iPon Cikkek

Cornelis Drebbel mágikus kemencéje

Dátum | 2015. 02. 15.
Szerző | Jools
Csoport | EGYÉB

Mire Cornelis Drebbel az 1620-as években megépítette az első termosztátot, az első olyan emberi találmányt, amely visszacsatolásos szabályozással működött, már egész Európában híres feltaláló volt. Aprólékosan kidolgozott óraszerkezeteit, tűzijátékait és irányítható tengeralattjáróját az uralkodók és a pórnép tagjai egyként csodálták. Egyes vélemények szerint Shakespeare róla mintázta Prospero, a rendkívül művelt mágus alakját A vihar című művében. Drebbel igazi reneszánsz ember volt, akinek találmányai sokak számára varázslatnak tűnhettek. Ez olyannyira igaz volt, hogy még olyan művelt emberek is óvakodtak tőle, mint Constantijn Huygens diplomata, Galileo és Descartes barátja, aki arra intette fiát, Christiaant, a későbbi híres fizikust és csillagászt, hogy tartsa magát távol a karizmatikus embertől, mert annak mágiája valószínűleg az ördögtől való. Amennyire meghatározó volt Drebbel saját korában, annyira kevéssé ismert neve napjainkban, pedig munkásságából rengeteget lehet tanulni a modern tudomány alapjainak kialakulásáról. Kemencéje automatikus hőszabályozó rendszerével minden visszacsatolásos rendszer ősének tekinthető, és mint az első olyan készülékek egyike, amelyben az ember kiadta kezéből a szabályozás feladatát, akár az önműködő, önálló döntéseket hozó robotikus rendszerek elődjeként is számon tarthatjuk. Bert Hall, a Torontói Egyetem tudománytörténésze Drebbelt Isaac Newtonhoz hasonlítja. Szerinte a Drebbelhez és Newtonhoz hasonló „alkímikus alkatok” mindig egyszerre mindenre keresték a magyarázatot. Átfogó elméleteket akartak alkotni, amelyek egyszerre magyarázzák meg az univerzum makrokozmoszának és az emberiség mikrokozmoszának minden részletét. Drebbel a mai Hollandia északi részén született gazdálkodó családban. Iskolázottsága minimális volt, és fiatalon először inasként tevékenykedett, majd önállóan iparoskodott. Többek közt térképeket, órákat és szemüvegekbe, illetve távcsövekbe való lencséket csinált, valamint korán elkezdett ismerkedni az alkímiával is. Ebben legfőbb mestere Hendrik Goltzius németalföldi festő, grafikus és nyomdász volt, aki egy félresikerült alkímiai kísérlet során fél szemére megvakult.
Drebbel, aki Goltzius egyik lánytestvérét vette feleségül, 1605-ben Angliába tette át székhelyét, és rövidesen I. Jakab udvarának egyik kedvencévé vált, fényjátékaival, történeteivel és tűzijátékaival szórakoztatva a brit arisztokrácia tagjait. Az udvarban mutatta be „örökmozgóját” is, egy órát, amely a pontos idő mellett a dátumot és az évszakot is jelezte, és amelyen egy körkörös üvegcsőben egy folyamatosan mozgásban lévő folyadékcsepp keringett rejtélyes módon. A feltaláló a csodák kiapadhatatlan tárházának tűnt. Egy különösen forró nyáron például lehűtötte a westminsteri székesegyház épületét, hogy ezzel kedvezzen a királynak, akit krónikus bőrproblémái miatt különösen megviselt a meleg. Azt senki sem tudja, hogyan csinált Drebbel telet a nyárban, mivel jó bűvészhez méltóan hasonló trükkjeinek titkát sosem tárta fel a nyilvánosság előtt. A mai szakértők úgy sejtik, hogy a feltaláló nagy mennyiségű jeget helyezett el a magasabb szintek erkélyein, majd sóval felolvasztotta azt, a lehűlő levegő pedig lesüllyedve a katedrális földszintjén kötött ki. Nem sokkal később a Temze partján lehetett tanúja az angol nép Drebbel géniuszának. A feltaláló egy csónakot légmentesen bőrponyvákkal fedett le, majd alámerült a folyóban. Kormányozható tengeralattjáróját a brit admiralitás számára fejlesztette ki, és az utolsó verzió már 6 pár evezővel hajtódott, 16 embert volt képes befogadni, és három órán keresztül a víz alatt tudott maradni. Drebbel állítólag egyszer még Jakab királyt is elvitte egy körre. A források alapján nem egészen egyértelmű, hogy mennyire tudott mélyre merülni a szerkezet, egyes vélemények szerint 4−5 méteres mélységig süllyedt, mások szerint nem is volt teljes terjedelmével a felszín alatt. Annyi mindenesetre bizonyos, hogy a haditengerészet korántsem volt annyira lelkes a találmány láttán, mint a korabeli nézősereg, így a tengeralattjárót sosem vetették be csatában. Míg Drebbel laikus körökben rendkívül közkedvelt volt, a korabeli tudományos nagyságok nem igazán kedvelték a feltalálót. Az oxfordi és cambridge-i nagyságok műveletlen, tanulatlan sarlatánnak tartották, aki néhány jól sikerült mutatvánnyal beédesgette magát az udvar kegyeibe. Nem sokat segített megítélésén az sem, hogy olyan körítéssel demonstrálta legújabb fejlesztéseit, mint egy közönséges vásári mutatványos, szakadtan öltözködött és folyamatosan dohányzott.
Vera Keller, az Oregoni Egyetem kutatója és Drebbel munkásságának egyik legnagyobb élő szakértője szerint a feltaláló direkt viselkedett úgy, hogy élete minden mozzanatával elkülönüljön a magukat koruk tudományos szaktekintélyeinek titulálóktól. Drebbel valahogy úgy képzelte, hogy a tudás, a természet megismerése nem a kevesek által hozzáférhető könyvek lapjaira tartozik, hanem mindenkihez, akit érdekel. A feltaláló alkímiai kutatásai elősegítésére hozta létre a már többször felemlegetett kemencét, amely saját korában példátlan módon egy előzetesen beállított hőfokon tudta tartani magát. A visszacsatoláson alapuló rendszerek lényege, hogy egy érzékelő észleli a rendszer kimenő jelének változásait, és ennek tudatában úgy módosítja a bemeneti jelet, hogy a kimenet újra visszaálljon az eredetileg belőtt szintre. Drebbel pedig egy pontosan ilyen kört hozott létre. Egyes feltevések szerint a feltaláló egy ősi görög szerkezet terveiből vette az ötletet. Az időszámításunk előtti 3. században élt Ktészibiosz kéziratai közt ugyanis szerepel egy ábra, amely egy, a modern WC-k töltőszelepeihez nagyon hasonló rendszert ábrázol. A teljesen vagy részben kiürült WC-tartályba addig áramlik befelé a víz, amíg az abban elhelyezett üreges labda fel nem emelkedik, és a rászerelt kar révén el nem zárja a befelé irányuló víz útját. A labda pozíciójának köszönhetően a tartály így mindig ugyanaddig telik fel, és nem csordul túl. Drebbel úgy vélte, hogy ez az elképzelés a hőáramlásra is érvényesíthető, és egy megfelelően megépített szerkezet képes lehet mindig ugyanarra a hőfokra visszaállni. Az általa létrehozott termosztátot egy L alakú üvegcső alkotta, amelyben alkohol, annak tetején pedig higany volt, amelyben egy fémrúd lebegett. Amikor az alkohol melegedni kezdett, tágulásnak indult, megemelve a higanyréteget, és vele a fémrudat. Ennek vége egy karnak nyomódott, amely a kemence tetején található szellőzőnyílás méretét szabályozta.
Ahogy a mellékelt ábrán is látszik, Drebbel hőszabályozós kemencéje három egymásba helyezett fémdobozból épült fel. A legkülső doboz lyukakkal állt összeköttetésben az alul elhelyezkedő tűztérrel, tetején pedig egy lezárható nyílás vezetett a szabadba. A második doboz vizet tartalmazott, és a folyadékkal körülvett harmadik dobozban kapott helyet a szabályozott hőmérsékleten melegítendő minta. A termosztát alsó, alkoholos vége a vízbe lógott. Ha a tűz túlságosan meleg volt, a folyadék hőmérséklete emelkedni kezdett, a szenzorban található alkohol pedig tágulásnak indult, megemelve a higanyréteget, és a fémrudat, ezzel elzárva a külső doboz tetején levő nyílást. Mivel a levegőáram addigi szabad útja ezzel elzáródott, a tűz oxigén hiányában elfojtódott. Amikor aztán a hőmérséklet csökkenni kezdett, a nyílás ismét kinyílt, a huzatot biztosítva a tűznek, és fellobbantva azt. Bár az ábrán a kemencét tojások keltetésére használják, Drebbel feltehetően elsősorban aranycsinálásra fejlesztette ki a rendszert. Az alkimisták közül ugyanis többen is úgy vélték, hogy sikerük lehetséges titka a hőmérséklet szabályozásában rejlik, vagyis amennyiben sikerülne egy megfelelő fémkeveréket kellően hosszú ideig közel állandó hőmérsékleten hevíteni, arannyá lehetne változtatni azt. A tojás ebben az esetben komoly szimbolikus értelemmel is bír, hiszen akárcsak az alkimisták leghőbb célja során, ebben a látszólag egyszerű objektumban is csodaszámba menő átalakulás zajlik le, ahogy az élettelen anyagból egy összetett élőlény lesz. Drebbel rendszere, bármilyen célra szánta is, kétségkívül lenyűgöző volt. Az általa megalkotott termosztát számtalan hasonló visszacsatolásos rendszer létrehozásánál szolgált példaként a következő évszázadok során. Érdekes módon legmesszebbre vezető találmánya hozta a legkevesebb sikert Drebbel számára, aki sosem volt túlságosan gyakorlatias személyiség. Népszerűsége ellenére állandóan pénzzavarban szenvedett. Élete vége felé egy sörözőt üzemeltetett, ez az üzlet sem mehetett azonban túl jól, mivel rendkívül szegényen halt meg. Gyermekei és rokonai aztán eladták kemencéjének szabadalmi jogait, és a találmány iránt óriási érdeklődés nyílt az 1640-es évektől kezdve. Elsősorban tojáskeltetőként és laboratóriumi melegítőrendszerként használták szerte Európában, de több előkelő házban is helyet kapott, mint látványos tudományos érdekesség.
Új hozzászólás írásához előbb jelentkezz be!

Eddigi hozzászólások

4. LengyelFer...
2015.02.16. 11:55
Jó cikk, nem ismertem még a történetét.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
3. sapikli
2015.02.16. 21:05
Egyrészt az alkohol van FELÜL (fehér) és a higany alul (piros). A rajzon is látható, de a higany sűrűsége amúgy is kb. hússzorosa az alkoholénak.

Másrészt lehet, hogy pusztán az alkohol hőtágulása működtette a szerkezetet, de valószínűbb, hogy a párolgása. Az ugyanis sokkal nagyobb (értsd: szabályzásra könnyebben használható) térfogat-változással jár, amikor gőzzé válik. Az alkohol forráspontja kb. 80 fok, így tojásfőzéshez épp megfelelő.

Harmadrészt meg ugye a rajzon sehol sem látni a szabályzáshoz szükséges beállítást, vagy alapjelet, így különben honnan is tudná, milyen hőfoknál kell kinyitnia.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
2. attila0325 sapik...
2015.02.18. 12:16
Ha jól látom, a füstgáz kivezető nyílásnál levő kis lezáró lap egy tengelyen eltolható, így beállítható, hogy mekkora hőmérsékleten zárjon le teljesen. Ez egyébként teljesen megegyezik a vegyes tüzelésű kazánokon a mai napig alkalmazott huzatszabályzóval...
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
1. Pandion attil...
2015.02.19. 11:46
Bocsánat, inkább a mai kazánokon alkalmazott szabályozó egyezik meg ezzel a 17. századbelivel
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!