Герон Александрийский ( / ˈ h ɪər oʊ / ; греч . Ἥρων [a] ὁ Ἀλεξανδρεύς , Hērōn hò Alexandreús , также известный как Герон Александрийский / ˈ h ɛr ən / ; вероятно, 1-й или 2-й век н. э.) был греческим математиком и инженером , который работал в Александрии в Египте в римскую эпоху. Он был описан как величайший экспериментатор древности и представитель эллинистической научной традиции. [1] [2]
Герой опубликовал общепризнанное описание парового устройства , называемого эолипилом , также известного как «двигатель Геро». Среди его самых известных изобретений было ветряное колесо , представляющее собой самый ранний пример использования ветра на суше. [3] [4] В своей работе «Механика » он описал пантографы . [5] Некоторые из его идей были заимствованы из трудов Ктесибия .
В математике он написал комментарий к «Началам» Евклида и труд по прикладной геометрии, известный как « Метрика» . Его в основном помнят по формуле Герона ; способ вычисления площади треугольника, используя только длины его сторон. [6]
Большая часть оригинальных сочинений и замыслов Герона была утеряна , но некоторые из его работ сохранились в рукописях Византийской империи и, в меньшей степени, в латинских или арабских переводах.
Жизнь и карьера
Почти ничего не известно о жизни Герона, включая место его рождения и происхождение. Первое сохранившееся упоминание о нем - это ссылки на его работы, найденные в Книге VIII Собрания Паппа (IV в. н. э.), а научные оценки дат Герона варьируются от 150 г. до н. э. до 250 г. н. э. [7] Отто Нойгебауэр (1938) отметил лунное затмение, наблюдавшееся в Александрии и Риме, использованное в качестве гипотетического примера в Диоптре Герона , и обнаружил, что оно лучше всего соответствует деталям затмения в 62 г. н. э.; впоследствии А. Г. Драхманн предположил, что Герон лично наблюдал затмение из Александрии. [8] Однако Герон прямо об этом не говорит, его краткое упоминание о затмении расплывчато, и вместо этого он мог использовать данные какого-то более раннего наблюдателя или даже выдумать пример. [9]
Александрия была основана Александром Великим в IV веке до нашей эры, и ко времени Герона была космополитическим городом, частью Римской империи . Интеллектуальное сообщество, сосредоточенное вокруг Мусейона (включая Александрийскую библиотеку ), говорило и писало на греческом языке; однако между греческим и египетским населением города было много смешанных браков. [10] Было сделано предположение, что Герон преподавал в Мусейоне, поскольку некоторые из его трудов, по-видимому, являются конспектами лекций или учебниками по математике , механике , физике и пневматике . [11] Хотя эта область не была формализована до двадцатого века, считается, что работы Герона, в частности, по его автоматизированным устройствам, представляли собой некоторые из первых формальных исследований в области кибернетики . [12]
Изобретения
Эолипил героя
Герою приписывают ряд устройств и изобретений, в том числе следующие:
Эолипил (вариант которого известен как «двигатель Героя»), который был реактивным двигателем, похожим на ракету , и первым зарегистрированным паровым двигателем (хотя Витрувий упоминал эолипил в «Об архитектуре» , предположительно раньше, чем Геро). [13] Другой двигатель использовал воздух из закрытой камеры, нагретый алтарным огнем, для вытеснения воды из запечатанного сосуда; вода собиралась, и ее вес, натягиваемый на веревке, открывал двери храма. [14] Некоторые историки объединили два изобретения, чтобы утверждать, что эолипил был способен совершать полезную работу. [15]
Торговый автомат , который выдавал определенное количество воды для омовений, когда в щель наверху машины вставлялась монета. Это было включено в список изобретений в его книге «Механика» . Когда монета была вложена, она падала на поддон, прикрепленный к рычагу. Рычаг открывал клапан, который выпускал немного воды. Поддон продолжал наклоняться под весом монеты, пока она не падала, после чего противовес возвращал рычаг обратно вверх и закрывал клапан. [16]
Ветряное колесо, приводящее в действие орган, что является первым задокументированным случаем использования ветра для приведения машины в действие. [3] [4]
Множество механизмов для греческого театра , включая полностью механическую пьесу длиной почти десять минут, приводимую в действие системой веревок, узлов и простых машин, управляемых вращающимся цилиндрическим зубчатым колесом. Звук грома производился механически синхронизированным падением металлических шаров на скрытый барабан.
Насос для подачи силы , который широко использовался в римском мире, в том числе в пожарной машине.
Геро описал устройство , похожее на шприц, для контроля подачи воздуха или жидкостей. [17]
Отдельный фонтан, работающий за счет автономной гидростатической энергии; теперь называется фонтаном Герона .
Тележка, приводимая в движение падающим грузом и веревками, обмотанными вокруг ведущей оси. [18]
Герою приписывают своего рода термометр . Хотя термометр не был единичным изобретением, а разработкой , Герою был известен принцип, согласно которому некоторые вещества, в частности воздух, расширяются и сжимаются, и он описал демонстрацию, в которой закрытая трубка, частично заполненная воздухом, имела конец в емкости с водой. [19] Расширение и сжатие воздуха приводило к перемещению положения границы раздела вода/воздух вдоль трубки.
Герон описал итеративный алгоритм вычисления квадратных корней , теперь называемый методом Герона , в своей работе Metrica , наряду с другими алгоритмами и приближениями. [21] Сегодня, однако, его имя наиболее тесно связано с формулой Герона для площади треугольника в терминах длин его сторон. Герон также сообщил о методе вычисления кубических корней. [22] В стереометрии среднее Герона может использоваться для нахождения объема усеченной пирамиды или конуса .
Герой также описал алгоритм кратчайшего пути, то есть, если заданы две точки A и B по одну сторону линии, найти точку C на прямой, которая минимизирует AC + BC. Это привело его к формулировке принципа кратчайшего пути света : если луч света распространяется из точки A в точку B в одной и той же среде, то длина пройденного пути является кратчайшей возможной. В Средние века Ибн аль-Хайтам расширил принцип как на отражение, так и на преломление, и позже принцип был сформулирован в этой форме Пьером де Ферма в 1662 году; наиболее современная форма заключается в том, что оптический путь является стационарным .
Библиография
Книга «Об автоматах» Герона Александрийского (издание 1589 г.)
Наиболее полное издание произведений Геро было опубликовано в пяти томах в Лейпциге издательством Teubner в 1903 году.
Известные произведения, написанные Геро, включают:
Пневматика (Πνευματικά), описание машин, работающих под давлением воздуха , пара или воды , включая гидравлику или водяной орган [23]
Автоматы , описание машин, которые позволяют творить чудеса на банкетах и, возможно, также в театральных постановках с помощью механических или пневматических средств (например, автоматическое открытие или закрытие дверей храма, статуи, которые разливают вино и молоко и т. д.) [24]
^ Эбботт, Дэвид, ред. (1986) [1985]. «Герой Александрии» . Биографический словарь ученых . Нью-Йорк: Peter Bedrick Books. стр. 81. Герой Александрии жил около 60 г. н. э., его по-разному описывают как египетского ученого и греческого инженера, он был величайшим экспериментатором древности.
^ Боас, Мари (1949). «Пневматика героя: исследование ее передачи и влияния». Isis . 40 (1): 38 и выше.
^ ab Drachmann, AG (1961). «Ветряная мельница цапли». Centaurus . 7 : 145–151.
^ Аб Лорманн, Дитрих (1995). «Фон дер östlichen zur Westlichen Windmühle». Архив культурной деятельности . 77 (1): 1–30 (10 и далее).
^ Чеккарелли, Марко (2007). Выдающиеся деятели в области механики и машиноведения: их вклад и наследие. Springer. стр. 230. ISBN978-1-4020-6366-4.
^ Tybjerg, Karin (декабрь 2004 г.). «Механическая геометрия Героя Александрии». Apeiron . 37 (4): 29–56. doi :10.1515/APEIRON.2004.37.4.29. ISSN 2156-7093.
^ Хит, Томас (1921). "XVIII: Измерение: Герон Александрийский". История греческой математики . Том 2. Oxford University Press. "Споры о дате Герона", стр. 298–307.
^ Кейзер, Пол (1988). «Светоний «Нерон» 41. 2 и дата Герона Механика Александрийского». Классическая филология . 83 (3): 218–220. Нойгебауэр, Отто (1938). «Über eine Methode zur Distanzbestimmung Alexandria–Rom bei Heron» [О методе определения расстояния между Александрией и Римом по Герону]. Кгл. Danske Videnskabernes Selskab, Historisk-Filologiske Meddelelser (на немецком языке). 26 (2). Драхманн, АГ (1950). «Цапля и Птолемей». Центавр . 1 : 117–131.
↑ Текст Герона (перевод Масиа):«Тогда, пусть будет необходимо измерить, скажем, путь между Александрией и Римом по линии — или, скорее, по дуге большого круга на Земле — если было согласовано, что окружность Земли составляет 252 000 стадиев — как Эратосфен, работавший несколько точнее других, показал в своей книге под названием « Об измерении Земли» . Теперь, пусть <то же самое> лунное затмение наблюдалось в Александрии и Риме. Если оно найдено в записях, мы воспользуемся им, или, если нет, мы сможем изложить наши собственные наблюдения, потому что лунные затмения происходят с интервалом в 5 и 6 месяцев. Теперь пусть затмение будет найдено <в записях> — это, в указанных областях: в Александрии в 5-м часу ночи, и то же самое в 3-м часу в Риме — очевидно, в ту же ночь. И пусть ночь — то есть дневной круг, относительно которого солнце движется в указанную ночь — будет 9 (или 10) дней от весеннего равноденствия в направлении зимнего солнцестояния». Сидоли, Натан (2011). «Свидание цапли Александрийской» (PDF) . Centaurus . 53 : 55–61. doi :10.1111/j.1600-0498.2010.00203.x. Масиа, Рамон (2015). «О датировке Герона Александрийского». Архив истории точных наук . 69 (3): 231–255. JSTOR 24569551.
^ Кац, Виктор Дж. (1998). История математики: Введение . Эддисон Уэсли. стр. 184. ISBN0-321-01618-1. Но что мы действительно хотим знать, так это в какой степени александрийские математики периода с первого по пятый века нашей эры были греками. Конечно, все они писали на греческом языке и были частью греческого интеллектуального сообщества Александрии. И большинство современных исследований приходят к выводу, что греческое сообщество сосуществовало [...] Так должны ли мы предполагать, что Птолемей и Диофант, Папп и Гипатия были этническими греками, что их предки приехали из Греции в какой-то момент в прошлом, но оставались фактически изолированными от египтян? Конечно, невозможно ответить на этот вопрос окончательно. Но исследования папирусов, датируемых первыми веками нашей эры, показывают, что значительное количество смешанных браков имело место между греческими и египетскими общинами [...] И известно, что греческие брачные контракты все больше напоминали египетские. Кроме того, даже с момента основания Александрии небольшое количество египтян было допущено в привилегированные классы города для выполнения многочисленных гражданских ролей. Конечно, в таких случаях египтянам было необходимо «эллинизироваться», перенять греческие привычки и греческий язык. Учитывая, что упомянутые здесь александрийские математики действовали спустя несколько сотен лет после основания города, представляется по крайней мере столь же возможным, что они были этническими египтянами, как и то, что они оставались этническими греками. В любом случае, неразумно изображать их с чисто европейскими чертами, когда не существует никаких физических описаний.
^ Келли, Кевин (1994). Из-под контроля: новая биология машин, социальных систем и экономического мира. Бостон: Addison-Wesley. ISBN0-201-48340-8.
^ Герой (1899). «Пневматика, книга ΙΙ, глава XI». Цапли фон Александрии Druckwerke und Automatentheater (на греческом и немецком языках). Вильгельм Шмидт (переводчик). Лейпциг: Б. Г. Тойбнер. стр. 228–232.
^ Герой Александрийский (1851). «Двери храма открылись огнем на алтаре». Пневматика Героя Александрийского . Перевод Беннета Вудкрофта (переводчик). Лондон: Тейлор Уолтон и Маберли (онлайн-издание Университета Рочестера, Рочестер, Нью-Йорк). Архивировано из оригинала 2008-05-09 . Получено 2008-04-23 .
^ Например: Mokyr, Joel (2001). Двадцать пять столетий технологических изменений . Лондон: Routledge. С. 11. ISBN 0-415-26931-8Среди устройств, приписываемых Герону, есть эолипил — работающий паровой двигатель, используемый для открытия дверей храма .и Вуд, Крис М.; Макдональд, Д. Гордон (1997). "История движителей и турбомашин". Глобальное потепление . Cambridge University Press. стр. 3. ISBN 0-521-49532-6. Два выпускных сопла ... использовались для направления пара с высокой скоростью и вращения сферы ... Прикрепив канаты к осевому валу, Герой использовал полученную мощность для выполнения таких задач, как открытие дверей храма.
^ Хамфри, Джон У.; Олесон, Джон П.; Шервуд, Эндрю Н. (1998). Греческая и римская технология: Справочник . Лондон: Routledge. С. 66–67. ISBN978-0-415-06137-7.
^ Вудкрофт, Беннет (1851). Пневматика Герона Александрийского. Лондон: Тейлор Уолтон и Маберли. Bibcode : 1851phal.book.....W. Архивировано из оригинала 1997-06-29 . Получено 27 января 2010 г. № 57. Описание шприца
↑ Шарки, Ноэль (7 июля 2007 г.). «Программируемый робот Древней Греции» . New Scientist . № 2611. Crystall, Ben (4 июля 2007 г.). «Программируемый робот из 60 г. н. э.: Ноэль Шарки прослеживает технологию вплоть до древней Александрии». Блог New Scientist . Архивировано из оригинала 5 сентября 2017 г. Получено 29 августа 2017 г.(Видео также доступно на YouTube)
^ Т. Д. Макги (1988) Принципы и методы измерения температуры ISBN 0-471-62767-4
^ «Герой Александрии | Двигатели нашей изобретательности». engines.egr.uh.edu .
↑ Хит, Томас (1921). История греческой математики. Т. 2. Оксфорд: Clarendon Press. С. 323–324.
^ Smyly, J. Gilbart (1920). «Формула Герона для кубического корня». Hermathena . 19 (42): 64–67. JSTOR 23037103.
↑ Об основных переводах трактата, включая перевод Бернардино Бальди на итальянский язык 1589 года, см. обсуждение в работе Франческо Грилло (2019). Hero of Alexandria's Automata. Критическое издание и перевод, включая комментарий к первой книге, докторская диссертация, Университет Глазго, стр. xxviii–xli.
^ аб Хойруп, Йенс (1997). «Герой, Ps-Герой и ближневосточная практическая геометрия» (PDF) . Antike Naturwissenscha und ihre Rezeption . 7 : 67–93.
^ Руссо, Лючио (2004). Забытая революция: как наука родилась в 300 г. до н. э. и почему она должна была возродиться . Перевод Леви, Сильвио. Берлин: Springer. ISBN978-3-642-18904-3.
Дальнейшее чтение
Drachmann, AG (1963). Механическая технология греческой и римской античности: исследование литературных источников. Мэдисон: Издательство Висконсинского университета. ISBN 0598742557.
Drachmann, AG (1972). «Герой Александрии» . В Gillispie, Charles Coulston (ред.). Dictionary of Scientific Biography . Том 6 (Hachette–Hyrtl). Нью-Йорк: Charles Scribner's Sons. стр. 310–314. LCCN 69-18090.
Ланделс, Дж. Г. (2000). Инженерное дело в древнем мире (2-е изд.). Беркли: Издательство Калифорнийского университета. ISBN 0-520-22782-4.
Махони, Майкл С. (1972). «Герой Александрии: Математика» . В Джиллиспи, Чарльз Коулстон (ред.). Словарь научной биографии . Том 6 (Hachette–Hyrtl). Нью-Йорк: Charles Scribner's Sons. стр. 314–315. LCCN 69-18090.
Марсден, Э. У. (1969). Греческая и римская артиллерия: технические трактаты . Оксфорд: Clarendon Press.
Роби, Кортни Энн (2023). Механическая традиция Герона Александрийского: стратегии чтения от античности до раннего современного периода . Кембридж; Нью-Йорк: Cambridge University Press. ISBN 9781316516232.
Шелленберг, Ганс Михаэль (2008). «Anmerkungen zu Heron von Alexandria und seinem Werk ueber den Geschuetzbau». В Бирли, Энтони Ричард; и др. (ред.). Римский сборник: очерки в честь Энтони Р. Бирли в день его семидесятилетия. Фонд развития Гданьского университета. ISBN 978-8375311464.
Внешние ссылки
На Викискладе есть медиафайлы по теме «Герой Александрийский» .
В греческом Викиресурсе есть оригинальный текст, относящийся к этой статье:
