3. kafli – Stjörnuskífan

Ár: 1206
Vísindamaður: Ismail Al-Jazari (1136-1206)
Vísindagrein: Vélaverkfræði
Staður: Artuklu-höllin í Austur-Anatólíu

Í þessum kafla er lagður grunnurinn að tímaflakki unglinganna. Mikilvægt er að gæta þess að nemendur geri greinarmun á hvað sé skáldskapur og hvað séu raunveruleg vísindi. Í kaflanum ferðast Gunnar og Leyla aftur til ársins 1206 þar sem þau hitta fjölfræðinginn Al-Jazari sem vinnur við gerð nýrrar klukku, kastalaklukkunnar. Hann biður unglingana að ferðast um tímann til að safna því sem hann kallar sannindamerki um merkar uppgötvanir. Al-Jazari færir þeim sérstaka stjörnuskífu sem gerir notandanum kleift að ferðast um tíma og rúm. Nánar er fjallað um stjörnuskífur í sjöunda kafla, Undir stjörnuhimni, og því er ekki lögð áhersla á uppfinninguna hér. Þess í stað er vert að skoða hinar ýmsu uppfinningar Al-Jazari.

Vélaverkfræði

Al-Jazari lagði grunn að nokkrum tækjum sem enn eru notuð í margskonar vélum.
Til að mynda fullkomnaði hann kambás eða stjórnás sem er meðal annars vélarhluti.í bifreiðum. Al-Jazari notaði stjórnásinn í sjálfvirknitækjum sínum, vatnslyftitækjum og vatnsklukkum eins og kastalaklukkunni. Stjórnásinn fór þó ekki að sjást í evrópskri vélafræði fyrr en á 15. öld.

Einnig fann hann upp sveifarás sem hann notaði fyrir vatnsaflsvélarnar, en í dag er ásinn afar mikilvægur hluti í margskonar vélum, til dæmis í gufuvélum, sprengivélum og sjálfvirkum stjórntækjum.

Vatnskerfi

Al-Jazari hannaði fyrstu þekktu vatnspumpuna og hann bjó til vatnsdælu (e. water raising machine) sem var knúin með vatnsorku í stað mannafls. Kínverjar höfðu þó áður notað svipaða tækni. Vatnsdælur eins og hann lýsti í ritum sínum hafa verið notaðar til að sækja vatn í Damaskus síðan á 13. öld og voru í daglegri notkun um allan íslamska heiminn á síðmiðöldum. Hann hannaði vatnsveitu sem var knúin af gírum og vatnskrafti, hún var svo smíðuð í Damaskus á 13. öld til að koma vatni í moskur og á spítalann. Veitan sótti vatn úr á með skófluhjóli og vélakerfi sem flutti vatnið upp í vatnsleiðslur sem lágu að byggingunum.

Sjálfvirknivélar

Al-Jazari bjó til fjölda mannlegra sjálfvirknivéla (automata), til dæmis:

Þjónustustúlka sem bar fram vatn, te eða drykki. Drykkurinn var geymdur í stórum tanki með frárennsli, drykkurinn dropaði í fötu og eftir sjö mínútur rann hann þaðan yfir í bolla. Þá birtist þjónustustúlkan í gegnum sjálfvirka hurð og bar fram drykkinn í bollanum.

Handþvotta sjálfvirknivél (automaton) með kerfi til að sturta niður vatni eins og notað er í nútímaklósettum. Kerfið var í formi sjálfvirknivélar sem stóð við vask fullan af vatni. Þegar notandinn togaði í handfang sturtaðist vatnið niður og sjálfvirknivélin fyllti vaskinn með vatni á ný.

Páfugls-gosbrunnurinn var enn þróaðara fyrirbæri þar sem sjálfvirknivélin bauð notendum sápu og handklæði.

Bátur með fjórum sjálfvirknitónlistarmönnum. Báturinn var látinn fljóta á vatni til að skemmta gestum í konunglegum veislum. Hann var forritanlegur, því hægt var að láta vélina spila mismunandi takta með því að færa til pinna.

Klukkur

Al-Jazari fann upp nokkrar klukkur sem stýrt var bæði með vatni og þyngd. Þekktustu klukkurnar eru fílaklukkan (sjá nánar í 2. kafla) og kastalaklukkan (sjá nánar í 14. kafla)

Kveikjur – Myndbönd

1001 Inventions – Al Jazari (3:02)
Myndband frá 1001 Inventions þar sem Al-Jazari segir frá sjálfum sér.

How to Build an Ancient Robot (2:04)
Myndband sem sýnir endurgerð af handþvottasjálfvirknivélinni.

Ítarefni

Professor Al-Hassani showing some Al Jazari devices (8:09)
Myndband þar sem fjallað er um nokkrar af uppfinningum Al-Jazari.

Islamic Water Engineering Al Jazari Muslim invention (6:11)
Myndband þar sem fjallað er um nokkrar vatnsvélar múslima.

Science in a Golden Age – Pioneers of Engineering: Al-Jazari and the Banu Musa (25:09)
Þáttur frá sjónvarpsstöðinni Al Jazeera um uppfinningar Al-Jazari og Banu Musa.

Umræðupunktar

• Hvað segja vísindin um tímaflakk? Haldið þið að tímaferðalög séu raunhæf?

Verkefnahugmyndir

Upplýsingaöflun

Nemendur afla sér upplýsinga um hvað hugtökin stafrænt og flaumrænt merkja og hvernig þessi hugtök tengjast forritun.

Vatnsmylla
Nemendur búa til vatnsmylluhjól. Hér eru tvær fyrirmyndir: