Гномон ( / ˈ n oʊ ˌ m ɒ n , - m ə n / ; от древнегреческого γνώμων ( gnṓmōn ) «тот, кто знает или исследует») [1] [2] — часть солнечных часов , которая отбрасывает тень . Этот термин используется для различных целей в математике и других областях.
Раскрашенная палка, датируемая 2300 г. до н.э., которая была раскопана на археологическом участке Таосы, является старейшим гномоном, известным в Китае. [4] Гномон широко использовался в Древнем Китае со второго тысячелетия до н.э. для определения изменений в сезонах, ориентации и географической широты. Древние китайцы использовали теневые измерения для создания календарей, которые упоминаются в нескольких древних текстах. [ необходима цитата ]
Согласно сборнику китайских поэтических антологий Чжоу «Классика поэзии» , один из далеких предков царя Вэня из династии Чжоу использовал гномон для измерения длины тени, чтобы определить ориентацию примерно в 14 веке до нашей эры. [5] [6] Считается, что древнегреческий философ Анаксимандр (610–546 гг. до н. э.) познакомил древних греков с этим вавилонским инструментом. [7]
Древнегреческий математик и астроном Энопид использовал фразу «нарисованный по гномону» для описания линии, нарисованной перпендикулярно другой. [8] Позже этот термин использовался для L -образного инструмента, такого как стальной угольник , используемый для рисования прямых углов. Эта форма может объяснять его использование для описания фигуры, образованной путем вырезания меньшего квадрата из большего. Евклид распространил этот термин на плоскую фигуру, образованную путем удаления подобного параллелограмма из угла большего параллелограмма. Действительно, гномон — это приращение между двумя последовательными фигурными числами , включая квадратные и треугольные числа. [ требуется ссылка ]
Древнегреческий математик и инженер Герон Александрийский определил гномон как то, что при добавлении или вычитании из сущности (числа или формы) делает новую сущность похожей на исходную сущность. В этом смысле Теон Смирнский использовал его для описания числа, которое при добавлении к многоугольному числу дает следующее число того же типа. Наиболее распространенное использование в этом смысле — нечетное целое число, особенно если рассматривать его как фигурное число между квадратными числами . [ требуется цитата ]
Витрувий упоминает гномон как « gnonomice » в первом предложении главы 3 в томе 1 своей книги De Architectura . Этот латинский термин « gnonomice » оставляет место для толкования. Несмотря на его сходство с « γνωμονικός » (или его женской формой « γνωμονική »), кажется маловероятным, что Витрувий ссылается на суждение, с одной стороны, или на конструкцию солнечных часов, с другой. Кажется более уместным предположить, что он ссылается на геометрию, науку, на которую гномоны в значительной степени опираются. В те дни вычисления проводились геометрически, в отличие от алгебраических методов, используемых сегодня. Таким образом, кажется, что он косвенно ссылается на математику и геодезию . [ требуется цитата ]
Перфорированные гномоны, проецирующие точечное изображение Солнца, местоположение которого можно измерить, чтобы определить время дня и года, были описаны в китайском труде « Чжоуби Суаньцзин» , возможно, датируемом ранним периодом Чжоу (11 век до н. э.), но сохранившемся только в формах, относящихся к Восточной Хань (3 век). [9]
На Ближнем Востоке и в Европе его отдельно приписывали египетскому астроному и математику Ибн Юнусу около 1000 г. н. э. [10] Итальянский астроном, математик и космограф Паоло Тосканелли связан с размещением в 1475 г. бронзовой пластины с круглым отверстием в куполе собора Санта-Мария-дель-Фьоре во Флоренции для проецирования изображения Солнца на пол собора. С помощью отметок на полу он сообщает точное время каждого полудня (как сообщается, с точностью до половины секунды), а также дату летнего солнцестояния. Итальянский математик, инженер, астроном и географ Леонардо Хименес реконструировал гномон в соответствии со своими новыми измерениями в 1756 г. [11]
В Северном полушарии теневой край гномона солнечных часов обычно ориентирован так, что он указывает на север и параллелен оси вращения Земли . То есть, он наклонен к северному горизонту под углом , равным широте местоположения солнечных часов. В настоящее время такой гномон должен указывать почти точно на Полярную звезду , поскольку она находится в пределах 1° от северного небесного полюса .
На некоторых солнечных часах гномон расположен вертикально. В прежние времена они обычно использовались для наблюдения за высотой Солнца , особенно когда оно находилось на меридиане .
Стиль — это часть гномона, которая отбрасывает тень. Это может меняться по мере движения Солнца. Например, верхний западный край гномона может быть стилем утром, а верхний восточный край — стилем днем.
Гномоны использовались в космических миссиях на Луну и Марс. Гномон, используемый астронавтами Аполлона, представлял собой карданный стержень дальномерной линейки, установленный на штативе. В то время как тень стержня указывала направление на Солнце, серые краски с различной отражательной способностью и красные, зеленые и синие пятна облегчали надлежащую фотосъемку на поверхности Луны. [12] MarsDials использовались на марсоходах Mars Exploration Rover .
Трехмерный гномон обычно используется в САПР и компьютерной графике в качестве вспомогательного средства для позиционирования объектов в виртуальном мире . По соглашению направление оси x окрашено в красный цвет, оси y — в зеленый, а оси z — в синий.
Гномон Сен-Сюльпис внутри парижской церкви Église Saint-Sulpice , построенный для помощи в определении даты Пасхи , был описан как « Линия Розы » в романе «Код да Винчи» . [13]
