สิ่งประดิษฐ์พันปีอาร์คิมิดีส ตอน เกลียวอาร์คิมิดีส

สวัสดีครับ  หากกล่าวถึงอาร์คิมิดีส น้อยคนนักที่จะไม่รู้จัก  อาร์คิมิดีสได้รับยกย่องอย่างกว้างขวางว่าเป็นนักคณิตศาสตร์ที่ยิ่งใหญ่ที่สุดในยุคโบราณ และหนึ่งในนักคณิตศาสตร์ที่ยิ่งใหญ่ที่สุดตลอดกาล ท่านไม่ได้เป็นเพียงนักคณิตศาสตร์ แต่ท่านยังเป็นนักดาราศาสตร์ นักปรัชญา นักฟิสิกส์ และวิศวกรชาวกรีกผู้ยิ่งใหญ่

ภาพ อาร์คิมิดีสกำลังครุ่นคิด โดย Fetti (1620) 

อาร์คิมิดีส เกิดเมื่อ 287 ปีก่อนคริสตกาล ท่านได้รับยกย่องว่าเป็นหนึ่งในบรรดานักวิทยาศาสตร์ชั้นนำในสมัยคลาสสิก ความก้าวหน้าในงานด้านฟิสิกส์ของอาร์คิมิดีสเป็นรากฐานให้แก่วิชา สถิตยศาสตร์ของไหล, สถิตยศาสตร์ และการอธิบายหลักการเกี่ยวกับคาน ท่านได้ชื่อว่าเป็นผู้คิดค้นนวัตกรรมเครื่องจักรกลหลายชิ้น และหนึ่งในผลงานท่านที่จะกล่าวในวันนี้ก็คือ เกลียวอาร์คิมิดีส

เกลียวอาร์คิมิดีส สามารถขนย้ายน้ำไปได้อย่างมีประสิทธิภาพ

นักเขียนกรีกชื่อ อะธีเนอุส แห่งเนาเครติส บรรยายถึงการที่พระเจ้าเฮียโรที่ 2 ว่าจ้างให้อาร์คิมิดีสออกแบบเรือขนาดยักษ์ ชื่อ ไซราคูเซีย (Syracusia) เพื่อนำไปใช้ในการเดินทางอย่างหรูหรา สามารถบรรทุกเสบียงมาก ๆ และใช้เป็นเรือรบได้ ว่ากันว่าเรือไซราคูเซียนี้เป็นเรือขนาดใหญ่ที่สุดที่เคยสร้างในสมัยโบราณ ตามบันทึกของอะธีเนอุส เรือนี้สามารถบรรทุกคน 600 คน รวมไปถึงเครื่องตกแต่งทองคำ มีโรงฝึกและวัดอุทิศแด่เทพีอโฟรไดท์ รวมถึงสิ่งอำนวยความสะดวกอื่น ๆ เรือที่ใหญ่ขนาดนี้จะกินน้ำผ่านตัวเรือจำนวนมาก จึงมีการพัฒนาเกลียวอาร์คิมิดีสเพื่อใช้ในการขนถ่ายน้ำออกจากท้องเรือ เครื่องจักรของอาร์คิมิดีสเป็นอุปกรณ์ที่มีใบพัดทรงเกลียวหมุนอยู่ภายในทรงกระบอก ใช้มือหมุน และสามารถใช้ขนย้ายน้ำจากที่ใด ๆ ไปยังคลองชลประทานก็ได้ ทุกวันนี้เรายังใช้เกลียวอาร์คิมิดีสอยู่ในการสูบน้ำหรือของแข็งที่เป็นเมล็ด เช่นถ่านหินหรือเมล็ดข้าว เป็นต้น เกลียวอาร์คิมิดีสที่บรรยายในบันทึกของวิทรูเวียสในสมัยโรมันอาจเป็นการพัฒนาเครื่องสูบน้ำแบบเกลียวซึ่งใช้ในการจ่ายน้ำให้แก่สวนลอยแห่งบาบิโลน  สิ่งประดิษฐ์นี้ได้นำมาพัฒนาในเรือไอน้ำลำแรกของโลกที่ใช้ใบจักรแบบเกลียวในการขับเคลื่อนแทนแบบกังหันน้ำในยุคก่อน เรือลำนี้คือ SS Archimedes ออกเรือครั้งแรกในปี ค.ศ.1839 และตั้งชื่อเพื่อเป็นเกียรติแก่อาร์คิมิดีส

การผันน้ำขึ้นที่สูงโดยใช้เกลียวอาร์คิมิดีส

สองพันปีหลังจากอาร์คิมิดีสเสียชีวิต  เอสเอส อาร์คิมิดีส (SS Archimedes) ก็ถูกสร้างขึ้นในสหราชอาณาจักรเมื่อปี ค.ศ. 1839 มีชื่อเสียงในฐานะเรือจักรไอน้ำลำแรกของโลก ที่ขับเคลื่อนด้วยใบจักรแบบเกลียว

อาร์คิมิดีส (Archimedes) นับว่ามีอิทธิพลต่อวิวัฒนาการการก่อสร้างเรือ ทำให้กองทัพเรือยอมรับเครื่องส่งกำลังแบบเกลียวมาใช้ และยังมีอิทธิพลต่อเรือพาณิชย์อื่นๆ ที่สำคัญคืออิทธิพลที่ส่งผลต่อการออกแบบ เอสเอส เกรตบริเตน อันเป็นนวัตกรรมอีกชิ้นหนึ่งของไอแซมบาร์ด คิงดอม บรูเนล เป็นเรือที่ใหญ่ที่สุดในโลกเวลานั้นและเป็นเรือจักรไอน้ำที่ใช้ใบพัดแบบเกลียวลำแรกที่เดินทางข้ามมหาสมุทรแอตแลนติก

ขอเล่าช่วงสนุกๆ สักเรื่องกับการแข่งขันสาธิความเหนือกว่าของใบจักรเกลียว

Rattler (left) and Alecto (right) in their 1845 competition

ในปี 1845 ราชนาวีอังกฤษต้องการทดสอบความเป็นไปได้ของการใช้ใบจักรเกลียว เพราะด้วยเหตุผลที่ประหยัดพื้นที่มากกว่าแบบกังหันตีน้ำ เพื่อพิสูจน์จึงจัดให้เรือรบหลวงแรตเลอร์ (HMS Rattler) แข่งชักเย่อกับเรือรบหลวงอเล็คโต (HMS Alecto) ที่ใช้กังหันขับเคลื่อน การแข่งขัน 2 ครั้ง เรือหลวงแรตเลอร์ชนะขาดลอย ครั้งที่ 3 ใช้วิธีผูกท้ายเรือทั้งสองเข้าด้วยกัน และให้เรือเร่งความเร็วออกจากกัน ใช้เวลาไม่นานนักเรือรบหลวงแรตเลอร์ก็ลากเรือรบหลวงอเล็คโตไปได้แบบไม่ยากนัก ในที่สุดก็พิสูจน์ให้เห็นว่าเรือที่ใช้ใบจักรแบบเกลียวมีประสิทธิภาพเหนือกว่าและเป็นที่ยอมรับในเวลาต่อมา

ก็เป็นหนึ่งในเรื่องราวของสิ่งประดิษฐ์จากผลงานความคิดของ อาร์คิมิดีส ผู้มากความสามารถในยุคโบราณ ยังมีเรื่องราวของสิ่งประดิษฐ์ของท่านที่เป็นพื้นฐานให้โลกปัจจุบันได้สานต่ออีกมากมาย สำหรับวันนี้คงต้องลากันไปก่อน แล้วพบกันใหม่ครับ...mata

เรียบเรียงโดย  พรชัย  สังเวียนวงศ์  (mata)

ขอบคุณภาพจาก

• http://th.wikipedia.org/wiki/อาร์คิมิดีส
• http://en.wikipedia.org/wiki/HMS_Rattler_(1843)