Ismail al-Dżazari

„Al-Dżazari” przekierowuje tutaj. W przypadku innych osób o tym imieniu zobacz al-Jazari (nazwisko) .

Ismail al-Dżazari
Tytuł al-Dżazari
Osobisty
Urodzić się 1136 n.e
Jazira , stan Artuqid
Zmarł 1206 n.e
Religia islam
Era islamski złoty wiek
Zegar słonia był jednym z najsłynniejszych wynalazków al-Dżazariego.

Badīʿ az-Zaman Abu l-ʿIzz ibn Ismāʿīl ibn ar-Razāz al-Jazarī ( 1136–1206, arabski : بديع الزمان أَبُ اَلْعِزِ إبْنُ إسْم اعِيلِ إبْنُ الرِّزاز الجزري , IPA: [ældʒæzæriː] ) był uczonym , wynalazcą , mechanikiem inżynier , rzemieślnik , artysta i matematyk z dynastii Artuqidów z Jaziry w Mezopotamii. Najbardziej znany jest z pisania Księga wiedzy o pomysłowych urządzeniach mechanicznych ( arab . كتاب في معرفة الحيل الهندسية , zlatynizowana : Kitab fi ma'rifat al-hiyal al-handasiya , dosł.   „Księga wiedzy o sztuczkach inżynierskich”) w 1206 r., w której opisał 50 mechanicznych urządzeń wraz z instrukcją ich budowy. Przypisuje mu się wynalezienie zegara słonia . Został opisany jako „ojciec robotyki ” i współczesnej inżynierii.

Biografia

Schemat wieczystego fletu napędzanego wodą z Księgi wiedzy o pomysłowych urządzeniach mechanicznych autorstwa Al-Jazari w 1206 roku.

Al-Dżazari urodził się na terenie Górnej Mezopotamii w 1136 roku. Źródła podają, że jego dokładna lokalizacja jest nieznana, ale spekulują, że mógł urodzić się w Jazirat ibn Umar , skąd wziął imię Jazari lub Al-Jazira, która była używana do oznaczają Górną Mezopotamię. Jedyne znane informacje biograficzne o nim zawarte są w jego Księdze wiedzy o genialnych urządzeniach mechanicznych . Podobnie jak wcześniej jego ojciec, służył jako główny inżynier w Pałacu Artuklu , rezydencji oddziału Artukidów w Mardinie , który rządził całym Górna Mezopotamia jako wasale dynastii Zengidów z Mosulu , a później generała Ajjubidów Saladyna . Chociaż jego pochodzenie etniczne nie jest pewne, sugeruje się, że jest arabskiego .

Al-Dżazari był częścią tradycji rzemieślniczej i dlatego był bardziej praktycznym inżynierem niż wynalazcą, który wydaje się być „bardziej zainteresowany kunsztem niezbędnym do skonstruowania urządzeń niż technologią, która za nimi stoi”, a jego maszyny były zwykle „zmontowane raczej metodą prób i błędów niż teoretycznymi obliczeniami”. Jego Księga wiedzy o pomysłowych urządzeniach mechanicznych wydaje się być dość popularny, ponieważ pojawia się w dużej liczbie kopii rękopisów, a jak wielokrotnie wyjaśnia, opisuje tylko urządzenia, które sam zbudował. Według Mayra styl książki przypomina współczesną książkę typu „zrób to sam”.

Niektóre z jego urządzeń były inspirowane wcześniejszymi urządzeniami, takimi jak jeden z jego monumentalnych zegarów wodnych, który był wzorowany na zegarze Pseudo-Archimedesa . Przytacza również wpływ Banū Mūsā na jego fontanny, al-Saghaniego na projekt zegara świecowego i Hibatullaha ibn al-Husayna (zm. 1139) na automaty muzyczne. Al-Dżazari dalej opisuje ulepszenia, jakie wprowadził w pracy swoich poprzedników, i opisuje szereg urządzeń, technik i komponentów, które są oryginalnymi innowacjami, które nie pojawiają się w pracach jego poprzedników.

Mechanizmy i metody

Najbardziej znaczącym aspektem maszyn al-Jazariego są mechanizmy , komponenty, pomysły, metody i cechy konstrukcyjne, które wykorzystują.

Wał rozrządczy

Wałek rozrządu , wałek, do którego przymocowane są krzywki , został wprowadzony w 1206 roku przez al-Dżazariego, który zastosował je w swoich automatach , zegarach wodnych (takich jak zegar świecowy ) i maszynach do podnoszenia wody. Krzywka i wałek rozrządu pojawiły się również w mechanizmach europejskich z XIV wieku.

Wał korbowy i mechanizm suwaka korby

Ekscentrycznie osadzona rękojeść obrotowego żarna-kamienia z V w. p.n.e. w Hiszpanii , która rozpowszechniła się w Cesarstwie Rzymskim , stanowi korbę . Najwcześniejsze dowody na istnienie mechanizmu korbowego i korbowodu pochodzą z III wieku naszej ery z tartaku Hierapolis w Cesarstwie Rzymskim . Korba pojawia się również w połowie IX wieku w kilku urządzeniach hydraulicznych opisanych przez Banū Mūsā w ich Księdze pomysłowych urządzeń .

W 1206 roku al-Dżazari wynalazł wczesny wał korbowy , który zintegrował z mechanizmem korbowodu w swojej dwucylindrowej pompie . Podobnie jak współczesny wał korbowy, mechanizm al-Jazariego składał się z koła wprawiającego w ruch kilka czopów korbowych , przy czym ruch koła był kołowy, a sworznie poruszały się tam iz powrotem w linii prostej. Wał korbowy opisany przez al-Jazariego przekształca ciągły ruch obrotowy w liniowy ruch posuwisto-zwrotny i ma kluczowe znaczenie dla nowoczesnych maszyn, takich jak silnik parowy , silnik spalinowy i automatyczne sterowanie .

Użył wału korbowego z korbowodem w dwóch swoich maszynach do podnoszenia wody: napędzanej korbą pompie łańcuchowej saqiya i tłokowej pompie ssącej o podwójnym działaniu . Jego pompa wodna również wykorzystywała pierwszy znany korbowo-suwakowy .

Metody projektowania i budowy

Angielski historyk technologii Donald Hill pisze:

Po raz pierwszy w pracach al-Jazariego widzimy kilka koncepcji ważnych zarówno dla projektu, jak i konstrukcji: laminowanie drewna w celu zminimalizowania wypaczeń, statyczne wyważanie kół, użycie drewnianych szablonów (rodzaj wzoru), użycie papieru modele do ustalenia projektów, kalibracja otworów , szlifowanie gniazd i korków zaworów razem z proszkiem szmerglowym w celu uzyskania wodoszczelności oraz odlewanie metali w zamkniętych skrzynkach form z piaskiem .

Mechanizm wychwytowy w obracającym się kole

Al-Dżazari wynalazł metodę kontrolowania prędkości obrotowej koła za pomocą mechanizmu wychwytowego .

Sterowanie mechaniczne

Według Donalda Hilla al-Dżazari opisał kilka wczesnych mechanicznych elementów sterujących , w tym „duże metalowe drzwi, zamek szyfrowy i zamek z czterema ryglami ”.

Przekładnia segmentowa

Przekładnia segmentowa to „część do odbierania lub przekazywania ruchu posuwisto-zwrotnego z lub do koła zębatego, składająca się z sektora okrągłego koła zębatego lub pierścienia, mającego koła zębate na obwodzie lub twarzy”. Profesor Lynn Townsend White Jr. napisała:

wyraźnie pojawiają się u al-Jazari, na Zachodzie pojawiają się w zegarze astronomicznym Giovanniego de Dondi , ukończonym w 1364 r . .

Maszyny do podnoszenia wody

łańcuchowa Saqiya al-Jazariego .

Al-Dżazari wynalazł pięć maszyn do podnoszenia wody, a także młyny wodne i koła wodne z krzywkami na osi , używane do obsługi automatów , w XII i XIII wieku i opisał je w 1206 roku. To właśnie w tych maszynach do podnoszenia wody przedstawił swoje najważniejsze idee i komponenty.

Czółenka z łańcuchem Saqiya

Pierwsze znane zastosowanie wału korbowego w pompie łańcuchowej miało miejsce w jednej z maszyn saqiya al-Jazariego . Koncepcja minimalizacji pracy przerywanej jest również po raz pierwszy zasugerowana w jednej z pomp łańcuchowych saqiya al-Jazari , która miała na celu maksymalizację wydajności pompy łańcuchowej saqiya. Al-Dżazari skonstruował również podnoszącą wodę pompę łańcuchową saqiya, która była napędzana energią wodną , ​​a nie pracą fizyczną , chociaż przed nim Chińczycy również używali energii wodnej do pomp łańcuchowych. Maszyny Saqiya, takie jak te, które opisał, dostarczały wodę w Damaszku od XIII wieku aż do czasów współczesnych i były w codziennym użyciu w średniowiecznym świecie islamu. Co ciekawe, przedstawienie łańcucha w pompie al-Jazariego wydaje się być w formie wstęgi Möbiusa , na długo przed tym, jak wstęga Möbiusa została po raz pierwszy zidentyfikowana jako przedmiot badań w matematyce.

Dwustronna pompa ssąca z zaworami i ruchem tłoka posuwisto-zwrotnego

Powołując się na bizantyjski syfon używany do wystrzeliwania greckiego ognia jako inspirację, al-Dżazari opisał swoją wersję rur ssących , pompy ssącej , pompy dwustronnego działania i dokonał wczesnych zastosowań zaworów i mechanizmu korbowodu wału korbowego , kiedy opracował dwucylindrowy tłok tłokowy pompa ssąca. Pompa ta napędzana jest kołem wodnym, które poprzez układ kół zębatych napędza oscylujący pręt szczelinowy, do którego przymocowane są tłoczyska dwóch tłoków. Tłoki pracują w poziomo przeciwległych cylindrach, z których każdy jest wyposażony w sterowane zaworami rury ssące i tłoczne. Rury doprowadzające są połączone powyżej środka maszyny, tworząc pojedynczy wylot do systemu nawadniania. Ta maszyna do podnoszenia wody miała bezpośrednie znaczenie dla rozwoju nowoczesnej inżynierii. Ta pompa jest niezwykła z trzech powodów:

  • Pierwsze znane zastosowanie prawdziwej rury ssącej (która zasysa płyny do częściowej próżni ) w pompie.
  • Pierwsze zastosowanie zasady dwustronnego działania.
  • Przekształcenie ruchu obrotowego w ruch posuwisto-zwrotny za pomocą mechanizmu korbowo-korbowego.

Zasysająca pompa tłokowa firmy Al-Dżazari mogła podnieść 13,6 metra wody [ potrzebne źródło ] za pomocą rur doprowadzających. Nie był jednak bardziej wydajny niż noria powszechnie używana w tamtym czasie przez świat muzułmański.

Sieć wodociągowa

al-Dżazari opracował najwcześniejszy system zaopatrzenia w wodę napędzany przekładniami i energią wodną , ​​który został zbudowany w XIII-wiecznym Damaszku w celu dostarczania wody do meczetów i szpitali w Bimaristanie . System miał wodę z jeziora obracającą koło czerpakowe i system przekładni, który transportował słoiki z wodą do kanału wodnego , który prowadził do meczetów i szpitali w mieście.

Automaty

Al-Dżazari zbudował zautomatyzowane poruszające się pawie napędzane energią wodną. Stworzył również automatyczne drzwi jako część jednego ze swoich skomplikowanych zegarów wodnych i wynalazł koła wodne z krzywkami na ich osi , używanymi do obsługi automatów. Według Encyclopædia Britannica , włoski wynalazca renesansu , Leonardo da Vinci, mógł być pod wpływem klasycznych automatów al-Jazariego.

Mark E. Rosheim podsumowuje postęp w robotyce dokonany przez muzułmańskich inżynierów, zwłaszcza al-Jazariego, w następujący sposób:

W przeciwieństwie do greckich projektów, te arabskie przykłady ujawniają zainteresowanie nie tylko dramatyczną iluzją, ale także manipulacją środowiskiem dla wygody ludzi. Tak więc największym wkładem, jaki wnieśli Arabowie, poza zachowaniem, rozpowszechnianiem i budowaniem na pracy Greków, była koncepcja praktycznego zastosowania. To był kluczowy element, którego brakowało w greckiej robotyce.

Z drugiej strony Arabowie wykazywali zainteresowanie tworzeniem maszyn podobnych do ludzi do celów praktycznych, ale brakowało im, podobnie jak innym społeczeństwom przedindustrialnym, prawdziwego impulsu do kontynuowania nauki o robotyce.

Kelnerka serwująca napoje

humanoidalnych automatów al-Dżazariego była kelnerka, która mogła podawać wodę, herbatę lub napoje. Napój był przechowywany w zbiorniku ze zbiornikiem, z którego kapie do wiadra, a po siedmiu minutach do kubka, po czym z automatycznych drzwi wychodzi kelnerka serwująca napój.

Automat do mycia rąk z mechanizmem spłukującym

Al-Dżazari wynalazł automat do mycia rąk z mechanizmem spłukiwania, używanym obecnie w nowoczesnych spłukiwanych toaletach . To urządzenie jest kolejnym przykładem automatów humanoidalnych . Składał się z postaci ludzkiej, wykonanej z łączonej miedzi, trzymającej w prawej ręce dzban przypominający pawia. Dzban wykonany jest z mosiądzu i mieści w sobie komorę, podzieloną na dwie części metalową płytą. Mechanizm ten ułatwiał wylewanie wody z dziobka tak, aby była gładka i nie pryskała. Zbiornik, w którym przechowywana jest woda, znajduje się po prawej stronie postaci ludzkiej. W prawy łokieć figurki ludzkiej wpasowana jest oś, która umożliwia wylewanie płynu ze zbiornika przez dziobek dzbanka. Lewe ramię postaci miało stały ciężarek, który podnosił i opuszczał ramię, które trzymało ręcznik, grzebień i lusterko.

Ten automat miał pomagać królowi w wykonywaniu rytualnych ablucji . Sługa króla niósł figurkę i kładł ją obok miski, która mogła pomieścić płyn. Następnie sługa przekręcił gałkę z tyłu postaci, która otworzyła zawór, powodując wlanie wody z prawej strony figury do miski. Kiedy zbiornik jest prawie pusty i większość wody została nalana, uruchamiany jest mechanizm, a lewa ręka postaci, trzymająca ręcznik, grzebień i lusterko, jest wyciągana w kierunku króla, aby mógł się wytrzeć i dbać o brodę.

Fontanna pawia z automatycznymi służącymi

Woda i jej zastosowania mają szczególne znaczenie w islamie ; zarówno jako integralna część procesów mycia przed modlitwą wudu i ghusl , jak i kluczowa cecha ogrodów islamskich - cztery fontanny w Rajskim Ogrodzie; islamskie miejsce spoczynku, o którym mowa w Koranie . Ponadto, ponieważ Mezopotamia była miejscem naturalnie dotkniętym suszą, maszyny związane z wodą pełniły znaczącą funkcję; zarówno w sensie boskim, jak i praktycznym.

Mechanizmom fontann poświęcono cały dział Księgi wiedzy o pomysłowych urządzeniach mechanicznych , zatytułowany: „O budowie w basenach fontann zmieniających swój kształt i maszyn do wieczystego fletu”.

„Pawia fontanna” Al-Dżazariego była bardziej wyrafinowanym urządzeniem do mycia rąk, w którym humanoidalne automaty służyły jako słudzy, którzy oferowali mydło i ręczniki . Mark E. Rosheim opisuje to w następujący sposób:

Wyciągnięcie wtyczki z ogona pawia uwalnia wodę z dzioba; gdy brudna woda z miski wypełnia wydrążoną podstawę, pływak unosi się i uruchamia łącznik, który sprawia, że ​​​​sługa pojawia się zza drzwi pod pawiem i oferuje mydło. Gdy zużywa się więcej wody, drugi pływak na wyższym poziomie potyka się i powoduje pojawienie się drugiej figurki służącej – z ręcznikiem!

Fontanna pawia Al-Dżazariego

Basen „pawiej fontanny” tworzył basen do wykonywania wudu i byłby obsługiwany przez służącego, który wyciągnąłby korek i ustawił dziób pawia; umożliwiając mechanizmowi wypuszczanie wody do miski na oczach użytkownika.

Jednakże, podczas gdy obiekty poruszające wodę, takie jak fontanna z pawiami, miały zastosowanie rytualne, sugeruje się, że hydraulika poruszająca wodę była wykorzystywana do profanacji. Ayhan Aytes sugeruje, że:

Wiele urządzeń posiadało również dodatkowe funkcje, które były sprzeczne z boską wszechmocą. Najbardziej bluźnierczym celem kilku jego automatów hydraulicznych i pneumatycznych było jak najszybsze upijanie gości na przyjęciach.

Muzyczny zespół robotów

robotów Al-Dżazariego .

Praca Al-Dżazariego opisywała fontanny i automaty muzyczne, w których przepływ wody zmieniał się z jednego dużego zbiornika do drugiego w odstępach godzinowych lub półgodzinnych. Ta operacja została osiągnięta dzięki jego innowacyjnemu wykorzystaniu hydraulicznego .

Al-Dżazari stworzył automat muzyczny, który był łodzią z czterema automatycznymi muzykami, która pływała po jeziorze, by zabawiać gości na królewskich przyjęciach. Profesor Noel Sharkey argumentował, że jest całkiem prawdopodobne, że był to wczesny automat programowalny i doprowadził do możliwej rekonstrukcji mechanizmu; ma programowalną maszynę perkusyjną z kołkami ( krzywkami ), które uderzają w małe dźwignie obsługujące perkusję. Perkusistę można było zmusić do grania różnych rytmów i różnych schematów perkusyjnych, gdyby kołki były poruszane.

Zegar wodny perkusistów

Zegar wodny perkusistów

Zegar wodny perkusistów, który różni się od muzycznego zespołu robotów tym, że nie ma lalki grającej na flecie, a zamiast tego ma dwóch trębaczy , składa się z siedmiu połączonych drewnem figurek męskich, w tym wspomnianych trębaczy oraz dwóch lalek grających na cymbałach a reszta gra na innych instrumentach perkusyjnych . Mechanizm w tym konkretnym automacie służy jako zegar , wytwarzając co godzinę sygnał muzyczny, ilustrujący Al-Dżazari zdolność do tworzenia wielopłaszczyznowych automatów, które funkcjonowały na poziomie praktycznym i rozrywkowym. Ruch automatu jest inicjowany o świcie przez inną lalkę płci męskiej, która stoi na krawędzi fryzu projektu, przesuwając się w poprzek, aż osiągnie określony punkt, w którym rzeźbiony sokół pochyla się do przodu, upuszczając piłkę z dzioba na talerz. Wszystkie mechaniczne aspekty automatu są następnie napędzane wodą oraz szeregiem tłoków i linek. Co godzinę woda wypływa z głównej cysterny , powodując przewrócenie się kolejnego wiadra napędzającego koło wodne który jest związany z muzykami. Opisuje się, że automat „wykonuje hałaśliwy dźwięk, który słychać z daleka” i może grać kilka różnych melodii. Podobnie jak wiele innych automatów Al-Dżazariego, ten został stworzony do zabawiania gości w pałacu królewskim.

Zegary

Al-Jazari skonstruował różnorodne zegary wodne i zegary świecowe . Obejmowały one przenośny zegar skryby zasilany wodą , który miał metr wysokości i pół metra szerokości, pomyślnie zrekonstruowany w Muzeum Nauki w 1976 roku . i gwiazdy.

Zegary świecowe

zegarów świecowych al-Jazariego .

Według Donalda Hilla al-Dżazari opisał najbardziej wyrafinowane zegary świecowe znane do tej pory. Hill opisał jeden ze świecowych zegarów al-Jazariego w następujący sposób:

Świeca, której szybkość spalania była znana, opierała się o spód nasadki, a jej knot przechodził przez otwór. Wosk zbierał się we wgłębieniu i można go było okresowo usuwać, aby nie przeszkadzał w równomiernym spalaniu. Dno świecy spoczywało w płytkim naczyniu, które miało z boku pierścień połączony za pomocą kół pasowych z przeciwwagą. Gdy świeca się wypaliła, ciężar popychał ją w górę ze stałą prędkością. Automaty były obsługiwane z naczynia na dnie świecy. Nie są znane żadne inne zegary świecowe o takim wyrafinowaniu.

Zegar świecowy Al-Dżazariego zawierał również tarczę do wyświetlania czasu i po raz pierwszy zastosowano mocowanie bagnetowe , mechanizm mocujący nadal używany w czasach nowożytnych.

Słoń zegar

Główny artykuł: Zegar słonia

Zegar słonia opisany przez al-Jazariego w 1206 roku wyróżnia się kilkoma innowacjami. Był to pierwszy zegar, w którym automat reagował po określonych odstępach czasu (w tym przypadku humanoidalny robot uderzający w talerz i ćwierkający mechaniczny robot ptak) oraz pierwszy zegar wodny , który dokładnie rejestrował upływ godzin czasowych, aby dopasować się do nierównomierna długość dni w ciągu roku.

Automatyczny zegar zamkowy al-Jazari, kopia z XIV wieku.

Zegar zamkowy

Dalsze informacje: Wieża zegarowa

Największym zegarem astronomicznym Al-Dżazariego był „zegar zamkowy”, który był złożonym urządzeniem o wysokości około 11 stóp (3,4 m) i pełniącym wiele funkcji oprócz pomiaru czasu. Zawierał wyświetlanie zodiaku oraz orbity słonecznej i księżycowej , a innowacyjną cechą urządzenia był wskaźnik w kształcie półksiężyca, który przemieszczał się po szczycie bramy, poruszany przez ukryty wózek i powodował automatyczne drzwi otwierać, każdy odsłaniając manekin , co godzinę.

Inną cechą urządzenia było pięciu muzyków automatów , którzy automatycznie odtwarzali muzykę, poruszając się za pomocą dźwigni obsługiwanych przez ukryty wałek rozrządu przymocowany do koła wodnego .

Al-Dżazari wynalazł zegary wodne napędzane zarówno wodą, jak i ciężarkami . Obejmowały one z przekładnią i przenośny zegar skrybowy zasilany wodą , który miał metr wysokości i pół metra szerokości. Pisarz ze swoim piórem był synonimem wskazówki godzinowej współczesnego zegara. Słynny zegar skryby Al-Dżazariego zasilany wodą został pomyślnie zrekonstruowany w Science Museum w Londynie w 1976 roku.

Miniaturowe obrazy

Oprócz osiągnięć jako wynalazca i inżynier, al-Jazari był także znakomitym artystą. W Księdze wiedzy o pomysłowych urządzeniach mechanicznych podał instrukcje dotyczące swoich wynalazków i zilustrował je za pomocą miniaturowych obrazów, średniowiecznego stylu sztuki islamu .

Zobacz też

Notatki

Dalsza lektura

Linki zewnętrzne

Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Ismail_al-Jazari&oldid=1141950459 ”