Герона Александрийский и механика

Развитие механики в эпоху эллинизма связано, прежде всего, с именем представителя Александрийской научной школы Герона Александрийского, известного также под именем Герон-механик. О времени жизни и деятельности этого ученого точных сведений не сохранилось; в настоящее время большинство историков науки считают, что он жил в I-II вв. н. э.

Основное сочинение Герона по механике, обычно называемое «Механикой» Герона, сохранилось только в арабском переводе сирийца Косты ибн Луки, жившего в конце IX и начале X в. Точнее название этого сочинения, согласно Косте ибн Луке,- «Книге Герона о поднятии тяжелых предметов».

«Механика» Герона состоит из трех книг. Первая книга посвящена теоретическим вопросам.

Во второй книге «Механики» дается описание пяти простых машин: рычага, клина, винта, ворота и блока.

В этой книге даются ответы на 17 вопросов, относящихся к практическому применению простых машин, а также определяются центры тяжести различных фигур.

В третьей книге описаны различные конструкции приборов для поднятия тяжестей и прессов, основанных на комбинациях машин.

Герон Александрийский автор работ, в которых он систематически изложил основные достижения античного мира в области прикладной механики. В работе «Пневматика»: ученый описал различные механизмы, приводимые в движение нагретым и сжатым воздухом или паром.т.е. шар, вращающейся под действием пара, автомат для открывания дверей, пожарный насос, различные сифоны, механический театр марионеток и т.д.

В «Механике» он описал простейшие механизмы: рычаг, ворот, клин, винт и блок.

Математические работы являются энциклопедией античной прикладной математики. В «Метрике» даны правила и формулы для точного и приближённого расчёта различных геометрических фигур.

Одним из основных стимулов разработки принципов киномеханики и источников развития киномеханических представлений в механики была греческая астрономия.

В вавилонской астрономии положения светил на небесной сфере вычислялись с помощью арифметических методов.

Греческие астрономы, обращались к кинематико-геометрическому моделированию видимых движений небесных тел, представляли эти сложные движения только в виде комбинации нескольких круговых. Первая попытка такого моделирования – теория вращающихся концентрированных сфер, предложенная крупнейшим античным математиком и астрономом Евдоксом Книдским.

Теория Евдокса состоит в следующем: вокруг центра, в котором находится покоящаяся Земля, вращаются 27 концентрических сфер. На внешней сфере расположены «неподвижные» звезды. С помощью остальных сфер Евдокс объясняет движение Солнца, Луны и пяти планет.

Каждое из упомянутых небесных тел неразрывно связано с некоторой равномерно вращающейся сферой, объемлющей другую, ось которой находится под известным углом к оси первой. Внутренняя вращающаяся сфера увлекается в своем вращении внешне.

Движение планет Евдокс объясняет с помощью четырех сфер. Внешняя сфера, совершающая, как и в случае Луны, одно движение, совпадающее с суточным движением «неподвижных» звезд, служит для объяснения суточного движения планет. Вторая сфера, участвуя в движении первой, совершает оборот вокруг полюсов эклиптики за время, равное периоду обращения планеты.

Вращения третей и четвертой сфер служат для объяснения прямого и возвратного движения планет. Третье вращение, полюсами которого служат две неподвижные точки на эклиптики, совершается перпендикулярно ей. Плоскость четвертого вращения наклонена к плоскости третьего. В результате этих двух движений траектория планеты имеет вид петлеобразной кривой в форме лежащей восьмерки – гиппопеды, большая ось которой расположена на эклиптике.

Центр ее вследствие второго вращения проходит за период обращения планеты всю эклиптику.

С помощью системы Евдокса можно было более или менее удовлетворительно описать движение внешних планет (Юпитера и Сатурна).

Например, первый кардан создал Филон Византийский примерно в 200 г. до н.э. Сегодня кардан служит многим целям. Часто его используют, например, во время телевизионных съемок для стабилизации портативных камер. Это устройство позволяет вести красивую и плавную съемку. При съёмке был использован кардан для чернильницы, которая никогда не прольется.

Чернильницы располагались в специальных контейнерах в центре устройства. Сложный механизм отвечал за то, чтобы оно всегда находилось в вертикальном положении. Избегая сложных технических объяснений, можно в целом сделать вывод, что как бы человек не повернул чернильницу, чернила все равно не пролились бы.

Изучив исторические этапы зарождения механических знаний, мы ознакомились с огромным вкладом греческих ученых в развитие науки. Узнали, когда в науке появился термин «механика».

Изучили характер и этапы развития античной механики.Благодаря этим открытиям новых законов были построены многие полезные для человечества механизмы и созданы предпосылки для их совершенствования.Ответили на вопросы:

• Какое значение имело развитие механики для человека?
• Какие изобретения были сделаны и кем?

В наши же дни вся античная механика переросла в промышленные масштабы. Техника работы механизмов осталась прежней, однако рабский труд был заменён на роботов, автоматизирующих и ускоряющих процесс производства.

Таким образом, античная механика является родоначальником современной науки «Механики», которая используется повседневно. Начиная от накачки колёс велосипеда, заканчивая спуском на лифте.

1. Ожегов С.И. Толковый словарь русского языка. - М: Российская А.Н.; Российский фонд культуры, 1996г.
2. Ленович А.А. Я познаю мир. Физика: Энциклопедия – М.:АСТ: Хранитель, 2007г.
3. А.Ликум. Все обо всем. Популярная энциклопедия для детей - М.: «Ключ – С», 1994г.
4. В.Бутромеев. Всемирная история в лицах. Древний мир. – М.: «Олма – пресс», 1999г.
5. Г. Дильс., Античная техника, пер.с нем., М.- Л., Выгодский М.Я., Арифметика и алгебра в древнем мире, 2изд., М., 1967г.

Перейти к содержанию
исследовательской работы "Античная механика"