Al-Dżazari. Kim był inżynier, który wyprzedził Leonarda da Vinci

Badīʿ az-Zaman Abu l-ʿIzz ibn Ismāʿīl ibn ar-Razāz al-Dżazari przyszedł na świat w 1136 roku w Górnej Mezopotamii, na terenach dzisiejszej Turcji. Jego dokładne miejsce urodzenia pozostaje zagadką, choć historycy spekulują, że mogła to być Dżazirat ibn Umar, od której wywodzi się jego przydomek. Równie mgliście rysuje się jego pochodzenie etniczne, które różni badacze przypisują Arabom, Kurdom lub Persom.

Al-Dżazari kontynuował rodzinną tradycję inżynierską, służąc jako główny konstruktor na dworze Artuqidów w Mardinie. Dynastia ta rządziła Górną Mezopotamią jako wasale najpierw Zengidów z Mosulu, a później słynnego Saladyna. To właśnie na tym dworze, otoczony mecenasem władców i dostępem do zasobów, mógł rozwijać swoje niezwykłe projekty przez dziesięciolecia.

Niemal wszystko, co wiemy o jego życiu, pochodzi z jedynego źródła, które sam pozostawił. W 1206 roku, po latach eksperymentów i konstrukcji, spisał swoje dokonania w dziele, które miało przetrwać wieki. Jak wielokrotnie podkreślał na jego kartach, opisywał wyłącznie urządzenia, które osobiście zbudował i przetestował.

Kitab fi ma’rifat al-hiyal al-handasiyya, czyli Księga wiedzy o przemyślnych urządzeniach mechanicznych, to traktat składający się z sześciu rozdziałów i zawierający około pięćdziesięciu szczegółowych projektów. Każdy z nich opatrzony jest precyzyjnymi instrukcjami konstrukcyjnymi, rozłożonymi na 174 szkicach. Współcześni badacze porównują styl tego dzieła do nowoczesnych poradników typu zrób to sam.

Al-Dżazari nie działał w próżni, lecz świadomie budował na dorobku poprzedników. Czerpał inspirację z prac starożytnego Herona z Aleksandrii, braci Banū Mūsā, którzy w IX wieku opisali urządzenia hydrauliczne, oraz al-Saghaniego, twórcy zegarów świecowych. Jednak w przeciwieństwie do teoretyków był przede wszystkim praktykiem, który swoje maszyny składał metodą prób i błędów, a nie abstrakcyjnych obliczeń.

Kopie jego traktatu zachowały się w wielu egzemplarzach, co świadczy o niezwykłej popularności dzieła w średniowiecznym świecie islamu. Do dziś można je oglądać między innymi w bibliotekach Stambułu, gdzie przyciągają badaczy z całego świata. Współcześni naukowcy na podstawie tych opisów z powodzeniem odtwarzają działające repliki jego wynalazków.

Najbardziej ikonicznym dziełem al-Dżazariego jest monumentalny Zegar Słonia, sześciometrowa konstrukcja odmierzająca czas w sposób, który zachwycał widzów teatralnym spektaklem. Cały geniusz urządzenia tkwił w sprytnym wykorzystaniu prostych praw fizyki, przede wszystkim właściwości wody i grawitacji.

Serce mechanizmu ukryte było w brzuchu słonia, gdzie znajdował się pojemnik z wodą. Po jej powierzchni pływała dziurawa misa połączona sznurkiem z figurką skryby siedzącego na grzbiecie zwierzęcia. W miarę jak misa powoli tonęła, wprawiała w ruch człowieka wskazującego upływające minuty. System ten zapewniał płynne i precyzyjne odmierzanie czasu.

Co pół godziny mechanizm uwalniał małą kulkę, która spadała do paszczy smoka umieszczonego nad jeźdźcem. Smok obniżał się, uruchamiając tarczę godzinową i tworząc efektowny wizualny sygnał. Gdy kulka wylatywała z paszczy, poruszała kolejną figurkę i cały misterny proces zaczynał się od nowa. Zegar łączył funkcjonalność z rozrywką, czyniąc odmierzanie czasu spektaklem godnym królewskiego dworu.

Jeszcze bardziej złożoną konstrukcją był Zegar Zamkowy, którego współczesną rekonstrukcję można podziwiać w Dubaju. Historycy techniki uznają go za jeden z pierwszych na świecie programowalnych mechanizmów, prekursora koncepcji, które doprowadziły do powstania komputerów.

Na szczycie zegara obracało się koło podzielone na dwanaście znaków zodiaku, a wyrzeźbiony księżyc przesuwał się wokół przedniej ściany, otwierając kolejne drzwiczki oznaczające godziny. Co pół godziny ptaki umieszczone po bokach konstrukcji wypuszczały kule do waz, sygnalizując upływ czasu. Co godzinę orkiestra pięciu mechanicznych muzyków rozpoczynała koncert na instrumentach.

Całością sterował pomysłowy system hydrauliczny. Woda w podłużnej rurze spływała pod wpływem grawitacji, ciągnąc za sobą pływak połączony linkami z tarczą zodiakalną i wózkiem niosącym księżyc. Zbiornik na dole napędzał koło wodne, którego wał wprowadzał w ruch muzyków. Co najbardziej zdumiewające, mechanizm można było programować w zależności od długości dnia w danej porze roku, co czyniło go narzędziem zadziwiająco precyzyjnym.

Al-Dżazari nie poprzestał na zegarach. Stworzył programowalną maszynę perkusyjną w kształcie łodzi pływającej po wodzie, która wygrywała melodie przed zafascynowanymi słuchaczami na arabskich dworach. Ciecz zasysana pompą ciśnieniową napędzała drewniany bęben, który za pomocą krzywek uderzających o dźwignie wprowadzał w ruch czterech mechanicznych muzyków. Historycy uznają tę konstrukcję za pierwszy udokumentowany przykład robotyki humanoidalnej.

Jednak najbardziej rewolucyjnym wynalazkiem al-Dżazariego był wał korbowy zastosowany w jego dwucylindrowej pompie. Mechanizm ten przekształcał ciągły ruch obrotowy w liniowy ruch posuwisto-zwrotny, dokładnie tak jak w nowoczesnych silnikach spalinowych czy parowych. Koło wprawiało w ruch kilka czopów korbowych, które poruszały się tam i z powrotem po linii prostej, podczas gdy samo koło obracało się jednostajnie.

Lista jego wynalazków obejmuje również zamek szyfrowy, maszynę do nawadniania pól, automatycznie otwierane drzwi oraz urządzenie serwujące napoje. Większość tych konstrukcji wykorzystywała zasadę przepływu wody lub przeciwwagi ciężarków. Współcześni inżynierowie wciąż zachwycają się elegancją tych rozwiązań, które bez elektryczności czy elektroniki osiągały efekty godne znacznie późniejszych epok.

Al-Dżazari zmarł w 1206 roku, w tym samym roku, w którym ukończył swoją księgę. Pozostawił po sobie dziedzictwo, które wpływało na rozwój techniki przez stulecia, choć długo pozostawało nieznane światu zachodniemu. Dziś, gdy roboty stają się częścią naszej codzienności, warto pamiętać o średniowiecznym mistrzu z Mezopotamii, który jako pierwszy tchnął mechaniczne życie w swoje twory.