичайно, легендарною є і буцімто остання фраза вченого, звернена до вбивці, римського легіонера: “Не руш моїх кіл!” – вона навіть образлива для людини, що очолювала опір міста і, зрозуміло, в годину останнього штурму знаходилася на мурах.

І маленька післямова про сенсації підводної археології.

1900 року ловці губок з грецького о-ва Антікітірі (біля мису Тенар, крайньої південної точки Пелопоннесу) знайшли залишки римського судна І ст. до н.е. Вантаж корабля був багатий; серед іншого (мармурових та бронзових статуй в тому числі) знайшли невеликий подовжений предмет типу коробки з окисленої бронзи та дерева. Коли його відкрили, побачили набір мідних шестерень та залишки циферблатів. На годинник схоже і не схоже.

Лише у 1958 році знахідка потрапила до рук англійського фізика Дерека де Солла Прайс. Ось результат його дослідження: “Коли він був новим, механізм справді нагадував годинник. Латунні коліщатка в дерев’яному ящичку, що містив три циферблати. Передній циферблат мав закріплену шкалу з рухомим контактним кільцем, що показувало місяці. Обидві шкали було градуйовано. Стрілка, поєднана з внутрішнім механізмом, вказувала на великі літери, які відповідали іншим літерам, гравійованим на пластині, закріпленій на одних з дверцят корпусу. Ці літери показували схід та захід великих зірок та сузір’їв. Циферблати на зворотному боці показували різні фази Місяця та рух планет Меркурія, Венери, Марса, Юпітера” (Сатурн, вочевидь, містився на відламаному сегменті).

Коротше кажучи, перед нами найдавніший з відомих та не такий вже й примітивний за конструкцією небесний глобус – елементарний зірковий комп’ютер, що дозволяє дуже просто і точно, на чистій механіці, розраховувати річний рух Місяця, Сонця та планет. Ми вже згадували (див. розділ 6.2) трактат Цицерона з описом Родоської обсерваторії. Він згадує про прилад подібної дії, який він зве “ сферою ” та “ планетарієм ”, – вони були в обсерваторії Посідонія, який власноруч робив їх, і римлянин навіть замовив один для себе. В іншому трактаті (“Про державу”) Цицерон побіжно описує іншу подібну “сферу” та повідомляє, що винайшов цей пристрій саме Архімед [25].

6.5. Машини Ктесібія

 

Серед інженерів-механіків, що працювали у благословенній Олександрії часів перших трьох Птоломеїв, зіркою першої величини був, безумовно, Ктесібій. Навіть зважаючи на неминучу пристрасність Філона, що був Ктесібієвим учнем, важко заперечувати, що саме Ктесібій був ведучим інженером серед олександрійських майстрів. Якщо Архімед найперше був вченим, теоретиком, що охоче займався багатосторонніми практичними питаннями, то Ктесібій навпаки, прийшов від практики до серйозних теоретичних досліджень.

Більшість авторів стверджує, що великий механік був уродженцем Олександрії і прожив у цьому місті усе життя. Проте Афіней Механік називає його “Ктесібій Аскрейський[26], що жив в Олександрії в якості механіка” (очевидно, штатного механіка полісу – як Діогнет з розповіді Вітрувія на Родосі – див. розділ 6.2). Вважається доведеним, що він працював за часів Птоломеїв Філадельфа та Евергета (приблизно в 270-240 рр. до н.е., може, і дещо пізніше). Свідчення про соціальний стан Ктесібія збереглися у Вітрувія та Афінея Механіка; згідно них, він був сином цирульника, а отже, і сам мав наслідувати цю професію, яка і була його першим фахом. Відомо також з побіжної згадки, що дружину Ктесібія звали Таїс (повідомляється, що він навчив її грати на органі, який винайшов).

Судячи з характеру та розмаху діяльності Ктесібія, він не мав жодних матеріальних ускладнень. Принаймні, ніщо не говорить про те, що майстер був позбавлений уваги олександрійських фараонів, які благоволили до своїх інженерів та щедро їх субсидіювали (поки що; поки не проїли крадену казну імперії та не зруйнували господарство Єгипту). Без цього Ктесібій навряд чи мав би змогу займатися науковими дослідженнями у галузі пневматики та гідравліки, які й принесли йому славу.

На думку Герона, розвиток цих двох споріднених дисциплін став можливим завдяки плодотворному співробітництву філософів та механіків. Філософи розробили теоретичні підвалини. Механіки ставили досліди. Хоча Герон не називає прямо імен філософів, очевидно, що мова йде насамперед про згаданого вище Стратона з Лампсаку, що займався фізикою газів. Він мав колосальний вплив на всі наступні покоління механіків і найперше на свого молодшого сучасника Ктесібія. Ідеями Стратона користувався для обґрунтування своїх занять навіть не схильний до теоретизувань Герон. Саме передмова до “Пневматики” Герона є головним нашим джерелом щодо теорії Фізика: прямо або через Ктесібія (у Герона є посилання на обох) вона передає погляди самого Стратона. В центрі його теорії міститься вчення про вакуум, згідно якого в усіх тілах – в рідині, у вогні тощо – існують маленькі пусті проміжки нічим не зайнятого простору. Частинки тіла, що знаходяться на певній відстані одна від одної, зближуються під дією якої-небудь зовнішньої сили. Коли вплив на тіло припиняється, вони намагаються повернутися в своє природне положення та заповнити штучно створений пустий простір.

Ця властивість тіл, наприклад, повітря, була добре знайома фізикам та механікам; Ктесібій теж опирався на це положення теорії пневматики. Повітря, за Ктесібієм, є надзвичайно сильною, пружною та дуже рухливою речовиною; якщо заключити його в тверду посудину, то воно спочатку стиснеться, а потім швидко повернеться у попередній стан і займе об’єм, рівний величині посудини. Перевіряючи та уточнюючи ці спостереження, Ктесібій проводив досліди з повітряним та водним тиском. Один з них було описано Філоном: Ктесібій приготував посудину зі щільним поршнем, покрив посудину столярним клеєм та з силою вбивав поршень клином та молотом. У перший момент поршень злегка піддавався, але коли повітря в посудині стискалося, поршень при більш сильному ударі виштовхувало назовні, і з під нього виривалося полум’я.

Результати своїх пошуків в царині пневматики Ктесібій виклав у роботі (що, на жаль, до нас не дійшла) під назвою “Теореми пневматики”; її було спеціально присвячено теоретичним питанням цієї фізичної дисципліни. Ймовірно, вона містила розвиток та поглиблення теорії Стратона. Ктесібій у своїй практичній роботі спирався на теоретичні положення пневматики, а у теоретичній праці використав результати власних дослідів з повітряним тиском, поставлених при використанні технічних задач. Так, Ктесібій зробив висновок, що рухливість повітря може надати плечам знаряддя більшу силу натягування, а снаряду – більшу швидкість.

За свідченням Вітрувія, Ктесібій збудував гідравлічні машини, т.зв. автомати, розраховані на прикрашення життя. Вітрувій згадує чимало приладів Ктесібія, “...дію яких було взято ним у природи і які працюють на основі тиску на воду та стискання повітря: співучі дрозди, акробати, співучі та рухомі фігурки та інші забавки для насолоди почуття зору та слуху”. Вітрувій, що відверто надає перевагу суто практичним речам, не дає опису цих “іграшок, що слугують примхам та забавкам”. Зберігся опис лише однієї “забавки” Ктесібія, оспіваної в епіграмі Геділа. Це чара-ритон, зроблена у вигляді голови єгипетського бога-карлика Беса, з рота якої під музикальним супровід щедрим потоком лилося вино. Цю іграшку, що мала механічний устрій, майстер присвятив храмові Арсиної-Зефірити (обожненої сестри та дружини Птоломея ІІ). Наявний у ній суто розважальний елемент аж ніяк не знижує інженерної майстерності автора.

Ктесібій зробив кілька цікавих винаходів і у галузі військової механіки. У своїй праці він намагався намацати принципово нові можливості розвитку військової техніки та створив конструкції, які мали б посперечатися з традиційною торсіонною артилерією, дія якої забезпечувалася пружністю пучків тятиви.

Одним із сконструйованих ним нових типів зброї був аеротон. Його важелі приводило в рух стискуване у циліндрах повітря. Філон оцінює устрій аеротону як бездоганний у фізичному та механічному аспекті. Більше того, Ктесібій вперше в історії механіки свідомо попіклувався про зовнішній вигляд свого пристрою, тим самим поклавши початок історії технічного дизайну. Створенню аеротона передували пробні досліди, про які теж пише Філон, що був їм свідком та слухачем пояснень автора. Ктесібій у своїх лекціях взагалі не обмежувався викладом інженерної сторони справи, він давав слухачам також уявлення про фізичну природу явища, яке використовував у своєму механізмі, а також ретельно посвячував їх у тонкощі ремісничої майстерності. Характеризуючи Ктесібієву манеру викладання, Філон пише: “Під час досліду Ктесібій попутно показав нам природу повітря, його силу та стрімкість руху, а також спосіб виготовлення посудин, що містять стиснене повітря”. Чи стояв аеротон коли-небудь на озброєнні реальних армій? Згідно сучасних реконструкцій, він міг бути ефективним лише коли тиск у циліндрі підтримувався за допомогою повітряного насосу; такого, здається (зважимо на те, що ми взагалі мало знаємо про давню техніку), в античному світі не було винайдено. Крім того, ця катапульта сильно залежала він стану погоди. Недаремно, мабуть, що крім Філона, її ніхто не згадує.

В іншій своїй модифікації артилерійської зброї – халкотоні – Ктесібій вперше використав пружність кованих бронзових пружин замість звичних для торсіонної артилерії жил тварин або жіночого волосся. Філон, що сам пізніше займався його вдосконаленням, пише, що халкотон відрізняла висока далекобійність та надійність в роботі, він був простим та легким у використанні. Щоправда, сучасні реконструкції показують, що потрібна пружність бронзи досягається доволі важко (подовжений процес створення знаряддя), а до того ж має менший час дії, ніж жили тварин (швидше зношується). Це мабуть, і стало причиною того, що халкотон не став загальновживаною зброєю, хоча на відміну від аеротона, ставав на озброєння елліністичних армій (наприклад, мався серед польової артилерії Філопемена в згадуваній битві під Мантінеєю).

Невдалим з точки зору військової механіки була і третя Ктесібієва модифікація катапульти: у ній важелі приводилися в рух великою кількістю співчленованих одна з одною металічних пластинок. Це була занадто складна машина для військової техніки, де все має бути найголовніше – простим та швидко працюючим в екстремальних умовах. Нарешті, Ктесібій розробив підйомний штурмовий устрій, що вміщував одного гопліта у повний зріст. Ця машина, як логічно зауважує Афіней Механік, не мала (і не могла мати) практичної цінності, а відтак і створено її було більше для того, аби похизуватися технічною майстерністю.

Таким чином, ми бачимо, що майже всі пристрої, сконструйовані Ктесібієм в галузі військової механіки (за обмеженим виключенням халкотону), не змогли – і не могли за тодішнього рівня техніки – вкоренитися на практиці та скласти конкуренцію традиційній зброї торсіонного типу.

Натомість три інших винаходи Ктесібія мали велику практичну цінність. По-перше, це помпа – двохциліндровий поршневий насос для підйому води. Цей винахід надовго залишився в технічній практиці, широко використовувався в пожежній справі. Устрій цього насосу описують і Філон, і Герон, і Вітрувій. Він доволі простий: при підйомі поршня в основі циліндру відкривався клапан, і до циліндру надходила вода; коли поршень опускався, нижній клапан закривався, і вода виштовхувалася через отвір, розташованій у середній частині циліндра, і спеціальною трубкою надходила до резервуару.

Заняття пневматикою привели Ктесібія до цікавого спостереження: він підмітив, що при стиканні стисненого повітря з зовнішнім повітрям з’являються звуки. Засновуючись на цьому принципі, він вперше сконструював водяний орган, що більш за все інше уславив його ім’я. Дія органу засновувалась на тому, що повітря, перш ніж надходити до звукової трубки, стискалося за допомогою водяного насосу. Ми мало знаємо про деталі устрою водяного органу, оскільки усі наявні описи занадто загальні або побіжні. Збереглося чимало зображень подібних музичних інструментів, які свідчать, що винахід отримав широке розповсюдження: його використовували в театрах та цирках, навіть у храмах для надання урочистості богослужінням.

До практичних винаходів Ктесібія слід додати також водяний годинник, хоча закінчений практик Вітрувій і його долучає до тих гідравлічних машин, які розраховані для “окраси життя”. За описом Вітрувія, водяний годинник складався з двох встановлених одна над одною посудин. Верхня посудина щоденно наповнювалася до певного рівня водою, і з неї вода текла вузенькою трубкою, виготовленою для запобігання окислення з золота чи дорогоцінного каміння, до нижньої посудини, де містився поплавок з покажчиком, який, піднімаючись разом з водою, показував час, що пройшов з моменту запуску годинника. Потік води регулювався в залежності від довжини світового дня. Іноді на поплавку Ктесібій встановлював маленькі забавні іграшки, що приводилися у рух за допомогою зубчастих передач: обертались колони, з рівними інтервалами падали кульки чи яйця, звучали музичні інструменти. Інженерне мистецтво Ктесібія в годинниковій галузі зберігало свій авторитет до візантійської епохи.

Навіть тих неповних свідчень, які збереглися до нашого часу про винаходи Ктесібія, достатньо для характеристики яркої творчої особистості інженера та вченого. Сміливі оригінальні ідеї, увага до деталей, широта інтересів, майстерність виготовлення, прискіплива увага та інтерес до теоретичних проблем – далеко не повна картина головних рис майстра. Все це робить Ктесібія достойним соратником Архімеда – сучасники, два знаменитих винахідника, можна не сумніватися, були особисто знайомі[27], та й працювали у споріднених галузях (військової техніки хоча б); на жаль лишень, про винаходи сіракузянина у нас набагато менше свідчень в джерелах. Ктесібій та Архімед – засновники того напрямку науково-технічної думки, яке на повну силу проявить себе вже в епоху Ренесансу.

 

Продовжувачем Ктесібія був його вже неодноразово згадуваний учень Філон Візантійський, якому належить велика праця “Механіка”, дев’ять книг якої охоплювали всі області античної техніки. (Власне, творча біографія Ктесібія викладена нами саме за Філоном, бо у нього вона й є основним матеріалом викладу.) Дійшов до нас і його спеціальний трактат “Белопоеїка” (“Про метальні машини”), найстарших з усіх подібних, що нам відомі; основну увагу в ньому він приділяє торсіонам великих каменеметів. Проте Філон розглядає всі типові камене- та стрілометні тензійні та торсіонні конструкції, доповнює описи таблицями ваг та діаметрів, а також приводить формули розрахунків для створення машин. Останні частково виходять на чисту математику, як-от геометричне вирішення теореми двох середніх пропорційних для розрахунку діаметру торсіону. Формули Філона практично повторюють Вітрувій та особливо Герон. Між тим, сам Філон зізнається, що більшу частину свого викладу він базує на праці вчителя – Ктесібія, і це видається логічним з огляду на автентичну назву роботи Герона (див. розділ 6.7).

Однією з ранніх спроб теоретичного осмислення дії різного роду механізмів став анонімний (раніше помилково приписуваний Аристотелю) трактат “Механічні проблеми”, написаний, скоріш за все, в елліністичному Єгипті в ІІІ ст. до н.е. Автор досліджує прості машини, шукаючи спільних елементів: так, властивості терезів зводяться до властивостей кола, властивості важеля – до властивостей терезів. Зрештою, дія терезів, кліщів, клину, сокири, колеса, катка, гребного весла, гончарного кола зводиться автором до архімедового принципу важеля, який, в свою чергу, пояснюється “дивовижними” властивостями кругового руху. Потужність, або силу важеля він визначає, як добуток ваги або маси тіла (антична математика не розрізняла цих понять) на швидкість руху. Автор “Механічних проблем” вперше показує знайомство з принципом паралелограму швидкостей – як у формі складення, так і у формі розкладу руху.

Теоретичний вступ до трактату взагалі являє собою чудернацьку суміш метафізичних уявлень та точних спостережень. У ньому справді відчутний вплив Аристотеля (автор, скоріш за все, таки був перипапетиком), але його цікавість до механічних мистецтв не полишає особливого сумніву, що він був олександрійцем ІІІ ст. до н.е. Йому належить і таке визначення предмету свого викладу: “ ...коли нам доводиться робити що-небудь, протилежне до устремлінь природи, задача стає складною і потребує застосування технічного мистецтва. Ту частину цього мистецтва, яка бореться з подібними труднощами, ми називаємо механікою. ”

 

6.6. Римська доба – новий етап античної історії

 

ІІ-І ст. ст. до н.е. позначаються занепадом олександрійської та взагалі грецької науки. Елліністичні держави виснажували себе постійними війнами. Збудовані як результат завоювання, вони сильно потерпали від чужості ґрунту, на який було висаджено грецькі політичні форми. Етнічні та соціальні конфлікти між греко-македонськими прибульцями та аборигенами подекуди були дуже гострими[28]. Логічним завершенням епохи стала переможна хода по трупах елліністичних монархій у виконанні римських легіонів та парфянських катафрактаріїв. Сіракузи, Пергам, навіть Родос втрачають значення політичних та культурних центрів; з припиненням меценатства завмирає наукове життя. Залишаються лише філософські школи в Афінах та Олександрія все ще зберігає свій статус наукової столиці середземноморського світу, але потерпають і вони. Афіни 87 р. до н.е. було зразково-показово розгромлено легіонерами Сулли за промітрідатівські симпатії, а Олександрія ледь не загинула у велетенській пожежі, що знищила значну частку скарбів Бібліотеки під час т.зв. Олександрійської війни Юлія Цезаря (48 р. до н.е.). Як писав П’єр Левек, “людина аж до відкриттів епохи Відродження буде жити за рахунок наукового капіталу, накопленого в Олександрії, на Родосі та в Пергамі”.

Певне виключення складала також Антіохія. Відома з елліністичних часів вища школа в антіохійському районі Дафна, знаменита своїми аристотеліками, продовжувала плідно працювати і в римський час. Більше того – філіал цієї школи у північносірійській Едесі[29] за Євфратом став центром адаптації елліністичної науки для семітомовних сірійців аж наприкінці ІІ ст. н.е., коли її був очолив знаменитий неортодоксальний християнський філософ Бар Дайсан (грецькою Вардесан). Окрім поем, філософських творів та власне викладання наукових дисциплін, Бар Дайсан створив видатну школу перекладачів, що масово перекладали на власну арамейську говірку наукові та філософські надбання елліністичного світу. Саме з перекладів на арабську мову створених у школі Бар Дайсана сирійських версій грецьких оригіналів почнеться у VІІІ ст. н.е. розвиток середньовічної ісламської науки (див. розділ 8.2).

Дещо пізніше, вже на початку християнської ери, коли усе Середземномор’я було об’єднане владою імператорів “Вічного” Риму, починається новий культурний підйом, що, одначе, значно поступається за масштабом елліністичному: до ІІ ст. н.е. належить діяльність великого лікаря Клавдія Галена, астронома-географа-картографа Клавдія Птоломея. Але власне Рим тут був ні до чого. Римська культура – це взагалі дуже специфічне поняття.

Про рівень римської культури в епоху, коли “Вічне місто” підминало під себе весь власне грецький та західну частину еллінізованого світу, є показовий анекдот, тим страшніший, що він є правдою. 146 р. до н.е., одночасно з Карфагеном, римляни зітерли з лиця землі повсталий Коринф. Діловите, дисципліноване, суто римське мародерство. Консул Луцій Муммій, представник самої, що не є, еліти “Вічного міста”, відбирає трофеї для власного тріумфу. Грабують скульптурні запаси: статуй у будь-якому грецькому місті стояло багато, а Коринф був містом древнім, великим та багатим; на його вулицях і в храмах можна було знайти чимало справжніх шедеврів. Шедеври відібрали; інструкція консула своїм солдафонам звучить буквально: “Якщо не довезете цілими – виготовте копії!”.

Першим римлянином, що широко ввів у вжиток такий елемент грецького побуту, як мистецькі твори, вважали Марка Клавдія Марцелла, що з цією метою достоту пограбував Сіракузи, “... адже до тої пори Рим не мав і не знав нічого красивого ”. Сам Марцелл потім хвалився, що “... навчив невігласів-римлян цінувати красу Еллади ”; у відповідь казали, що “... народ, який звик лише воювати та працювати на полях, він перетворив на нероб, що роздумують над художністю ”. Після цього сіракузьку здобич полководець присвятив у храми союзних грецьких міст, а саму загибель Марцелла у випадковій сутичці з Ганнібалом вважали справедливим кінцем видатного воїна, що зрадив римські традиції. Коли через три роки після падіння Сіракуз Фабій Максим взяв Тарент, він серед не меншої здобичі, “ забравши всі гроші та інші багатства ”, не привіз жодної статуї, “ промовивши підтримані всіма достойними людьми слова: “А цих розгніваних богів залишимо тарентійцям ” (всі цитати – Плутарх, “Марцелл”, 21). Мистецтво, естетика, краса для “культурної” еліти Риму поки що зовсім чужі поняття.

Незважаючи на комедійний геній Плавта та широкий розвій національної італійської буфонади-ателани (прямого предка середньовічної “комедії даль арте”), зовсім не прижився у Римі театр – значно популярнішими були гладіаторські ігрища. І так вважав не лише неосвічений плебс, так вважала римська еліта: 154 р. до н.е. сенат постановив знести вже було розпочату будівлю театру, оскільки театр є “ некорисним та шкідливим для римських звичаїв ” (Тіт Лівій). Гладіаторські ігри корисніші – вони привчають громадян не боятися крові та смерті, що для військової держави є важливішою справою (це написав Цицерон!). Пізніше на цьому здобув свою непопулярність Нерон: любитель театру і всього грецького загалом, який до того ж вважав себе геніальним актором, він посмів замінити гладіаторів на театральні вистави![30]

І взагалі ранню “римську” (читай: латиномовну) культуру творили НЕ римляни. Італіки – латини (Катон, Цицерон), сабіни (Горацій, Овідій), умбри (Плавт), оски (Невій, Квінт Енній), а також етнічні етруски (Варрон, Вергілій), греки (Лівій Андронік) та навіть один карфагенянин (Теренцій). Лише серед істориків подекуди можна зустріти представників власне римських родів. В епоху Імперії ситуація змінилася ненабагато. Ми традиційно вважаємо всіх латиномовних “римлянами”, але Сенека, Лукан і Марк Аврелій були іспанцями, Помпей Трог – галл-воконтій, Колумела та Апулей взагалі фінікійці тощо. Виключення – знову ж таки почасти історія (Корнелій Тацит) та література (Петроній) та така практична справа, як архітектура (Вітрувій).

Практичний склад римського розуму був чужий до устремлінь теоретичного пізнання, характерного для еллінської науки. Римський спадок у сучасній західній (європейській) культурі дуже важливий – і суто практичний: архітектура та юриспруденція. Характерна фраза того ж таки Цицерона: “В латинській мові всі назви квітів – грецькі, а назви овочів – власні”. Таким був характер римського менталітету. Відтак, наукові досягнення “римського” світу, як і раніше, були продуктом грецького генію. Антична наука епохи Імперії продовжувала залишатися грецькою наукою.

І відносини між римською владою та грецькою наукою подекуди були дуже показові.

 

Видатним практиком епохи Імперії був Аполлодор з Дамаску – грек, архітектор, наближений до імператора-іспанця Траяна (98-117 рр. н.е.). Власне, він приїхав в Рим ще за урядування Доміціана (81-96 рр. н.е.), і саме для цього імператора збудував свій перший шедевр у Римі – Одеон. Войовничий Траян, імператор-завойовник, забрав його з собою у діючу армію.

Вперше Аполлодор проявив себе як військовий інженер 102 р. н.е., коли він збудував великий стаціонарний металевий міст через Дунай в районі ущелини Залізні Ворота у міста Дробети (нині Турну-Северин в Румунії). Як специфічна конструкція міст Аполлодора був унікальним: великі річки і пізніше зазвичай форсували на понтонах. Завдяки цьому мосту, що дозволив безперебійно поставляти підкріплення з південного берега, Траян зміг розпочати та провести завоювання Дакії. Після завоювання (107 р. н.е.) саме Аполлодор зводить монумент перемоги – знамениту 40-метрову мармурову колону з її багатющими рельєфними фризами з сюжетними сценами, присвяченими подіям цієї війни. Після Дакійської війни Аполлодор активно працює в столиці: йому належить зведення Форуму Траяна та перебудова гаваней Остії – порту в усті Тибру, морських воріт Риму.

Пізніше (дата завершення робіт – 125 р. н.е.) Аполлодору доручили відновити спалений Пантеон – “храм усіх богів”, що його звів за півтораста років до того соратник Октавіана Августа Марк Віпсаній Агріппа. Вийшла циліндрична ротонда, перекрита кессонованим бетонним куполом (діаметр 43,2 м). Виключна симетричність: діаметр будівлі точно співпадає з висотою куполу; набір контрастів: пишний портик – рівні стіни, темна споруда – і круглий отвір у вершині купола (діаметром 9 м – т.зв. “око Пантеону”), що заливає ротонду світлом. В могутній стіні храму (її товщина 6 м) для її полегшення та наочного розширення інтер’єру було зроблено вісім ніш, одна з яких розкривається входом у портик. Коротше кажучи, Пантеон Аполлодора є незмінною ланкою туристичного маршруту сучасним Римом.

Аполлодорові належить і спеціальний трактат з військової механіки (“Поліоркетика”), написаний у формі звернення до імператора Адріана. У ньому розглядаються способи штурму міст та відповідне приладдя – тарани, гелеполи, штурмові драбини, підкопні “черепахи” – і його побудова та застосування, а також захист людей і техніки від можливої протидії військ обложеного міста. Окремо розглянуто техніку наведення понтонних мостів. Показово, що трактат зовсім не містить рекомендацій, як захищати міста (можливо просто цей розділ не дійшов до нас). Трактат засновано на власному досвіді автора і написано дуже сухо – це мовби відписка у вигляді елементарної інструкції: візьми це, зроби це. Характерно в цьому плані, що у трактаті немає посилань на попередню літературу. Аполлодор міг не знати латиномовної поліоркетики (її, крім Вітрувія, майже й не було), але грецьку поліоркетику мав знати. Отже, даний трактат не був для його автора важливою справою.

117 року Траяна змінив на троні небіж його дружини та зять Адріан (теж іспанець). До політики Траяна він взагалі ставився погано: свій принципат почав зі страти чотирьох найближчих радників тестя. А ще Адріан вважав себе архітектором. Видатний майстер, Аполлодор одного разу дозволив собі висловити все, що він думає з приводу одного проекту коронованого дилетанта. Тут-то Адріан і пригадав йому дружбу з ненависним Траяном і наказав стратити. А споруду за імператорським проектом навіть не добудували – помилка в проекті і справді була грандіозна.

 

Загалом праінженери доби Римської імперії не складали у соціальному відношенні гомогенної маси. Елітарна їх частина була високопосадовцями, близькими до владних структур, – такими, як наближений до Цезаря, а пізніше до Октавіана Августа Вітрувій чи той же Аполлодор. Дослідження архітектурних написів показало, що військові архітектори в усіх випадках були солдатами та громадянами Риму, тоді як соціальний склад їх цивільних колег дуже неоднорідний: серед них є громадяни, вільновідпущеники і навіть кілька рабів; у двох останніх категоріях різко переважають етнічні греки.

Отже, більшість римських інженерів відносилася до середнього класу та займала проміжне суспільне положення. Значна їх частина за майновим положенням, соціальними зв’язками та способом життя наближалася до ремісників, оскільки займалася суто практичними справами. Власне, це й були майстри – ремісники найвищої кваліфікації; професійна гордість античних інженерів-практиків яскраво простежується в епіграфіці надгробних пам’яток ще з IV