Đa số chúng ta cho rằng máy móc cơ khí chỉ mới xuất hiện trong thời hiện đại, nhưng thực tế không phải vậy. Sự thật là tổ tiên của chúng ta đã sử dụng những máy móc phức tạp kể từ thời kỳ đồ đồng.
Ảnh minh họa cảnh một con tàu Byzantine sử dụng lửa Hy Lạp chống lại một con tàu nổi dậy Thomas the Slav, năm 821. (Ảnh: qua blogspot.com)
Sử dụng những công cụ phát minh như ròng rọc, bánh xe và đòn bẩy, những kỹ sư thời xưa đã xây nên những công trình khổng lồ như các kim tự tháp Giza, Vạn Lý Trường Thành ở Trung Quốc và Vườn treo Babylon. Nhưng có một nền văn hoá đặc biệt đã có sự đóng góp kỹ thuật to lớn cho thế giới, nền văn hóa này gần như đã khởi động một cuộc cách mạng kỹ thuật từ hàng ngàn năm trước kỷ nguyên công nghiệp thời nay.
Những người Hy Lạp-La Mã rất yêu thích kỹ thuật, họ sinh ra từ cái nôi kiến thức và đã phát triển một số trong những phát minh vĩ đại nhất của nhân loại làm vẻ vang thế giới cổ đại. Chẳng hạn như những đường ống dẫn nước lợi dụng trọng lực để hoạt động và hệ thống bơm ly tâm.
Những phát minh từ rất sớm này thôi thúc chúng ta phải xem xét lại năng lực kỹ thuật của mình. Một số trong những phát minh này đã từng được tái phát hiện trong những bản thảo cổ, trong khi số khác được vớt lên dưới đáy đại dương. Những cỗ máy đáng kinh ngạc này đúng là đi trước hàng trăm tới hàng ngàn năm so với thời đại chúng ta đang sống.
1. Chim bồ câu bằng máy của Archytas
Mô hình chim bồ câu bằng máy của Archytas là một trong những thiết bị sử dụng hơi nước đầu tiên trên thế giới. (Ảnh: Ancient Origins)
Trên thực tế, robot đầu tiên trên thế giới được thiết kế và chế tạo bởi nhà khoa học, nhà toán học người Hy Lạp cổ đại có tên Archytas. Trong giai đoạn này, Archytas còn được coi là cha đẻ của ngành kỹ thuật cơ khí với việc thiết kế và chế tạo thành công một con chim bồ câu bằng gỗ sử dụng hơi nước nén để hoạt động và bay. Trước khi hết cạn hơi nước, nó có thể bay khoảng 200-300 m. Sáng chế độc đáo của Archytas đã tình cờ đóng góp cho nền khoa học thiết bị bay và robot đầu tiên trên thế giới.
Con bồ câu mô hình của Archytas được làm bằng gỗ và sử dụng hơi nước nén để hoạt động (năm 428-347 trước Công nguyên). (Ảnh: Alamy)
2. Đầu người bằng đồng
Thiết bị này xuất hiện vào thế kỷ thứ 3 trước Công Nguyên và có quan hệ với thi sỹ La Mã Virgil. Người ta nói rằng chiếc đầu cơ khí này có khả năng diễn thuyết và có thể trò chuyện với người sử dụng nó.
Người ta vẫn chưa tìm ra người phát minh ra chiếc đầu này, nhưng những huyền thoại về nó vẫn xuyên suốt lịch sử trong nhiều năm qua, và có liên hệ với những người thần bí như nhà triết học người Ý Boethius (480-525 TCN) hay tu sĩ Albertus Magnus (1206-1280 TCN).
3. Động cơ hơi nước 2.000 năm tuổi của người Hy Lạp
Heron Alexandrinus được gọi là người hùng xứ Alexandria. Ông là một nhà toán học, kỹ sư người Hy Lạp sống vào khoảng thế kỷ I.
Heron được biết đến như là người đầu tiên phát minh ra động cơ hơi nước. Thiết bị đặc biệt này được ông gọi là Aeolipile (dựa theo tên của Thần gió Aiolos). Aeolipile là cỗ máy bao gồm một quả cầu được đặt ở vị trí có thể xoay quanh trục.
Ảnh minh họa động cơ hơi ngước aeolipile của Heron Alexandrinus. (Ảnh: Research Gate)
Ngoài ra, các vòi phun được thiết kế ở vị trí đối diện nhau để nhận hơi nước từ dưới và 2 vòi phun này sẽ kết hợp nhằm tạo ra một lực đẩy dạng xoắn ở bên trong quả cầu khiến nó có thể tự xoay quanh trục của mình. Điểm thú vị là hơi nước được tạo ra bằng cách đun sôi nồi nước ở bên dưới quả cầu.
Tương truyền, bản mẫu của cỗ máy hơi nước này có thể quay với tốc độ 1.500 vòng/phút, với áp suất rất thấp chỉ khoảng 0,1266 kg/cm2. Theo đó, lực quay sẽ tăng tốc độ của khối cầu cho đến khi lực cản từ không khí đưa nó đến vận tốc quay ổn định.
4. Đại bác
Minh họa và giải thích cơ chế hoạt động của đại bác hơi nước của Archimedes. (Ảnh: New Scientist)
Vào khoảng thế kỷ thứ 3TCN, nhà sáng chế người Hy Lạp – Archimedes đã chế tạo thành công chiếc đại bác hơi nước đầu tiên trong trận chiến chống lại người La Mã.
Thứ vũ khí này bao gồm một ống đồng lớn, một đầu nối với lò nung, một đầu chứa đạn. Một khi chiếc ống đạt tới nhiệt độ đủ cao, một lượng nhỏ nước được phun vào phía sau quả đạn pháo, nhanh chóng bốc hơi và nổ, đẩy quả đạn ra khỏi ống. Quả đạn pháo lúc ấy nặng khoảng 26kg và có tầm bắn khoảng 1.100m.
5. Ngọn lửa Hy Lạp
Một con tàu Byzantine sử dụng lửa Hy Lạp chống lại một con tàu nổi dậy Thomas the Slav, năm 821. (Ảnh minh họa thế kỷ 12 của Skylitzes Madrid)
Vào giai đoạn cuối của Đế chế La Mã, một vũ khí mới và nổi bật đã tham gia chiến trận với những hậu quả tàn khốc. Người Byzantine (Đông La Mã) đã hoàn thiện một vũ khí gây hoả hoạn có thể phóng những chùm lửa rất mạnh thiêu cháy tàu thuyền chỉ trong vài phút. Ngọn lửa thần kỳ này được cho là gần như không thể dập tắt ngay cả khi bị ngâm trong nước. Nó đã mang lại cho Đế quốc Byzantine một lợi thế kỹ thuật và giúp đội quân này đạt được những chiến thắng quân sự chủ chốt. Công thức của nó vẫn là một bí mật quốc gia được bảo vệ nghiêm ngặt và vẫn chưa được khám phá cho đến tận ngày nay.
Nguồn: Scientist/TH