Архимед жил в богатом городе Сиракузы на Сицилии, хотя в юности почти наверняка работал в Александрии с Ктесибием. В числе множества приписываемых ему изобретений – «бесконечный винт», в котором винт с резьбой используется для того, чтобы включить в работу зубчатое колесо с куда большим шагом передачи. Полный оборот винта поворачивает колесо всего на один шаг, то есть множество малых оборотов проворачивают колесо лишь немного, но с куда большей силой, чем прилагалась к винту. Согласно Плутарху, похожее приспособление (полиспаст, система блоков и канатов, в которой выигрыш в усилии идет за счет потери в расстоянии. – Прим. ред.) позволило Архимеду произвести впечатление на тирана Сиракуз, когда он одной рукой вытащил корабль из моря на сушу, «так легко и гладко, как если бы тот шел по воде».
Еще одно, более сложное приспособление, которое описывает Витрувий, – это одометр, измеритель пройденного пути. Его действие основано на том, что колесо повозки диаметром около 1,2 м совершает, проезжая одну римскую милю, 400 оборотов. С каждым оборотом выступ на оси колеса цепляет шестерню с 400 зубцами, поворачивая ее на один шаг, так что с каждой милей механизм совершает оборот. Это колесо сцепляется с другой шестерней с отверстиями по окружности, в которых закреплены камешки, и по мере того, как шестерня поворачивается, камешки один за другим падают в ящик. Количество камешков соответствует милям пути.
Возможно, римским возничим платили помильно. Но мы не можем с уверенностью сказать, было ли это изобретение реализовано на практике. Однако общая идея выражена достаточно ясно, и подобные механизмы могли появиться задолго до времен Витрувия. В IV в. до н. э. Александра Македонского в азиатском походе сопровождали «бематисты», у которых была, наверно, самая скучная работа в античном мире – считать шаги, чтобы измерять расстояние. Точность их подсчетов даже в походах на сотни миль (ошибка часто составляла менее одного процента) наводит на мысль, что они, возможно, пользовались механическими одометрами.
Но вершины в изобретении зубчатых колес в Древней Греции достиг механик Герон, еще один последователь Ктесибия, преподававший в Александрийском мусейоне в I в. Герон писал о принципе, который начал разрабатывать Архимед, применяя зубчатые колеса разной величины, чтобы изменить силу приложенного воздействия.
В частности, он описал подъемную машину и нарисовал ее, показав, как последовательность зубчатых колес все большего размера позволяет поднимать тяжелый груз, прилагая относительно небольшое усилие. Нет никаких свидетельств в пользу того, что это изобретение было не чисто теоретическим – многие ученые считали, что зубцы оказались бы недостаточно прочны, чтобы приспособление работало на практике, – но само описание показывает: принцип взаимодействующих зубчатых колес в те времена понимали. Другой инструмент, детально описанный Героном, –
