Antik Çağ’da Roma İmparatorluğu hakimiyetindeki İskenderiye’de yaşayan ve döneminin en önemli bilim adamlarından biri kabul edilen Heron’un en önemli buluşlarından bazıları; otomatik açılan kapı, su otomatı, havayla çalışan org ve buhar motoruydu. Buhar gücüyle çalışan Aeolipile adında bir cihaz da icat eden Heron, karada rüzgar enerjisinden yararlanmanın en erken örneğini teşkil eden yel değirmeninin mucidi olarak gösteriliyor.

Heron’a ait eserlerden Mechanica, Pnömatika ve Metrica olmak üzere sadece üçü günümüze ulaştı. Söz konusu çalışmalarda hava, su ve buhardan yararlanma (pneumatika) yolları, bazı otomatların (automata) ve manivela, makara, vinç, üzüm presi gibi aletlerin (mekhanika) yapımı anlatılıyor. Mechanica; üç kitaptan oluşan ve genel olarak mimarlara veya inşaat işlerine yararlı olmak amacıyla yazıldı. Heron, Mechanica’nın birinci kitabında hareket, statik ve denge konularını işledi. İkinci kitapta, ağır cisimlerin kaldırılmasını sağlayacak mekanizmalar önerdi ve düzlemsel cisimlerin ağırlık merkezlerinin hesaplanmasına yönelik çalışmalar yaptı. Üçüncü kitaptaysa vinç diyebileceğimiz makinelerin işleyişini anlatarak ağır cisimlerin kaldırılmasından sonra nasıl taşınabilecekleri konusunu ele aldı.

Pnömatika’da sıvı basıncıyla ilgili kısmen doğru, yer yer tamamen yanlış teoriler içeren birinci bölümün ardından, oyuncak olmaktan öte bir amaçla kullanılmadıkları tahmin edilen birçok mekanik aletin tasviri yer alıyor. Üç kitaptan oluşan Metrica’nın, birinci bölümü oldukça önemlidir. Bu kitapta Heron, değişik geometrik cisimlerin alanlarının bulunmasıyla ilgili formüller verir. Heron’un bir düzgün çokgenin alanını, kenar uzunluğunun karesinin belli bir sabitle çarpımı olarak göstermesi çabası ve kullandığı karekök algoritmasının bir benzerinin Babilliler tarafından 2000 yıl kadar önceden biliniyor olması, onun Babil etkisinde kalmış olduğunun ve diğer Antik Yunan matematikçilerinden ayrılığını gösteriyor. Babilliler de düzgün bir çokgenin alanını bulmak için aynı fikri kullanmış olmalarına rağmen onların kullandığı katsayılar Heron’unkilerden farklıdır.

METAL PARAYLA ÇALIŞAN SU OTOMATI

Heron’un otomatlar konusundaki ilk çalışması sihirli sürahidir. Buna göre sürahinin sapında bir delik vardır ve sürahideki suyu boşaltmaya çalışan kişi, eğer bu deliği parmağıyla kapatırsa su akmaz, açarsa tekrar akar. Düzeneğin esasını hava ve boşluk hakkındaki bilgiler oluşturur. Heron Pneumatica adlı kitabında çok sayıda benzer düzenek tarif eder.

Heron; hava, hava basıncı ve boşluk konusunda yaptığı çalışmalarla Aeolipile adı verilen ilk buhar türbinini de icat etti. Son derece basit hazırlanmış düzenek, içi su dolu bir hazne ve üzerinde iki delik bulunan metal bir küreden oluşur. Metal küre su haznesinin üzerine iki boruyla sabitlenir. Haznenin altında ateş yakıldığında, bir süre sonra kaynayıp buharlaşan su iki boru aracılığıyla metal küreye dolar. Küreye dolan buhar, üzerindeki iki köşeli borudan basınçlı bir şekilde dışarıya çıkar ve bu esnada oluşturduğu kuvvetin etkisiyle küre kendi etrafında döner. Buhar arttıkça gittikçe daha hızlı dönen metal küre, etrafa basınçlı su buharı püskürtmeye başlar ve basıncın etkisiyle aynı zamanda kuvvetli bir ıslık sesi de çıkarır. Metal kürenin dönme hızı ateşin gücüne bağlıdır. Ateş ne denli güçlü olursa, su da o kadar hızlı buharlaşacak, kürenin dönüşü de o kadar hızlı olacaktır. Metal kürenin ses çıkararak dönmesi insanları heyecanlandırdığından, o gün için harika bir oyuncak olarak görülen bu basit araç, aslında bilimsel bir ilkenin; Isaac Newton’un “Her etki kendine eşit ve zıt bir karşı etki yaratır” şeklinde ifade edilen üçüncü hareket yasasının uygulanışı olması bakımından dikkat çekicidir. Buhar türbinin temelini oluşturacak bir düşüncenin ürünü olan bu aracı da Heron gösteri amacıyla kullandı. Heron’un hava basıncı, boşluk ve denge ilkelerinden yararlanarak yaptığı çeşitli araçlardan bir diğeri, tapınak kapılarının otomatik olarak açılıp kapanmasını sağlayan düzenek oldu. O dönemde her tapınağın yanında bir sunak taşı bulunuyordu. Heron’un yaptığı düzenek sayesinde, bu sunak taşının üzerinde bir ateş yakılınca tapınağın kapısı kendiliğinden açılıyor, ateş sönünce de kapanıyordu. Heron’un en ilginç buluşlarından biri de su otomatı oldu. Otomatlar tapınaklarda oldukça yaygın biçimde kutsal su almak için kullanıldı. Bu sisteme göre, para bölmesine bir sikke atıldıktan sonra musluğun altında bir fincan yerleştiriliyor ve makine fincana suyu ölçülü ve düzenli miktarda boşaltıyordu. Para makineye girdiği zaman, bir kolu bağlı bir tava üzerine düşüyor, kol da su akışı sağlayan bir vanayı açıyordu. Tava üzerinde bulunan paranın ağırlığı suya karşı ağırlık oluşturuyor ve ağırlık eşitlenene kadar vana açık kalıyordu. Ağırlık eşitlendiğindeyse su akışı duruyordu. Makinenin yapımı Heron için mühendislik açısından basit bir iş olsa da tapınak müdavimleri için tanrıların bir mucizesi olarak değerlendirildi. Ticari amaçlı ilk otomatlar Heron’dan çok sonra 19. yüzyılda kullanılmaya başladı.

TİYATRODA SAHNESİNDE KULLANILAN ÖZEL EFEKTLERİ İCAT ETTİ

Heron tapınaklarda kullanılanların yanı sıra ordu ve tiyatro için de bazı makineler geliştirdi. Heron’un yaptığı kendiliğinden hareket eden platformlar, tanrı Hephaistos’un İlyada’da anlatılan hareketli masalarını andırıyordu. Tiyatrodaki bazı platformları hareket ettirmek için kullanılan bu aygıt; aşağı salınan bir ağırlığın, halat ve makaralar aracılığıyla tekerlekleri döndürmesi ilkesine dayanıyordu. Bir silindirik mekan içine yerleştirilen ağırlığın altındaki depoya hububat dolduruluyor ve altta bulunan bir musluğun açılmasıyla hububat aşağıdaki bir hazneye boşalıyordu. Bu sayede üstteki ağırlık aşağı doğru inerek platforma bağlı tekerleklerin dönmesini sağlıyordu. Heron daha sonraları hareket eden platform aygıtının üzerine başka bazı düzenekler de ekleyerek, seyircilerin önüne kendiliğinden gelen minyatür, tekerlekli tiyatro sahneleri de yaptı. Bu tiyatroların kapıları kendiliğinden açılıp kapanıyor, sahnedeki bazı objeler hareket ediyor ve gösteri bittiğinde sahne kendiliğinden geri gidiyordu. Artık, platformu hareket ettiren makinede hububat yerine kum kullanılıyor, böylece hareketin daha yavaş ve daha uzun süreli olmasını sağlanıyordu. Heron’un bir diğer icadı da, gök gürlemesi efekti veren makineydi. Boru şeklindeki bu mekanizmada, yukarıdan aşağı doğru yuvarlanan bronz küreler kademeler halinde sıralanmış metal çıkıntılara çarpıyor ve sonuçta dibe yerleştirilen ince metalin üzerine düşüyordu. Ve bu sayede de önce gök gürlemesi, daha sonra da yıldırım sesi efekti oluşuyordu.