К III веку до н. э. философия и экспериментирование воплотились в изящно-стройной системе Страто, физика, возглавлявшего Афинский лицей (между 287—269 гг. до н. э.).
Его оригинальные произведения утеряны, однако о ясном и удивительно современном характере его мышления можно судить по отрывку об опытах с воздухом, который сохранился в произведениях инженера Герона, жившего позднее: "Прежде всего мы должны исправить общее заблуждение. Необходимо четко понять, что сосуды, которые обычно считают пустыми, на самом деле не пустые, а наполнены воздухом. Согласно современным теориям, воздух состоит из мельчайших частиц материи, которая зачастую невидима для нас. Соответственно, если налить воды в явно пустой сосуд, объем вытесненного воздуха будет равен объему налитой воды.
Чтобы это доказать, проделайте следующий опыт. Возьмите кажущийся пустым сосуд. Переверните его вверх дном, стараясь держать в вертикальном положении, и погрузите в миску с водой. Даже если вы будете давить на него до тех пор, пока он не скроется под водой, ни капли воды не проникнет вовнутрь. Это доказывает, что воздух является материальным веществом, которое не позволяет воде проникнуть в сосуд.
Теперь просверлите отверстие в дне сосуда. В этом случае вода будет поступать через горлышко; воздух будет выходить из отверстия. Это является доказательством того, что воздух — материальное тело".
Вода поднимается только до точки А, пространство В запасено воздухом, который представляет собой газообразное вещество.
Простой школьный опыт показывает, что воздух является веществом, которое заполняет пространство, как сказано в учебнике для начинающих викторианской эпохи ( 1880 г .). Подобный опыт, как и многие другие, был поставлен в Александрии около 200 г . до н. э., чтобы продемонстрировать законы пневматики.
Это наиболее простой из многочисленных опытов Страто, иллюстрирующих свойства газов. Подобные опыты для начинающих физиков все еще демонстрируются в учебных классах по всему миру. В свете этих примеров утверждения о том, что в древнем мире якобы не было "настоящих ученых", выглядят совершенно странными.
Прежде чем стать директором Афинского лицея, Страто был вызван в Египет в Александрийский дворец в качестве наставника будущего фараона Птолемея II. Александрии, основанной Александром Македонским в 332 г. до н. э. после завоевания Египта, суждено было стать научным центром древнего греческого мира. В результате поразительных завоеваний Александра границы этого мира расширились от Балкан до севера Африки и Индии; греческая культура слилась с персидской, вавилонской и египетской и расцвела, как новый гибрид эллинской цивилизации под покровительством династий, основанных военачальниками Александра после его смерти в 323 г. до н. э. В Египте царственный род, основанный Птолемеем I, правил до смерти последней из этой династии — Клеопатры в 31 г. до н. э.; эти 300 лет Птолемеи правили как просвещенные деспоты, вкладывая огромные деньги в развитие искусства и науки.
Страто хорошо потрудился, чтобы привить своему царственному ученику интерес к науке. Став фараоном, Птолемей II (285—246 гг. до н. э.) питал маниакальную страсть к инженерным проектам и научным знаниям. Он построил Александрийский маяк, заново прорыл Суэцкий канал (см. "Маяки" и "Первый Суэцкий канал" в разделе Транспорт), основал престижный Александрийский университет, известный под названием Мусейон, и великолепную библиотеку. Проводя смелую политику в области образования, он повсюду посылал своих представителей, чтобы по крупицам собирать знания о каждом интересном предмете (см. "Введение" к разделу Средства информации и связи).
Во времена правления Птолемеев Александрия оставалась непревзойденным центром образования и после завоевания ее римлянами в 31 г. до н. э. продолжала оставаться
Фараон Птолемей II (285—246 гг. до н. э.), делающий подношение богине Исиде. Благодаря Птолемею — покровителю науки — были достигнуты необычайные успехи в инженерном искусстве греко-египетского города Александрия в последующие 300 лет.
"университетом Средиземноморья". На плодородной интеллектуальной почве Александрии взошло несколько гигантов древнего инженерного искусства. Первым из них был сын цирюльника Ктесибий, который начал свою карьеру как изобретатель приспособлений для регулировки зеркал в салоне своего отца. Он проявил склонность к созданию мелких механических новинок и в 270 г. до н. э., говорят, сконструировал поющий рог изобилия для статуи супруги Птолемея II. В его ныне утерянной книге описывались механические опыты и изобретения, однако от авторов более позднего времени, пользовавшихся ею, нам известно, что Ктесибий подготовил действующие механизмы водяных насосов, водяных часов и водяного органа (см. "Клавиатуры" в разделе Спорт и отдых).
Другим великим эллинским инженером был Филон Византийский (Стамбул, II в. до н. э.), самый одаренный ученый. Будучи по профессии военным инженером, он работал как в Александрии, так и на Родосе. Его главный труд об использовании научных знаний в военном деле изложен в 9-томном трактате, большая часть которого дошла до нас (см. "Катапульты и арбалеты" в разделе Военная техника). Однако он также разделял увлечения александрийцев разного рода безделушками. Одним из его изобретений была восьмигранная чернильница с отверстиями на каждой стороне. Можно было перевернуть восьмигранник любой стороной кверху — и чернила не проливались. Секрет заключался в том, что чернильница находилась в центре хитроумно установленных концентрических металлических колец, известных под названием "карданов подвес", и сохраняла устойчивость независимо от положения. Карданов подвес был заново изобретен (или идея была навеяна приведенной чернильницей?) во времена китайской династии Хань около 100 г. до н. э. (см. "Ароматические средства" в разделе Личные вещи и украшения) и снова открыт (а может, заимствован из Китая?) в Европе в XIII в. — в обоих случаях для использования в кадиле с ладаном. В 1546 г. испанцы усовершенствовали китайское изобретение компаса (см. раздел Транспорт), подвесив его на кардановом подвесе, что позволяло компасу сохранить стабильное положение несмотря на внешние колебания. Разумно предположить, что главным вкладом европейцев в усовершенствование компаса было явно новое применение сконструированной греками 18 столетий назад действующей игрушки.
Очаровательная безделушка золотого века эллинского инженерного искусства — изобретена Филоном ( II в. до н. э.). Гнездо с моделями птенцов прикреплено к трубообразному "дереву" (А), припаянному к крышке сосуда с отверстием. Птица-мать сидит в гнезде на внутренней трубе (В), которая проходит сквозь дерево до плавающей платформы (С) с опорами ( D ) и крепится к ее основанию. В трубе (В) находится длинный провод (Е), проходящий через платформу, один из его концов прикреплен ко дну кувшина, другой — к крыльям птицы. Хрупкая модель змеи прикреплена к поплавку ( F ).
Если через отверстие налить воды или вина, то маленький поплавок ( F ) поднимается и змея угрожает птенцам в гнезде. Когда же жидкость поднимается достаточно высоко, платформа (С) с трубой (В) тоже поднимаются и выталкивают птицу. Она распускает крылья и принимает воинственную позу над змеей. Если слить жидкость (вынуть пробку в дне), то змея опускается вниз на своем поплавке ( F ). Платформа (С) тоже опускается, пока не застопорится опорами ( D ). Птица-мать складывает крылья и обретает спокойствие.
