Robot thời trung cổ – Một trong những sản phẩm của nhà phát minh Hồi giáo

Những vòi phun nước được lập trình tắt mở. Một model cưỡi voi tự động cứ nửa tiếng lại quất lên đầu con voi một lần. Các công nghệ tự động dùng thay thế cho người hầu phục vụ khách khứa tắm gội.

Đó là những phát minh li kì của nhà phát minh Hồi giáo Ismail al-Jazari sống vào thế kỷ thứ 12. Ông là người đã đặt nền tảng cho nền kỹ nghệ, thủy lực, và công nghệ robot hiện đại. Tuy một số sản phẩm của ông có vẻ màu mẻ và tốn kém, được tạo ra chủ yếu mua vui cho giới nhà giàu, nhưng al-Jazari cũng chế tạo được những loại máy móc thực dụng giúp cho người bình dân, chẳng hạn như các thiết bị thoát nước được các nông dân ứng dụng trong hàng thế kỷ.

Badi al-Zaman Abu al0Izz Ismail ibn al-Razzaz al-Jazari sinh năm 1136 tại Diyarbakir, miền nam Thổ Nhĩ Kỳ ngày nay. Là con một gia đình lao động khiêm tốn, ông sinh ra giữa thời hỗn loạn chính trị, kết quả của một cuộc đấu đá tranh giành quyền lực địa phương, và tác động của những cuộc Thập tự chinh.

Al-Jazari làm kỹ sư phục vụ cho các quân chủ thường gọi là Artuqid. Triều đại này có thời từng mở rộng tới Syria. Nhưng trong thời của al-Jazari thì quyền lực Artuqid đã bị lấn át nhiều bởi vương triều Zangid hùng mạnh bên cạnh, và sau đó là những người kế nghiệp Saladin, vị anh hùng của Hồi giáo.

Tuy sống giữa những cuộc Thập tự chinh, và các mối quan hệ phức tạp giữa các thế lực Hồi giáo, cuộc đời của vị kỹ sư tài ba này lại trôi qua yên ả, lần lượt phụng sư nhiều vu Artuqid, thiết kế cho họ hơn một trăm loại máy móc thiết bị khác nhau. Không giống như những nhà phát minh thực dụng khác cùng thời vốn ít khi ghi chép lại công việc, al-Jazari lại rất chú tâm lập tài liệu các công trình và giải thích cách chế tạo những cỗ máy.

Năm 1206, sau một phần tư thế kỷ sáng tạo không ngừng, ông để lại cho đời một tuyển tập “những cỗ máy vô song”, ngày nay được biết tới với tên gọi Kỳ thư Kiến thức về những Cỗ máy phi thường. Al-Jazari vẽ nhiều sơ đồ và hình minh họa chi tiết mô tả rất rõ cách lắp ghép các bộ phận. Nhiều bản sao không đầy đủ về công trình này của ông còn tồn tại tới ngày nay, bao gôm một bản sao đang giữ tại Bảo tàng Topkapi Sarayi ở Istanbul, Thổ Nhĩ Kỳ, rất được tán dương vì tính nghệ thuật và thẩm mỹ của nó.

Kỳ thư tri thức là nguồn thông tin tiểu sử duy nhất còn lại về al-Jazari. Cuốn sách ca ngợi ông là Badi al-Zaman (độc tôn và vô địch) và al-Shaykh (thông thái và thanh cao), nhưng đồng thời nó cũng xác nhận món nợ mà ông đã vay từ “các học giả và nhà thông thái cổ đại.”

Các phát minh của Al-Jazari là thành quả của nhiều thế kỷ tìm tòi và học thuật của các thời đại trước, đúc kết từ nền khoa học và khôn ngoan của Hy Lạp, Ấn Độ, Ba Tư, Trung Hoa, và các nền văn hóa cổ đại khác. Trong khoảng thời gian bành trướng của Hồi giáo vào thế kỷ thứ 7 thì các vua Hồi giáo rất quan tâm đến nền tri thức của các vùng đất họ đánh chiếm được. Họ thu thập các bản thảo và sách vở rồi chứa tại Bayt al-Hikma (Tòa nhà Khôn sáng). Cơ quan này rất phát triển dưới thời các calip Abbasid thành Baghda vào thế kỷ thứ 8 và thứ 9 trong tư cách là một thư viện và học viện. Cùng với các trung tâm khác nó đóng vai trò căn bản cho các tiến bộ khoa học và học thuật trung cổ trong suốt thời kỳ huy hoàng của Hồi giáo.

Cùng với triết học, y học, thiên văn, và động vật học, nền kỹ nghệ Hồi giáo đạt đến những đỉnh cao phi thường với bàn tay của những nhân vật xuất chúng, như bô ba nhà phát minh Ba Tư thế kỷ thứ chín, anh em nhà Banu Musa. Họ xuất bản nhiều tác phẩm, nhưng al-Jazachi lại chịu ảnh hưởng mạnh từ những phát minh của họ ghi chép trong Kỳ thư các Thiết bị phi thường. Al0Jazari cũng chịu tác động từ các nhà phát minh không phải Hồi giáo như Apollonius thành Perga thế kỷ thứ 3 TCN, một nhà trắc đạc giàu sức ảnh hưởng mà al-Jazachi có nhắc tới trong tác phẩm của mình.

Al-Jazachi không chỉ biết dựa trên thành tựu của những nhà phát minh vĩ đại đi trước, nhưng còn hoàn thiện chúng. Trong Lời nói đầu của Kỳ thư Tri thức ông viết:

Những cỗ máy trong tác phẩm của al-Jazari vừa hữu dụng vừa màu mè, từ những chiếc đồng hồ cho tới những cái bình tự động rót nước. Ông thiết kế nhiều loại thiết bị chích máu, nhiều đài phun, máy chơi nhạc tự động, máy tưới nước, và máy cân đo đong đếm các loại.

Một trong những thiết bị nổi tiếng nhất của ông là chiếc đồng hồ nước khổng lồ được minh họa với hình một con voi cõng một cái động cơ và một tòa tháp với nhiều con vật trên đó. Những chiếc đồng hồ nước đơn giản đã được dùng tại Ai Cập và Babylon cổ đại, nhưng al-Jazari bày tỏ rõ ràng rằng ông muốn hoàn thiện chúng.

Những sinh vật khác nhau sẽ cất tiếng của chúng sau mỗi nửa giờ này đại diện cho các nền văn hóa khác nhau, như con Rồng của Trung Quốc và con voi của Ấn Độ. Cứ mỗi nửa giờ thì động cơ bên trong sẽ kích hoạt: con chim trên đỉnh sẽ cất tiếng hót, người đàn ông sẽ thả một viên bi vào trong miệng con rồng, tay lái voi sẽ quất roi vào đầu con vật.

Một ý tưởng kỳ diệu khác của al-Jazari rất được các sử gia về khoa học để ý và được nhiều người xem là con robot lập trình đầu tiên trong lịch sử. Phát minh này giống một cái hộp nhạc, nó là một con thuyền có 4 nhạc công ngồi ở trên – một người chơi đàn hạc, một người thổi sáo, và hai tay trống – được thiết kế để chơi một số bản nhạc giải trí. Cơ quan kích động những tay trống được lập trình để chơi các tiết tấu khác nhau.

Những cỗ máy tinh xảo thế này được dùng mua vui cho giới nhà giàu. Với chiếc mũ quan trên đầu, al-Jazari hiểu cần phải làm lóa mắt những nhà tài trợ giàu có, và họ sẽ dùng những phát minh kiểu này làm lóa máy khách khứa. Vốn là con cái một gia đình nghệ nhân, ông cũng biết nhu cầu hàng ngày và đã chế tác các công cụ hữu dụng để giảm bớt gánh nặng của công việc đồng áng. Cuốn sách mô tả chi tiết ít nhất 5 loại máy móc hỗ trợ dẫn nước và tưới tiêu, trên đồng và trong nhà. Các loại máy thực dụng khác cũng được đề cập trong cuốn sách: một cái tay quay giúp biến chuyển động thường thay chuyển động tròn; và các công cụ hiệu chỉnh chính xác các ổ khóa và lỗ hở, cùng nhiều thứ khác.

Kỳ thư tri thức cũng tỏ ra khiêm tốn trong ngôn ngữ mà nó dùng. Nhiều nhà phát minh thường sử dụng những thứ ngôn ngữ bí ẩn để giới hạn tác phẩm của họ chỉ cho một số tinh hoa đọc, còn al-Jazari lại muốn tác phẩm của mình phổ thông với cả giới bình dân đương thời đến nỗi chính họ cũng có thể dựa vào sách để chế tạo các loại máy móc. Jazari rất quan tâm đến việc xây dựng quy trình trong lý thuyết và tính toán, vậy nên nhiều nhà nghiên cứu thậm chí còn mô tả cuốn sách của ông là một dạng “Hướng dẫn sử dụng.”

Al-Jarazi mất năm 1206, chính là năm ông dâng lên sultan cuốn Kỳ thư Tri thức của mình. Ông được ghi nhớ chủ yếu là nhờ cuốn sách ấy. Nhưng những phát minh đã được nhìn nhận của ông còn đóng một vai trò quan trọng trong đời sống cộng đồng nhiều năm sau đó. Trong số đó là hệ thống cấp nước dùng bánh răng và động cơ thủy lực, được dùng trong các đền thờ và bệnh viện tại Diyarbakir và Damacus. Trong một số trường hợp, những hệ thống chế theo thiết kế của ông vẫn còn hữu dụng đến tận ngày nay.

Hầu hết các phát minh của ông đều đi trước nền khoa học châu Âu đến vài thế kỷ. Công trình của ông về valve hình nón – một bộ phận then chốt trong kỹ thuật thủy lực – phát minh đầu tiên tại châu Âu tận hai thế kỷ sau đó bởi Leonardo da Vinci, một nhân vật cũng rất say mê các hệ thống tự động của al-Jazari.

Ngày nay tên của al-Razari là niềm cảm hứng cho các sử gia khoa học. Sử gia công nghệ và kỹ thuật Donald R. Hill, tác giả của bản dịch Kỳ thư Tri thức năm 1974 nói rằng tầm quan trọng trong công trình của al-Razari “không bao giờ nói cho vừa.” Là cha để của công nghệ robot, ông được xem là “Leonardo da Vinci của phương đông”, mà cách ví von như vậy cũng chưa chắc xác đáng. Có khi ta cần phải nói rằng Leonardo là “al-Jarazi của phương tây” mới đúng.