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一章 人民をおどろかす神殿のからくり 《自動機械》
1 機械は人間のお手伝いさん top
最近、私たちの周りにはこれまで人間がやってきたことを、機械がかわってやってくれる自動機械が大変多くなった。
乗り降りのはげしい駅にいくと｀切符売りの駅員のほかに、切符売りの機械が立っている。
その機械のあなに十円玉をいれると、十円区間の切符が出てくる仕組だ。
同じようにして、ジュースや、チューインガムや、タバコなどを売っている機械もある。
ジューク・ボックスといって、お金を入れてボタンをおすと、すきな音楽をきかせてくれる機械もある。
そればかりではない。ドアの前に立つと、「開けゴマ」などといわなくても、自動的にドアがひらく、魔法の扉というのや、エレベーターの前に立つと、エレベーター・ガールもいないのに、一人でにエレベーターが降りてきて運んでくれるのもある。
そう言えばタクシーのメーターというのも、走った距離を一人でにはかって、その料金を示してくれる自動機械ともいえるだろう。
月の裏側の写真をとってきた人工衛星は、飛行士とカメラマンのかわりをしているわけである。
こういう機械が、私たちの目の前にたくさん現れるようになったのは、つい最近のことだ。
2 大昔の自動距離測定装置 top
ヘロンの発明のうち、特にこんにちの考えかたとよくむすびついているのは、ホドメーターといわれる距離を自動的にはかる装置と、自動聖水装置とよばれる、こんにちのジュースの自動販売機にあたるものである。
ホドメーターは、車の回転で走った距離を簡単にはかれるようになっていて、測量のためのなわやくさりはいらない。
ただ、車にのっているか、この装置をひっぱってゆけばよいのである。
陸ばかりでなく、水かき車をつけれは、海上で船のすすんだ距離でもはかることができる。
機械は右図のようになっている。
車が一回転すると、箱の下の面に取付けてある八つの歯をもつ歯車“イ”が、車に取付けてあるピンによって、一歯だけすすむ。 歯車“イ”の軸の途中にウォーム“ロ”がつけられており、これには垂直の歯車のが噛み合っている。
この歯車“ハ”の軸にも、ウォーム“ニ”がついていて、これが歯車“ホ”と噛み合うというようになっている。
ウォームが一回転するごとに歯車は一つだけ動く。そこで、いま歯車“ハ”“ホ”……が三十の歯をもつとすると、車が八回転して歯車“イ”が一回転、歯車“イ”が三十回転して歯車“ハ”が一回転、歯車“ハ”が三十回転して歯車“ホ”が一回転というようになる。
したがって、“ハ”が一回転じたとき、車は二百四十回転（8×30＝240）、“ホ”が一回転したとき、車は七千二百回転（8×30×30=7200）したことになる。
Ａ、Ｂ、Ｃは、歯車の回転数を読みとるために、歯車の軸を外にだし、指針をつけたもので、目盛られた円の中を時計のように回転する。車が二百四十回転したときに、Ａが一目盛すすむわけである。 |
ヘロンのホドメーター
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歯車とウォームの組みあわせを多くすれは、何万回転でもはかることができるから、車のまわりの長ささえ初めにはかっておけば、距離は（車の回転数）×（車が一回転したとき進む距離）ではっきりわかってくる。
3 神さまのお水を売る自動機械の仕組
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このホドメークーは、こんにち使われている自動車、ガス、電気のメーターなどと、原理的には、全く同じである。
つぎに自動聖水装置（右図）の仕組を説明しよう。
これは神殿の前においておき、お詣りする人が銅貨をいれると、抻さまのありがたい水が（もちろん坊さんが初めに入れておいた水である）、一定量だけ流れ出る仕掛である。
ヘロンは、約二十グラムの重さの銅貨を使うようにしておいた。
これより重けれはもちろん水は出るが、軽かったときは銅貨は皿の上にのったままで、もう一度いれなければ出てこないわけである。
図の“ロ”“ハ”はテコで、一方の端“ロ”は小皿になっている。
そして他の端“ハ”は、水の出口の栓“ニ”とつながっていて、いつもは水平になっている。
そこで、さい銭の入れ口“イ”から銅貨をいれると、銅貨は小皿のの上におちて“ロ”を下におしつけながらすべり落ちる。
すると“ロ”がさがって“ハ”はあがり、水の出口の栓も上って、水は“ニ”をとおって、“ホ”からながれる。
ところが、銅貨がおちてしまうと、はかりは元にもどるから、“ハ”は下がって“ニ”を閉じ、水は流れなくなる。
時々、さい銭箱をあげて銅貨をとりだし、また水をいっぱいにしておけばよい。
この装置は、エジプトの坊さんが考えて、アレクサンドリアの技術者につくらせたと、ヘロンは言っている。
この装置の「重さ」のかわりに「大きさ」を、また、はかりのかわりに電気を使うというところが、こんにちの自動販売機は違っているだけである。
ヘロンの自動装置は、これだけではない。
長い年月を生きながらえた彼の本の中にだけでも、このような自動装置は、まだまだたくさん出ている。
今から千七百年もの大昔に、こんなにも奇妙な自動機械が、たくさん作られていたということは、何とすばらしいことだろうか。 |
ヘロンの自動聖水装置
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彼の自動機械は、ただの思いつきでできたものではない。
これらの機械を考えるには、気体や液体の圧力や、それらと熱との関係など、たくさんの科学的な実験をもとにした、正しい理論をもとにしなければならないのである。
彼は、気体というのは真空の中で、無数のつぶが動き回っているものだということを、初めてはっきりと言い表わしたすぐれた科学者でもある。
4 王侯や貴族だけに奉仕した科学 top
それでは、ヘロンの自動装置は人間の手間をはぶくのに、どれだけ実際に役立っただろうか。
残念ながらヘロンの自動装置は 今の自動機械がやってるように、人間の手間をはぶくために使われたことは少しもなかった。
「もっと研究をすすめ、大がかりなものにして、人間の無駄な手間をはぶく方法として利用したら、どうですか。」
私たちがこうヘロンにきいたとすれは、ヘロンは、きっとつぎのように答えただろう。
「実際に利用する？ そんなことは考えたこともないよ。奴隷が何もかもやってくれるじゃないか。
奴隷の働きだけで、万事うまくいっている世の中なのに、わざわざ機械を作ったりする必要はないさ。」と。
ヘロンをはじめアレクサンドリア時代の科学者たちは、実験や観察を重んじ、それをもとにして科学をうちたてたのであるが、科学を、産業そのほか、実際に役立てようとはしなかったのである。
その一番の理由は、その頃の社会が、奴隷と奴隷をこき使う人間とからなりたっていたからである。
この時代には、奴隷は“ものをいう動物”“生きている機械”であった。
たくさんのもうけをあげたいのなら、奴隷をたくさん集めて、こき使えばよいので、何も新しい機械など使って、奴隷の仕事を楽にしてやる必要はないと考えられていたのである。
（ヘロンは、気力球を作って、蒸気タービンの原理を知っていたのに、彼は、これで何か役にたつものを動かそうなどとは、全く考えていない。）
しかも、この時代の科学の研究をたすけていたのは、王や貴族であった。
だから、科学者は、めずらしいことを発見したり、おもしろい装置を組立てて、王侯貴族をたのしませたり、科学を利用して、王や貴族の力を強くすることをもとめられていた。
王と貴族の力を強めるためには、科学の力で産業を発達さぜればよいようにも思えるが、奴隷制の時代には、そんなことはどうでもよいことだった。
それよりも、奴隷が王や貴族に反抗しないで、よく働くようにすることのほうが大事なのだ。
人々が王侯貴族のいうことをよくきくようにするためには、宗教の力をかりるのが、一番である。
神さまのありがたさや、おそろしさを知らせ、王侯貴族は、神さまのかわりになって、人民を治めているのだと教えれは、不満も少なくなるからだ。
そこで、神さまのすばらしさを示すような装置を工夫することは、この時代の科学者の大事な仕事だった。
神殿で火をたくさんたくと、自然に扉がひらいたり、おさい銭をいれると、ありがたい神さまの水が、自然に流れてくるとしうことになれは、みんなはおどろいて、神さまの力を怖れるようになるからだ。
手品なども、もとをただせは、インドでお坊さんが、信者に神さまの力の不思議さをしめすために、研究されたのが始りだった、といわれているが、ヘロンなどの研究も、そういうことに役立ったのである。
しかし、たくさんの人々の生活に根をおろしていない科学は、弱いものだ。せっかく、すばらしく栄えたアレクサンドリアの科学も、王などの勢力か弱くなるにしたがって、まもなくおとろえてしまった。
5 科学の受難 top
もっとも、ヘロンは、おもちゃや手品のような装置の研究だけを、やったわけではない。
ヘロンの書いたものの中には、こんにちの天体観測や三角測量で使っている経緯儀という機械のもととなった、「ディオプトラ（照準器）とか、田畑の測量、トンネルをほる方法、鉱山をほるときの方角をきめる方法などもあり、ヘロンの本は、ローマ時代には、多くの技術者たちの参考書となり、有名なローマの大水道の建設にも利用された。
また、ヘロンは滑車をたくさん使って、重いものをあげる方法なども研究したが、これもさかんに使われた。
しかし、ローマ人は、実際の応用という点だけをとりあげ、学問としての科学には、あまり興味を示さなかった。
しかも、ローマ人は、科学のすすんだ国アレクサンドリアなどを征服して、その科学者を奴隷の地位で働かせることができた。
そのために、新しい科学は奴隷にまかせて、ローマ人は科学をバカにするようになった。
それから、さらにローマ帝国がほろび、長い科学の暗黒時代が始った。
この時代のことを歴史のうえでは、中世といっているが、この中世の人たちは、それよりまえの古代のギリシア人よりも、はるかに科学の知識がなくなってしまっていた。
ギリシア人の書いた正確な科学の本も、読まれずにやきすてられたこともしばしばだった。
ヘロンの書いた本もこの当時、ほとんどなくなってしまった。
6 息をふきかえした科学 top
しかしその中世にも、産業が発達して新しい文化がもとめられてくると、科学も陽の目をみる時代がやってきた。
十三、四世紀のヨーロッパに現れた学者たちは、アテナイ時代の学者たもの書いた本を読んで、その理論を自分たちのキリスト教の教えと、うまくむすびつけることを考え始めた。
そして、十五、六世紀になると、今度は、アレクサンドリア時代の学者たもの書いた本に、注目する人々も現れ始めた。
そして、その中から、ただのりくつでなく実験をもとにした理論−科学を自分たちの手でうちたてなければならない、と考える人々も現れてきた。
その代表が、ガリレオ・ガリレイである。
ヘロンなどの実験的研究は、けっしてむだではなかった。
それは、新しく科学をもりたてるための大きな力となったのである。
そして、ヘロンの工夫した装置も、わたしたもの生活に、直接に役だつ時代もやってきた。
たとえは、十六世紀の初め、ヘロンの「気力球」に興味をもったイタリアのポルクは、蒸気の力で水を高いところに上げる実験を始めたし、同じくイタリア人のブランカは、噴き出した蒸気を羽根にあてて回転させ、多くの歯車を使って臼（うす）をまわさせるという、タービンのもとになる装置を作ろうとした。
やがてこれらの研究がもとになって、実用的な蒸気機関が発明され、人間の労力を節約する機械が次々と発明されるようになったのである。
7 ポンプとオルガンの発明 《特別よみもの》
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ポンプとオルガン。これはおかしなとりあわせだが、この二つの機械は両方とも、クテシビオスによって発見された。
クテシビオスはヘロンとならんで古代アレクサンドリアの大機械学者で、紀元前三世紀の人である。
ポンプとオルガンは、全くちがうもののように思えるかもしれないが、実はこの二つは大変似たところがある。
押上げポンプも水カオルガンも、水の圧力と圧縮された空気の圧力を利用した仕掛だからである。
今から二千二百年も大昔から、エジプトのアレクサンドリア市の人々は、水や空気の圧力をたくみに利用する押上げポンプや水力オルガンを使っていたなどというと、嘘のようにきこえるが、これは本当の話である。
その証拠に大昔の遺跡からは、昔の本に書かれているのと同じような押上げポンプがたくさん発見されている。
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