Ingpen, Robert et al.: Találmányok enciklopédiája. Az emberiség történetének legjelentősebb találmányai és felfedezései (Budapest, 1996)
A természet ereje
TERMÉSZETES ERRŐFORRÁSOK Az ember a természet erőinek munkára fogásával megnövelte termelékenységét, s közben önmagát és állatait is felszabadította Legtávolabbi őseink számára a fizikai munkavégzéshez szükséges erőt csak saját izmaik szolgáltathatták. Ha valaki egy ház vagy templom építéséhez egy nagy követ akart elszállítani, azt kénytelen volt maga elvonszolni - esetleg igénybe vehette szomszédai vagy egy szán segítségét is. Ha a kenyérsütéshez gabonát kellett őrölni, ahhoz csak az egyszerű kézimalmot és karjai erejét használhatta. A helyzet az ókori civilizációkban - Egyiptomban, a görögöknél vagy Rómában- sem sokat változott. Itt a nagy7 építkezéseken és közmunkáknál úgy növelték meg a rendelkezésre álló erőt, hogy sok munkást alkalmaztak - rendszerint rabszolgákat. Néha elég is volt a munkások számának a megtöbbszörözése. Máskor az ókori világ műszaki találékonysága szülte szerkezeteket egyesítették a rabszolgák izmaival, hogy nagy7 teljesítményű gépeket kapjanak. Jó példa volt erre a taposómalom: egy7 nyitott kerék, amelyet a belsejében folyamatosan lépkedő rabszolgák forgattak. Ezzel a kerékkel aztán más gépeket hajthattak meg, például a gabona őrlésére alkalmas malomköveket, vagy az új épületek falainak tetejére nehéz köveket emelő kezdetleges darukat. A korai civilizációk többségében semmi szükség nem volt arra, hogy7 az emberi erőt bármi más forrásból kiegészítsék. Bőségesen elegendő - gyakran rabszolgákból álló- munkaerő állt rendelkezésükre, amely et a meghódított vagy behódolt területekről, illetve saját birodalmukból gyűjtöttek össze. Ha néha ideiglenesen leapadt a munkaerő nagy sága, használhattak helyettük állatokat. Az állatokat azonban nem lehetett annyi célra használni, mint az embert. A földművesek nagyon hamar megtanulták, hogyan hajthatják igába és dolgoztathatják az ökröket földjeiken. Bármilyen hasznosak voltak is azonban ezek a lomha állatok az öntözőberendezések működtetésénél, a taposómalmokban és a műhelyekben semmit nem lehetett velük kezdeni. Helyettük meg lehetett volna próbálkozni a lovakkal vagy szamarakkal, csakhogy az ökrök hámját nem nagyon lehetett átalakítani kisebb állatokra - ha egy ló túlságosan 102 nekifeszült, akár meg is fojthatta magát. Amikor tehát lovakat fogtak be, azok tényleges erejüknek csak egy töredékét hasznosíthatták, így viszont semmivel nem voltak hatékonyabbak az embereknél. A végeredmény az volt, hogy az ókori világ fő mozgatóereje az emberi izom maradt. Csak jóval később vezették be a hatékony hámokat, kengyeleket és patkókat, amelyek révén a ló válhatott a középkor legelterjedtebb igásállatává - s a világ egyes részein mind a mai napig az is maradt. A vízimalom megjelenése A Kr.e. I. században jelent meg az az eszköz, amely idővel megváltoztatta a helyzetet. Valakinek eszébe jutott, hogy a víz Járgányos vízikerék A járgányos vízikerék az egyik legősibb ilyen szerkezet. Kerületén a lapátok mellett korsókat is elhelyeztek, és arra használták, hogy vizet emeljenek egyik szintről a másikra. Valószínűleg a Római Birodalom terjeszkedése előtt használták a Földközi-tenger környékén. erejét is hasznosítani lehetne. Az első erre vonatkozó utalások a Római Birodalomból származnak. A vízikerekekről először thesszalonikai Antipater egy Kr.e. I. századi versében és Sztrabón (Kr.e. 64 körül - Kr.u. 21) görög földrajztudós írásaiban esik szó. Az első változat valószínűleg egy egyszerű, fából készült függőleges tengely volt, amelynek alsó végére lapátokat erősítettek. A tengely felső része áthaladt az alsó malomkövön, s a felső kő közepébe rögzítették. A tengely alsó végét egyszerűen egy folyó vizébe eresztették úgy, hogy a víz áramlása megforgassa a lapátokat: ekkor a felső malomkő is ugy anezzel a sebességgel forgott. A vízimalomnak ezt a legkezdetlegesebb változatát ma görög malomnak is nevezik. A görög malom működött ugyan, ám nem volt valami hatékony szerkezet. Csak folyó mellett használhatták - mégpedig lehetőleg sebes vizű folyó mellett, hiszen a tengely és a malomkő egy forma sebességgel forgott. Ráadásul állandó áramlásra volt szükség, s ha a vízszint valamiért leapadt, a malomkő is megállt. A szerkezet elterjedt ugyan egyes vidékeken, de a Római Birodalom kezdeti, virágzó éveiben, amikor az uralkodó osztályoknak rengeteg rabszolga állt rendelkezésükre, használatára nem volt különösebben szükség. A vízimalom fejlődése Ez a tény azonban nem akadályozta meg a római mérnököket abban, hogy továbbfejlesszék a kezdetleges szerkezetet. Ez a szintén a Kr.e. I. században élt római építész és hadmérnök, Vitruvius nevéhez fűződik. ő jött rá, hogy7 az ókori világ mechanikai ismereteinek alkalmazásával a vízikerék sokkal hatékonyabbá tehető. így aztán az addigihoz képest derékszögben elforgatta a kereket, és fogaskerekek segítségével kapcsolta össze a malomkövekkel. Ezzel egycsapásra megnőtt a szerkezet hatásfoka, mivel a fogaskerekek áttételezésének köszönhetően a malomkő akár ötször gyorsabban is foroghatott, mint a vízikerék (az is igaz viszont, hogy a forgatóerő hasonló mértékben csökkent).
