Он наиболее известен как первый человек, вычисливший окружность Земли , что он и сделал, используя обширные результаты исследований, к которым он мог получить доступ в своей должности в Библиотеке; его расчет был удивительно точным. [2] [3] Он также был первым, кто рассчитал наклон оси Земли , который также оказался поразительной точностью. [4] Он создал первую глобальную проекцию мира, включив параллели и меридианы на основе имеющихся географических знаний его эпохи.
Эратосфен был основателем научной хронологии ; [5] он использовал египетские и персидские записи, чтобы оценить даты основных событий Троянской войны , датируя разграбление Трои 1183 годом до нашей эры. В теории чисел он ввел решето Эратосфена , эффективный метод определения простых чисел .
Он был влиятельной фигурой во многих областях и стремился понять сложности всего мира. [6] Его преданные прозвали его Пентатлосом в честь олимпийцев , которые были всесторонними соперниками, поскольку он доказал, что он хорошо осведомлен во всех областях обучения. Тем не менее, согласно записи [7] в Суде (энциклопедии X века), некоторые критики презирали его, называя его Номером 2 , потому что во всех своих начинаниях он всегда приходил вторым. [8]
Жизнь
Сын Аглаоса, Эратосфен родился в 276 году до нашей эры в Кирене . Кирена, ныне являющаяся частью современной Ливии , была основана греками несколько столетий назад и стала столицей Пентаполя (Северная Африка) , страны, состоящей из пяти городов: Кирены, Арсинои , Береники , Птолемеи и Аполлонии . Александр Великий завоевал Кирену в 332 г. до н. э., а после его смерти в 323 г. до н. э. власть над ней перешла к одному из его полководцев, Птолемею I Сотеру , основателю Птолемеевского царства . При правлении Птолемеев экономика процветала, в основном благодаря экспорту лошадей и сильфия , растения, используемого в качестве приправы и лекарств. [1] Кирена стала местом культивирования, где процветали знания. Как и любой молодой грек того времени, Эратосфен учился в местной гимназии , где он изучал физические навыки и социальное общение, а также чтение, письмо, арифметику, поэзию и музыку. [9]
Эратосфен отправился в Афины, чтобы продолжить свое обучение. Там его основатель стоицизма Зенон Китийский преподавал ему философские лекции о добродетельной жизни. [10] Затем он учился у Аристона Хиосского , который возглавлял более циничную философскую школу. Он также учился у главы Платоновской Академии , которым был Аркесилай из Питаны . Его интерес к Платону побудил его написать свою самую первую работу на научном уровне, «Платоник» , исследующую математические основы философии Платона. [6] Эратосфен был человеком многих взглядов и исследовал искусство поэзии под руководством Каллимаха . [9] Он писал стихи: одно в гекзаметрах под названием «Гермес» , иллюстрирующее историю жизни бога; и другой в элегических текстах , названный «Эригона» , описывающий самоубийство афинской девушки Эригоны (дочери Икария) . [6] Он написал «Хронографии» — текст, в котором с научной точки зрения изображены важные даты, начиная с Троянской войны . Эта работа получила высокую оценку за точность. Позднее Георгию Синцеллу удалось сохранить из хронографий список из 38 царей египетских Фив . Эратосфен также написал «Олимпийские победители» — хронологию победителей Олимпийских игр . Неизвестно, когда он написал свои произведения, но они подчеркнули его способности.
Эти произведения и его большие поэтические способности побудили царя Птолемея III Эвергета попытаться назначить его библиотекарем в Александрийскую библиотеку в 245 году до нашей эры. Эратосфен, которому тогда было тридцать лет, принял приглашение Птолемея и отправился в Александрию, где прожил остаток своей жизни. Примерно через пятьдесят лет он стал главным библиотекарем, эту должность ранее занимал поэт Аполлоний Родий . В качестве главы библиотеки Эратосфен обучал детей Птолемея, в том числе Птолемея IV Филопатора , который стал четвертым фараоном Птолемеев. Он расширил фонд библиотеки: в Александрии все книги пришлось сдать на тиражирование. Говорили, что они были скопированы настолько точно, что невозможно было определить, вернула ли библиотека оригинал или копию. Он стремился сохранить репутацию Александрийской библиотеки в условиях конкуренции со стороны Пергамской библиотеки . Эратосфен создал целый раздел, посвященный рассмотрению Гомера , и приобрел оригинальные произведения великих трагических драм Эсхила , Софокла и Еврипида . [6]
Эратосфен считал, что в каждой нации есть как хорошее, так и плохое, и критиковал Аристотеля за утверждение, что человечество разделено на греков и варваров , а также за утверждение, что греки должны сохранять расовую чистоту. [12] С возрастом он заболел офтальмией и ослеп около 195 г. до н.э. Потеря способности читать и наблюдать за природой мучила его и вгоняла его в депрессию, заставляя его добровольно уморить себя голодом. Он умер в 194 г. до н.э. в возрасте 82 лет в Александрии. [9]
Научная карьера
Измерение окружности Земли
Мера окружности Земли согласно упрощенной версии Клеомеда, основанной на приближении, согласно которому Сиена находится на тропике Рака и на том же меридиане, что и Александрия.
Измерение окружности Земли является самым известным среди результатов, полученных Эратосфеном [13] , который подсчитал, что длина меридиана составляет 252 000 стадий (от 39 060 до 40 320 километров (от 24 270 до 25 050 миль)), с ошибкой относительно реального значения. от -2,4% до +0,8% (при условии, что значение для стадиона составляет от 155 до 160 метров (от 509 до 525 футов)). [2] Эратосфен описал свою технику измерения дуги , [14] в книге под названиемПо меркам Земли , которая не сохранилась. Однако сохранился упрощенный вариант метода, описанныйКлеомедом. [15]
Упрощенный метод работает, рассматривая два города вдоль одного и того же меридиана и измеряя как расстояние между ними, так и разницу в углах теней, отбрасываемых солнцем, на вертикальном стержне (гномоне ) в каждом городе в полдень в день летнего солнцестояния . Двумя использованными городами были Александрия и Сиена (современный Асуан ), а расстояние между городами измерялось профессиональными бематистами . [16] Геометрические расчеты показывают, что окружность Земли — это расстояние между двумя городами, разделенное на разницу углов теней, выраженную в долях одного оборота .
Эратосфен продолжил свои знания о Земле. Используя свои открытия и знание его размера и формы, он начал его зарисовывать. В Александрийской библиотеке он имел доступ к различным книгам о путешествиях, которые содержали различную информацию и изображения мира, которые нужно было собрать воедино в каком-то организованном формате. [17] В своем трехтомном труде «География» ( греч . Geographika ) он описал и нанес на карту весь известный ему мир, даже разделив Землю на пять климатических зон: [18] две зоны замерзания вокруг полюсов, две умеренные зоны и Зона, охватывающая экватор и тропики. [19] Эта книга является первым зарегистрированным примером многих терминов, которые используются до сих пор, включая название дисциплины «география» . [20] Он разместил сетки перекрывающихся линий на поверхности Земли. Он использовал параллели и меридианы, чтобы связать воедино все места мира. Теперь с помощью этой сети по поверхности Земли стало возможным оценить расстояние до удаленных мест. В « Географии» были показаны названия более 400 городов и их расположение, чего раньше никогда не удавалось. [1] Однако его «География» была потеряна для истории, хотя фрагменты работы можно собрать воедино из работ других великих историков, таких как Плиний , Полибий , Страбон и Марциан . Хотя эта работа является самой ранней, в которой мы можем проследить определенные идеи, слова и концепции в исторических записях, более ранний вклад, возможно, был потерян для истории.
Первая книга была чем-то вроде введения и содержала обзор его предшественников, признавая их вклад, который он собрал в библиотеке. В этой книге Эратосфен обвинил Гомера в том, что он не дает никакого понимания того, что он теперь называет географией. Его неодобрение топографии Гомера разозлило многих, кто считал мир, изображенный в «Одиссее» , законным. [6] [21] Он также прокомментировал идеи о природе и происхождении Земли: он думал о Земле как о неподвижном земном шаре, пока его поверхность менялась. Он выдвинул гипотезу, что когда-то Средиземное море было огромным озером, покрывавшим окружающие его страны, и что оно соединилось с океаном на западе только тогда, когда в какой-то момент в его истории открылся проход.
Вторая книга содержит его расчет окружности Земли. Именно здесь, по словам Плиния, «был постигнут мир». Здесь Эратосфен описал свою знаменитую историю о колодце в Сиене, где в полдень каждого летнего солнцестояния солнечные лучи падали прямо в колодец в центре города. [22] Эту книгу теперь можно было бы считать учебником по математической географии .
Его третья книга «География » содержала политическую географию . Он называл страны и использовал параллельные линии, чтобы разделить карту на части, чтобы дать точное описание царств. Это был прорыв, и его можно считать началом географии. За это Эратосфен был назван «отцом современной географии». [17]
Согласно Страбону, Эратосфен выступал против дихотомии греков и варваров . Он говорит, что Александр игнорировал своих советников, уважая всех людей, обладающих законом и правительством. [23] Страбон говорит, что Эратосфен был неправ, утверждая, что Александр проигнорировал совет своих советников. Страбон утверждает, что это была интерпретация Александром их «истинного намерения», признавшего, что «в некоторых людях преобладают законопослушность и политический инстинкт, а также качества, связанные с образованием и даром речи». [24]
Достижения
Эратосфен был описан в Suda Lexicon как Πένταθλος (Пентатлос), что можно перевести как «Всесторонний», поскольку он был опытен в самых разных вещах: он был настоящим эрудитом. Его прозвали «Номер 2», потому что он был хорош во многих вещах и пытался заполучить каждую крупицу информации, но так и не достиг ни в чем высшего ранга; Страбон считает Эратосфена математиком среди географов и географом среди математиков. [25]
Евсевий Кесарийский в своей «Preparatio Evangelica» включает краткую главу из трех предложений о небесных расстояниях (книга XV, глава 53). Он просто заявляет, что Эратосфен нашел расстояние до Солнца « σταδίων μυριάδας τετρακοσίας καὶ ὀκτωκισμυρίας » (буквально «из мириад стадий 400 и 80 000»), а расстояние до Луны - 780,00. 0 стадий. Выражение для расстояния до Солнца было переведено либо как 4 080 000 стадий (перевод Э. Гиффорда, 1903 г.), либо как 804 000 000 стадий (издание Edouard des Places, датированное 1974–1991 гг.). Значение зависит от того, имел ли Евсевий в виду 400 мириад плюс 80 000 или «400 и 80 000» мириад. При высоте 185 м (607 футов) 804 000 000 стадий составляют 149 000 000 км (93 000 000 миль), что примерно соответствует расстоянию от Земли до Солнца.
Эратосфен также вычислил диаметр Солнца. Согласно Макробию , Эратосфен сделал диаметр Солнца примерно в 27 раз больше диаметра Земли. [17] Реальная цифра составляет примерно 109 раз. [26]
Во время своего пребывания в Александрийской библиотеке Эратосфен разработал календарь, используя свои предсказания об эклиптике Земли. Он подсчитал, что в году 365 дней и что каждый четвертый год будет 366 дней. [27]
Он также очень гордился своим решением удвоения куба . Его мотивацией было то, что он хотел производить катапульты. Эратосфен сконструировал механическое устройство для рисования линий для вычисления куба, названное мезолабио. Свое решение он посвятил царю Птолемею, представив бронзовую модель с письмом и эпиграммой. [28] Архимед был другом Эратосфена, и он тоже работал над военным инструментом с помощью математики. Архимед посвятил свою книгу «Метод» Эратосфену, зная его любовь к учебе и математике. [29]
Теория чисел
Решето Эратосфена: этапы алгоритма для простых чисел меньше 121 (включая оптимизацию начала с квадрата простого числа).
В математике решето Эратосфена (греч. κόσκινον Ἐρατοσθένους), одно из множества сит для простых чисел , представляет собой простой древний алгоритм для поиска всех простых чисел до любого заданного предела. Он делает это путем итеративной маркировки как составных, то есть не простых, кратных каждому простому числу, начиная с кратных 2. Кратные данного простого числа генерируются, начиная с этого простого числа, как последовательность чисел с одинаковой разницей: равный этому простому числу, между последовательными числами. В этом ключевое отличие сита от использования пробного деления для последовательной проверки каждого числа-кандидата на делимость на каждое простое число.
Работает
Эратосфен был одним из самых выдающихся ученых своего времени и написал работы, охватывающие обширную область знаний до и во время своего пребывания в Библиотеке. Он писал на многие темы – географию, математику, философию, хронологию, литературную критику, грамматику, поэзию и даже старые комедии. После разрушения Александрийской библиотеки документов от его творчества не осталось . [25]
Гиппарх (ок. 190 – ок. 120 до н. э. ), греческий математик, измеривший радиусы Солнца и Луны, а также их расстояния от Земли.
Посидоний (ок. 135 – ок. 51 до н. э. ), греческий астроном и математик, вычисливший окружность Земли.
Примечания
↑ Суда утверждает, что он родился на 126-й Олимпиаде (276–272 гг. до н. э.) . Однако Страбон (« География» , i.2.2) утверждает, что он был «учеником» (γνωριμος) Зенона из Кития (умершего в 262 г. до н. э.), что предполагает более ранний год рождения ( ок. 285 г. до н. э. ), поскольку он вряд ли учился у него в юном 14-летнем возрасте. Однако γνωριμος может также означать «знакомство», и год смерти Зенона ни в коем случае не является определенным. [32]
↑ Суда утверждает, что он умер в возрасте 80 лет, Цензорин ( De die natali , 15) — в возрасте 81 года, а Псевдо-Лукиан ( Макробиой , 27 лет) — в возрасте 82 лет .
Рекомендации
^ abc Roller, География Дуэйна В. Эратосфена. Нью-Джерси: Издательство Принстонского университета, 2010.
^ abc Руссо, Лусио (2004). Забытая революция: как зародилась наука в 300 году до нашей эры и почему ей пришлось возродиться. Берлин: Шпрингер. стр. 273–277. ISBN 3-540-20396-6. ОСЛК 52945835.
^ «Представьте Вселенную - Землю».
^ «Эратосфен (276–195 до н.э.)». Cornell University. По состоянию на 28 июля 2019 г.
^ «Греческая хронология». Британника .
^ abcde Чемберс, Джеймс Т. «Эратосфен Киренский». в Словаре мировой биографии: Древний мир, январь 1998 г.: 1–3.
^ "Запись ε 2898"
^ См. также Азимов, Исаак. Биографическая энциклопедия науки и техники Азимова , новое переработанное издание. 1975. Запись № 42, «Эратосфен», с. 29. Pan Books Ltd, Лондон. ISBN 0330243233 . Это также утверждал Карл Саган на 31-й минуте своего эпизода «Космос» « Берега космического океана».
^ abc Бэйли, Эллен. 2006. «Эратосфен Киренский». Эратосфен Киренский 1–3. Сборник документальных книг: издание для средней школы.
^ Рист, Дж. М. «Зенон и стоическая последовательность», в Phronesis. Том. 22, № 2, 1977.
^ «Феномены» Арата, «О круговых движениях небесных тел» Клеомеда и «Введение в арифметику» Никомаха – Просмотрщик – Мировая цифровая библиотека». www.wdl.org . Проверено 24 февраля 2021 г.
^ с. 439 Том. 1 Уильям Вудторп Тарн Александр Великий . Том. Я, Повествование ; Том. II, Источники и исследования . Кембридж: Издательство Кембриджского университета, 1948. (Новое издание, 2002 г. (мягкая обложка, ISBN 0521531373 )).
^ Руссо, Лусио (2004). Забытая революция: как зародилась наука в 300 году до нашей эры и почему ей пришлось возродиться. Берлин: Шпрингер. п. 68. ИСБН3-540-20396-6. ОСЛК 52945835.
^ Торге, В.; Мюллер, Дж. (2012). Геодезия. Учебник Де Грюйтера. Де Грютер. п. 5. ISBN978-3110250008. Проверено 2 мая 2021 г.
^ Клеомед, Целестия , i.7.49–52.
^ Марсианус Капелла, De nuptiis Philologiae et Mercurii , VI.598.
^ abc Смит, сэр Уильям. «Эратосфен» в Словаре греческой и римской биографии и мифологии . Анн-Арбор, Мичиган: Библиотека Мичиганского университета, 2005.
^ Моррис, Терри Р. «Эратосфен Киренский». в Энциклопедии Древнего Мира . Ноябрь 2001 года.
^ 2011. «Эратосфен». База данных биографии Хатчинсона 1.
^ Дальман, Карл; Ренвик, Уильям (2014). Введение в географию: люди, места и окружающая среда (6-е изд.). Пирсон. ISBN9780137504510. Проверено 28 августа 2022 г.
^ Экерман, Крис. Рецензия на (DW) Ролик «Эратосфен» География. Собранные и переведенные фрагменты с комментариями и дополнительными материалами. Классический обзор. 2011.
^ «Эратосфен Киренский». Ханская академия . Проверено 19 ноября 2019 г.
^ Аналогичное обсуждение Плутарха, утверждающее, что Александр проигнорировал совет Аристотеля по этому вопросу, возможно, произошло под влиянием Эратосфена, но Плутарх не дает нам подтверждения своих источников.
^ Исаак, Бенджамин. Изобретение расизма в классической античности. Издательство Принстонского университета, 2013.
^ abc Дикс, доктор «Эратосфен», в Полном словаре научной биографии . Нью-Йорк: Сыновья Чарльза Скрибнера, 1971.
^ «Спросите астронома». Крутой Космос . Архивировано из оригинала 30 июля 2014 г.
↑ Работа греческого учёного показывает полезность измерений. Manawatu Standard , 19 июня 2012 г. 07, Newspaper Source Plus
^ Жумуд, Леонид. Платон как «архитектор науки». в Фонезисе . Том. 43 (3) 1998. 211–244.
^ Чондрос, Томас Г. Жизнь Архимеда и машины. в теории механизмов и машин . Том. 45(11) 2010. 1766–1775.
↑ Упоминается героем Александрийским в его «Диоптре» . См. стр. 272, том. 2, Избранное, иллюстрирующее историю греческой математики , тр. Айвор Томас, Лондон: William Heinemann Ltd.; Кембридж, Массачусетс: Издательство Гарвардского университета, 1957.
^ Смит, Эндрю. «Афиней: Деипнософисты - Книга 7». www.attalus.org .
Ожак, Г. (2001). Эратосфен Киренский, пионер географии . Париж: Édition du CTHS. 224 с.
Балмер-Томас, Айвор (1939–1940). Избранные материалы, иллюстрирующие историю греческой математики . Кембридж, Массачусетс: Издательство Гарвардского университета.
Эльнатанов, Б.А. (1983). «Краткий очерк истории развития решета Эратосфена». Истор.-Мат. Исслед. (на русском). 27 : 238–259.
Фишер, я (1975). «Еще один взгляд на определения Эратосфеном и Посидонием окружности Земли». Ежеквартальный журнал Королевского астрономического общества . 16 : 152–167. Бибкод : 1975QJRAS..16..152F.
Фрейзер, премьер-министр (1970). «Эратосфен Киренский». Труды Британской академии . 56 : 175–207.
Фрейзер, премьер-министр (1972). Птолемеевская Александрия . Оксфорд: Кларендон Пресс.
Фуэнтес Гонсалес, PP, «Эратосфен де Кирена», в Р. Гуле (редактор), Dictionnaire des Philosophes Antiques , vol. III, Париж, Национальный центр научных исследований, 2000, стр. 188–236.
Геус К. (2002). Эратосфен Киренский. Studien zur hellenistischen Kultur- und Wissenschaftgeschichte. Мюнхен: Verlag CH Beck. (Münchener Beiträge zur Papyrusforschung und antiken Rechtsgeschichte. Bd. 92) X, 412 S.
Гольдштейн, Б. Р. (1984). «Эратосфен об «измерении» Земли». История математики . 11 (4): 411–416. дои : 10.1016/0315-0860(84)90025-9 .
Гулбекян, Э. (1987). «Происхождение и значение стадиона, использованного Эратосфеном в третьем веке до нашей эры» . Архив истории точных наук . 37 (4): 359–363. дои : 10.1007/BF00417008. JSTOR 41133819. S2CID 115314003.
Хонигманн, Э. (1929). Die sieben Klimata und die πολεις επισημοι . Eine Untersuruchung zur Geschichte der Geographie und Astrologie in Altertum und Mittelalter. Гейдельберг: Universitätsbuchhandlung Карла Винтера. 247 С.
Кнаак, Г. (1907). «Эратосфен». Поли – Виссова VI : 358–388.
Манна, Ф. (1986). «Пентатлос древней науки, Эратосфен, первый и единственный из «простых чисел».". Atti Accad. Pontaniana . Новая серия (на итальянском языке). 35 : 37–44.
Муваф, А.; Филиппу, АН (1981). «Арабская версия Эратосфена, пишущего о средних пропорциях». Дж. Хист. арабская наука . 5 (1–2): 147–175.
Никастро, Николас (2008). Окружность: Эратосфен и древние попытки измерить земной шар . Нью-Йорк: Пресса Святого Мартина. ISBN 978-0312372477.
Маркотт, Д. (1998). «Климатология Эратосфена Посейдония: зарождение человеческой науки». Ж. Аргу, Ж. Ю. Гийомен (ред.). Точные и прикладные науки в Александрии (IIIe siècle av JC – Ier ap JC) . Сент-Этьен: Публикации Университета Сент-Этьена: 263–277.
Макфейл, Кэмерон (2011). Реконструкция карты мира Эратосфена: исследование анализа источников. Диссертация подана на степень магистра гуманитарных наук в Университете Отаго. Данидин, Новая Зеландия.
Пфайффер, Рудольф (1968). История классической науки от начала до конца эллинистической эпохи . Оксфорд: Кларендон Пресс.
Роулинз, Д. (1982). «Разгадана геодезия Эратосфена: существовала ли эллинистическая астрономия высокой точности». Исида . 73 (2): 259–265. дои : 10.1086/352973. S2CID 120730515.
Роулинз, Д. (1982). «Карта Нила Эратосфена – Страбона. Это самый ранний сохранившийся образец сферической картографии? Позволила ли она дуге в 5000 стадий для эксперимента Эратосфена?». Арх. Хист. Точная наука . 26 (3): 211–219. дои : 10.1007/BF00348500. S2CID 118004246.
Роулинз, Д. (2008). «Большая Земля и крошечная вселенная Эратосфена» (PDF) . ДИО . 14 : 3–12. Бибкод : 2008DIO....14....3R. Архивировано (PDF) из оригинала 30 октября 2008 г.
Роллер, Дуэйн В. (2010). География Эратосфена: собраны и переведены фрагменты с комментариями и дополнительными материалами. Принстон: Издательство Принстонского университета. ISBN 978-0691142678.
Росококи, А. (1995), Эригон Эратосфена. Eine komentierte Ausgabe der Fragmente , Гейдельберг: C. Winter-Verlag
Щеглов Д.А. (2004/2006). «Система семи климатов Птолемея и география Эратосфена». География Антиква 13 : 21–37.
Щеглов Д.А. (2006). «Параллель Родоса Эратосфена и история системы климатов». Клио . 88 (2): 351–359. дои : 10.1524/klio.2006.88.2.351. S2CID 190529073.
Английский перевод первоисточника по Эратосфену и размеру Земли у Роджера Пирса.
Бернхарди, Готфрид: Eratosthenica Berlin, 1822 (PDF) (латинский/греческий), перепечатано в Оснабрюке, 1968 г. (немецкий)
Решето Эратосфена на Javascript. Архивировано 1 марта 2001 г. в Wayback Machine.
О методах Эратосфена, включая Java-апплет
Как греки оценивали расстояния до Луны и Солнца
Измерение Земли методом Эратосфена.
Список древнегреческих математиков и современников Эратосфена
Статья в Новой Адвентской энциклопедии об Александрийской библиотеке
Решето Эратосфена в классической веб-среде интерактивного программирования BASIC
Международный педагогический проект. Архивировано 14 апреля 2019 г. в Wayback Machine : проект fr:La main à la pâte.
Физическая компьютерная модель с открытым исходным кодом, позволяющая Эратосфену оценить радиус и окружность Земли. Архивировано 5 января 2020 г. на Wayback Machine.
Эратосфен, видео
Эратосфен, Katasterismoi (или Astrothesiae), оригинальный текст