สกรูอาร์คิมีดีส – หรือที่เรียกว่าสกรูน้ำ สกรูอียิปต์ และสกรูอุทกพลศาสตร์ – เป็นเครื่องที่ใช้ในการยกและขนส่งน้ำ เทคโนโลยีโดยทั่วไปมีลักษณะเป็นเกลียวภายในท่อกลวง ซึ่งเมื่อหมุนแล้ว จะแทนที่น้ำในเชิงบวกจากด้านล่างขึ้นไปด้านบนของกระบอกสูบ

แม้ว่าเทคโนโลยีนี้มักจะให้เครดิตกับนักคณิตศาสตร์และนักประดิษฐ์ชาวกรีกในศตวรรษที่ 3 อาร์คิมีดีสแห่งซีราคิวส์ มีหลักฐานว่ามีการใช้ปั๊มสกรูเมื่อหลายศตวรรษก่อน ทั้งในอียิปต์และอัสซีเรีย ในความเป็นจริง นักวิชาการบางคนตั้งทฤษฎีว่าปั๊มสกรูถูกใช้เป็นเครื่องมือในการชลประทานตั้งแต่ศตวรรษที่ 7 ก่อนคริสต์ศักราช

ดังนั้น สกรูของอาร์คิมิดีสทำงานอย่างไร มันถูกประดิษฐ์ขึ้นเมื่อใด และเหตุใดจึงให้เครดิตกับอาร์คิมิดีส

สกรูของอาร์คิมีดีสทำงานอย่างไร

ปั๊มน้ำในอียิปต์ตั้งแต่ทศวรรษ 1950 ซึ่งใช้กลไกสกรูของอาร์คิมีดีส

เครดิตรูปภาพ: Zdravko Pečar, CC BY-SA 4.0 ผ่านวิกิมีเดียคอมมอนส์

สกรูของอาร์คิมิดีสนั้นโดยพื้นฐานแล้วจะเป็นท่อกลวงที่มีเกลียวหรือเกลียวที่พันไปตามกระบอกสูบ ปลายด้านล่างของท่อจะถูกวางไว้ในแหล่งน้ำ และท่อจะถูกหมุน เมื่อสกรูหมุน มันจะตักน้ำบางส่วนขึ้นมา หมุนต่อไปเพื่อยกน้ำผ่านกระเป๋าที่ต่อเนื่องกันของเกลียวจนกว่าจะถึงจุดสูงสุดของท่อ

ด้วยวิธีนี้ น้ำจากแหล่งที่ต่ำกว่า (เช่น แม่น้ำ) สามารถถูกยกไปยังแหล่งอื่นได้อย่างง่ายดาย (เช่น คูชลประทานที่ไหลไปยังพื้นที่เกษตรกรรม)

วิธีการหมุนปั๊มสกรูมีหลากหลายตลอดหลายศตวรรษที่ผ่านมา ในบางอารยธรรม เพลาจะถูกหมุนโดยใช้แรงงานคน ในที่อื่น ๆ โดยวัวควายหรือกังหันลม ในที่สุด มีการใช้มอเตอร์เพื่อจ่ายกำลังปั๊มสกรู

ใครเป็นผู้คิดค้นสกรูอาร์คิมิดีส?

มีหลักฐานว่าสกรูอาร์คิมีดีสถูกใช้ในช่วงยุคเฮเลนิสติกของประวัติศาสตร์อียิปต์โบราณ ในราวศตวรรษที่ 3 ศตวรรษก่อนคริสต์ศักราช ในเวลานั้น สกรูของอาร์คิมิดีสถูกใช้เพื่อสูบน้ำจากแม่น้ำไนล์ โดยทำหน้าที่เป็นเครื่องมือชลประทาน อย่างไรก็ตาม นักวิชาการบางคนตั้งทฤษฎีว่าอารยธรรมโบราณครอบครองเทคโนโลยีนี้มาช้ากว่าศตวรรษที่ 3 ก่อนคริสต์ศักราช

ภาพสลักหิน Sennacherib จากเชิงเขา Cudi Dağı ใกล้กับ Cizre นักแสดงจัดแสดงใน Landshut ประเทศเยอรมนี

เครดิตภาพ: Timo Roller, CC BY 3.0 , ผ่าน Wikimedia Commons

นักวิทยาศาสวิทยา Stephanie Dalley ได้ตั้งทฤษฎีว่ามีการใช้สกรูน้ำใน Neo-Assyrian Empire ในรัชสมัยของกษัตริย์ Sennacherib (704-681 ปีก่อนคริสตกาล) Dalley อ้างถึงจารึกรูปลิ่มเป็นหลักฐาน โดยยกย่องสิ่งประดิษฐ์ว่าเป็นหลักฐานว่าชาวอัสซีเรียกำลังหล่อปั๊มสกรูด้วยทองสัมฤทธิ์ในราวศตวรรษที่ 7 ก่อนคริสต์ศักราช

Dalley'sทฤษฎีนี้สอดคล้องกับงานเขียนของสตราโบนักประวัติศาสตร์ชาวกรีกโบราณ ซึ่งเขียนว่าสวนลอยแห่งบาบิโลน ซึ่งเป็น '7 สิ่งมหัศจรรย์ของโลกยุคโบราณ' ที่เข้าใจยากที่สุด - ได้รับการทดน้ำโดยใช้สกรู

สวนเหล่านี้ไม่เคย ตั้งอยู่อย่างแน่นอน: บางทฤษฎีตั้งอยู่ในบาบิโลนแต่ถูกทำลายในคริสต์ศตวรรษที่ 1 ขณะที่บางแห่งสันนิษฐานว่าอาจสร้างขึ้นในนีนะเวห์ภายใต้กษัตริย์เซนนาเคอริบ ถึงตอนนี้ ยังไม่มีวิธีที่แน่ชัดในการรู้ว่าพวกมันถูกทดน้ำอย่างไร - ไม่ว่าจะใช้ปั๊มสกรูหรือไม่ก็ตาม

เหตุใดจึงเป็นที่รู้จักอย่างแพร่หลายในชื่อสกรูอาร์คิมีดีส

อาร์คิมิดีส ช่างคิด (หรือที่รู้จักกันในชื่อ Portrait of a Scholar) โดย Domenico Fetti, 1620 Archimedes ถือเป็นนักฟิสิกส์ที่สำคัญที่สุดในยุคโบราณ

เครดิตภาพ: Domenico Fetti, โดเมนสาธารณะ, ผ่าน Wikimedia Commons

So ถ้าชาวอัสซีเรียและชาวอียิปต์โบราณอาจครอบครองเทคโนโลยีก่อนศตวรรษที่ 3 เหตุใดจึงตั้งชื่อตามนักคณิตศาสตร์และนักประดิษฐ์ชาวกรีกในศตวรรษที่ 3 อาร์คิมิดีสแห่งซีราคิวส์

ทฤษฎีหนึ่งระบุว่า อาร์คิมีดีสประดิษฐ์ปั๊มสกรูด้วยตนเอง เรื่องราวมีอยู่ว่า King Hiero ให้ Archimedes ประดิษฐ์เครื่องมือที่สามารถดึงน้ำออกจากลำเรือได้ ซึ่งทำให้ Archimedes สร้างเครื่องสูบน้ำแบบสกรู

อีกทฤษฎีหนึ่งระบุว่า Archimedes เดินทางจากกรีซไปยังอียิปต์ในราวปี 234 ก่อนคริสต์ศักราชที่เขาค้นพบเทคโนโลยีที่ใช้แล้วที่นั่น จากนั้นเขาเริ่มปรับแต่งและปรับปรุงสิ่งประดิษฐ์ตามพารามิเตอร์ของเขาเอง แท้จริงแล้ว หลักฐานบ่งชี้ว่าอาร์คิมีดีสไม่เคยอ้างว่าสิ่งประดิษฐ์นั้นเป็นของตนเอง แต่ในอีกสองศตวรรษต่อมา เครดิตของเขาถูกยกขึ้นโดย Diodorus นักประวัติศาสตร์ชาวกรีกในศตวรรษที่ 1 ก่อนคริสต์ศักราช

สกรูของอาร์คิมิดีสส่งผลกระทบต่อสังคมอย่างไร ?

สกรูของอาร์คิมิดีสทำหน้าที่เป็นตัวช่วยที่สำคัญสำหรับการชลประทานทั่วโลกสมัยโบราณ โดยทั่วไปแล้วเป็นวิธีการสูบน้ำจากแม่น้ำและทะเลสาบเข้าสู่พื้นที่เกษตรกรรม

จนถึงทุกวันนี้ ปั๊มสกรูเป็น ใช้ในโรงบำบัดน้ำทั่วโลกเพื่อเคลื่อนย้ายน้ำและสิ่งปฏิกูล เทคโนโลยีนี้ยังสามารถพบได้ในเครื่องเล่นในสวนสนุกและในน้ำพุช็อกโกแลต

หากน้ำพุ่งเข้าที่ด้านบนของสกรูอาร์คิมีดีสแทนที่จะเป็นด้านล่าง ระบบจะบังคับให้สกรูหมุน นี้สามารถใช้เป็นรูปแบบของการผลิตไฟฟ้า เครื่องสูบน้ำที่ผลิตด้วยพลังน้ำประเภทนี้มีการใช้งานในแม่น้ำเทมส์ในอังกฤษ พลังงานที่สร้างขึ้นจะถูกป้อนเข้าสู่ปราสาทวินด์เซอร์