הקדמה

השער הזה עוסק במשאבות או בשפתו של אל-ג'זארי: "על מכונות להעלאת מים מבריכות ובארות לא עמוקות ומנחלים זורמים".  אל- ג'אזרי לא מרבה בהקדמות כלל, והפעם הוא צולל ישר ולעניין: "אני מביא את השרטוט אחרי הפרק הבא"  היא שורת הפתיחה, ללא מילה על המשאבות הקיימות בזמנו, על הצורך והרצון בשיפורים או כל מילה מקדימה שהיא. אבל שתי המשאבות הראשונות הן בעצם שיפור ומיכון של הקילון כפי שהוא נקרא במקורתינו, או ה"שאדוף" בערבית (شادوف).  זהו מכשיר ידני להעלאת מים, הקיים אלפי שנים. השכלולים של אל-גזארי רבים וכוללים, את מיכון השאדוף, שיפור יעילותו ושימוש ראשון (?) בגלגלי שיניים חלקים (segmented gear). בימינו היו כותבים על זה לפחות שלושה פטנטים שונים. זה יוביל אותנו לדיון על פטנטים ואל- ג'זארי.

הקילון או השאדוף

הקילון מופיע במקורותינו, למשל: "משקין בית השלהין במועד ובשביעית, בין ממעיין שיצא כתחילה, בין ממעיין שלא יצא כתחילה; אבל אין משקין לא ממי הגשמים, ולא ממי הקילון." (משנה: מועד קטן, פרק א) . לרוב משתמשים בשמו בערבית – שאדוף.

ראשיתו של השאדוף אינה ידועה אבל הוא היה בשימוש כבר במצריים העתיקה ובמסופטמיה לפני אלפי שנים. במפתיע עדיין ניתן לראות קילונים פעילים במצרים, בהודו ובמדינות נוספות.

השאדוף  מורכב ממוט ארוך על ציר, בקצהו האחד דלי, או מצקת לשאיבת המים, ובקצהו השני משקל מאזן. המפעיל מושך את החבל עד שהכלי מלא במים ומאפשר למשקל המאזן להרים את המים ולשפך אותם בראשית של תעלת ההשקיה משם יגיעו בכוח הכובד אל הגידולים בשדות. הפעלת השאדוף היא, עד היום, ידנית לגמרי אבל יותר קל למשוך את החבל כלפי מטה מאשר להרים את המים. בנוסף המשתמש מסתייע בשאדוף להובלת המים אל ראשית תעלת ההשקיה.

שאדוף (קילון), מצריים 2001

איך זה עובד ?

שתי משאבות המים הראשונות של אל ג'זארי הן מכונות יחסית פשוטות בהשוואה למורכבויות של השעונים והאוטמטות שהוסברו בפוסטים קודמים. אל- ג'אזרי מקדיש לכל אחת כעמוד. אני מביא את שני השרטוטים זה לצד זה. ההסבר ההנדסי, ייצבע בכחול, כמו תמיד, כך שמי שלא מתעניין בגלגלי שינים חלקיים יוכל לדלג.

שתי המשאבות הראשונות שאל גזארי תכנן. משמאל משאבה עם כף שאיבה יחידה, דף בודד עותק מתוארך ל-1315. מימין שכלול של 4 כפות במקביל. עותק טופקפאפי, 1206

נסתכל על השרטוט משמאל של המשאבה עם כף שאיבה אחת. בחדר העליון מסתובב חמור הרתום למוט המרכזי שעליו גלגל שיניים. גלגל השיניים הזה מסובב גלגל שיניים נוסף המאונך לו. היום היינו משתמשים בגלגלי שינים קוניים למטרה זו אבל אל ג'אזרי לא מפרט. אהובתי מ. התלוננה שלא רואים שגלגלי השיניים נוגעים זה בזה, וגלגל השינים החלקי, שעוד רגע יוסבר, נמצא בשרטוט ב90⁰ מעלות לכיוונו האמיתי. כל הבעיות האלו ונוספות קשורות לאופן שבו נעשו השרטוטים במאה ה-12. בהמשך אני מקווה להוסיף אנימציות פיזיקליות אשר יעזרו  למתבונן בן זמננו. על אותו הציר יש גלגל שינים חלקי (segmented gear)בעל אותם מרווחים אבל  לו שיניים רק על רבע מעגל. גלגל השינים הזה משתלב בגלגל שלבים  (runged wheel)כאשר השינים משתלבות בשלבים של הגלגל המחובר לציר של הכף, הן מרימות את הכף הענקית השקועה במים ומעלות את המים , כ-15 ליטר בכל פעם. לאחר שהציר הסתובב רבע סיבוב, אין יותר שיניים בגלגל השיניים החלקי. דבר לא מונע מגלגל השלבים להסתובב בכיוון ההפוך והכף נופלת בעוצמה למים ומתמלאת מחדש וחוזר חלילה. המשאבה מימין זהה בדרך פעולתה רק שיש 4 כפות מקבילות ובמקום גלגל שיניים חלקי יחיד, יש ארבעה. זה אומר שכאשר החמור עושה סיבוב שלם הוא יעלה כ- 60 ליטר מים. שיפור היעילות היה ככל הנראה פחות משום שהחמור יסתובב ככל הנראה יותר לאט בשל העומס המוגבר.

יעילות

הפרק הזה הוא די חריג בספר משום שהוא עוסק בליבה ההנדסית, שיפור יעילות התהליך, בעוד מרבית הפרקים עוסקים באוטמטות מפתיעות ובטווסים מסתובבים. השאלה אם זה יעיל נראית במרבית המכונות של אל- ג'זארי לא במקום ואולי ממש מדיספלינה אחרת.

השאלה של יעילות היא מרכיב חיוני בכל תהליך הנדסי. התהליך יעיל אם הגדלנו את כמות העבודה שבוצעה, תוך צמצום השימוש במשאבים  (חומרי גלם, זמן, עבודה, דלק, וכדומה ) אבל אל- ג'זארי הוא מהנדס בנשמתו וכאשר הנושא הוא שאיבת מים הוא מציע שיפור יעילות מרשים.

אל-גזארי ופטנטים

לו היה מדובר בימינו, עצם המיכון של השאדוף מצדיק פטנט ושיפור היעילות פי ארבע מצדיק פטנט נוסף. יש סימן שאלה לגבי ה"ממציא" של גלגל שיניים חלקי ((segment gear יש המיחסים את המצאתו  לספר הסודות (זה שם הספר!) שכתב מהנדס מוסלמי בשם עלי אבן חלף אל מורדי ויש הטוענים לבכורה של אל גיזארי. אני מקווה להשיג את ספר הסודות ואז אוכל לגבש דעה בעצמי ובינתיים אני חושב, שלו אל ג'אזרי היה ער לכל הדיון הזה, הוא היה מופתע ממנו מאד.

ההיסטוריה הרשמית של הפטנטים מתחילה בחוק וניציאני מ-1474. החוק מעניק הגנה לעשר שנים לכל מתקן חדש ומתוחכם שלא יוצר לפניכן ובלבד שהוא שימושי. אף שחוקי הפטנטים הנוכחים מורכבים בהרבה, זוהי התמצית של חוקי הפטנטים גם היום. מערכת הפטנטים אמורה לספק הגנה לממציאים כך שתהיה להם הזדמנות לקבל תמורה ראויה לעמלם. למה פטנטים צמחו דוקא בונציה של המאה החמש עשרה ולא היו נחוצים בדיארבקיר במאה השתים עשרה?

הצורך בחוק פטנטים צומח בתעשיית הזכוכית הפורחת בוונציה במאה החמש עשרה.  מאסטר אנג'לו בארוביר משקיע זמן, מאמץ וכסף רב על מנת לפתח את התהליך לייצור זכוכית שקופה – (cristallo) – זה גרם לכך שלזמן מה היה לוניצאנים מונופול על ייצור מראות באירופה. ברור שאם מותר ליצרן אחר להעתיק  אותו במאמץ מזערי הנכונות להשקעה בפיתוח ובחדשנות תפחת מאד. אנחנו מכירים את סוגית הפטנטים מעולם התרופות וההי-טק אבל פעם גם מראות היו סוגיה של ממש.

" שיא "שגעון המראות" היה בתקופת שלטונו של לואי ה- 14, "מלך השמש" (1643 – 1715). הכסף הרב שהוצא על מראות וונציאניות על ידי המלך, האצולה והבורגנות פגע במצבה המוניטרי של הממלכה. נערכו נסיונות רבים לגנוב את סודות ייצור המראות הוונציאנים, שהוגנו על ידי חוקים דראקוניים. לאומני הזכוכית אסור היה לעזוב את האי מוראנו, וכל מי שעשה זאת הסתכן במאסר משפחתו, בהחרמת רכושו ובסיכוי לחיסול על ידי מתנקשים וונציאנים" קול הרעם , הבלוג של אורי יואלי

זכוכית וניציאנית מן המאה ה-16, אוסף מוזיאון הלובר

העולם של אל ג'זארי איננו כזה. זה איננו עולם תעשייתי משוכלל בו  יצרנים רבים מתחרים על הכל כולל ידע וטכנולוגיה. השאלה של מסחור הידע זרה לו. עולם התכנות (programing) צמח באופן שונה מתעשיות אחרות ויש בו במקביל לפטנטים והגנה קיניינית את תוכנת הקוד הפתוח החופשית (Free and Open Source Software -FOSS ). אבן הפינה של התנועה הוא  קידום שיתוף פעולה בין אנשים, כאשר הכלי הוא מחשבים. גם אל ג'זארי הוא חלק מתנועת הקוד הפתוח רק במשאבות ובאוטומטות. הפעם זה לא הערכה שלי אלא עובדות. זהו תרגום שלי מאנגלית לדברים שכתב בהקדמה לספרו והמוטיבציה לכתיבתו היא ללא ספק שיתוף  של ידע. הציטוט קצת ארוך, אבל מדבר בעד עצמו:

"אני בשרותו של המלך סלח נסר אל-דין אבי אל פתח מחמוד בן מוחמד בן קרע ארסלן בן  דאוד בן סוקמאן בן ארתוק, מלך דיארבקיר, שאללה ישמר אותו עם כל נבחריו. זה לאחר ששרתתי את אביו ואחיו, אלהים יקדש את נשמותהם, לפני שהמלוכה עברה אליו. סך הכל 25 שנים הראשונה ב577  להג'רה [1181 לספירה]. האל הנעלה חנן אותו באינטילגנציה גבוהה, תודעה גבוהה, חוש צדק ויושרה כשהוא התעלה על המלכים בני זמנו ועל האדונים בזמנים קרובים ורחוקים בעשיית טוב ובנדיבותו. אין שום דקות מדקויות השלטון שהוא לא מיומן בה בעזרת יכולת החדירה של האינטלקט שלו, ואין מיסתורין מכל לימודי המיסתורין שהוא לא הבין בכוח רצונו. מעולם לא בניתי מכונה ממכונותי שהוא לא צפה את תכליתה ע"י כושר אבחנתו. בנוסף דעתו אנינה וחוכמתו רבה. הייתי אצלו יום אחד והבאתי לו דבר שציווה עלי לעשות. הוא התבונן בי והתבונן בבדבר שעשיתי וחשב על כך בלי שהבחנתי בזאת. הוא ניחש את כוונתי ווגילה את סודי. הוא אמר לי "בנית מכונות שאין להן ערוך ובכוחך מימשת אותן, אל תאבד את אשר עמלת ובנית. אני מבקש שתכתוב עבורי ספר אשר יאסוף את יצירותיך הנפרדות כולל שרטוטים"