Hero of Alexandria

Hero von Alexandria war ein griechisch-ägyptischer Mathematiker und Ingenieur, der in seiner Heimatstadt Alexandria, Römisches Ägypten, tätig war. Er wird oft als der größte Experimentator der Antike betrachtet und sein Werk ist repräsentativ für die hellenistische wissenschaftliche Tradition.

Hero veröffentlichte eine anerkannte Beschreibung einer dampfbetriebenen Vorrichtung namens Äolipile, manchmal auch „Hero-Motor" genannt. Unter seinen berühmtesten Erfindungen war ein Windrad, das die erste Instanz der Windenergienutzung an Land darstellt. Er soll ein Anhänger der Atomisten gewesen sein. In seinem Werk Mechanik beschrieb er die Pantografen. Einige seiner Ideen stammten aus den Werken von Ktesibios.

In der Mathematik ist er vor allem für Herons Formel bekannt, eine Methode zur Berechnung der Fläche eines Dreiecks unter Verwendung nur der Seitenlängen.

Viele von Heros ursprünglichen Schriften und Entwürfen gingen verloren, aber einige seiner Werke wurden bewahrt – meist in Manuskripten aus dem Oströmischen Reich und ein kleinerer Teil in lateinischen oder arabischen Übersetzungen.

Leben und Karriere

Heros Ethnizität könnte entweder griechisch oder hellenisiert ägyptisch gewesen sein. Es ist fast sicher, dass Hero am Musaeum unterrichtete, das die berühmte Bibliothek von Alexandria umfasste, da die meisten seiner Schriften als Vorlesungsnotizen für Kurse in Mathematik, Mechanik, Physik und Pneumatik erscheinen. Obwohl das Feld erst im zwanzigsten Jahrhundert formalisiert wurde, wird angenommen, dass das Werk von Hero, insbesondere seine automatisierten Geräte, einige der ersten formalen Forschungen zur Kybernetik darstellt.

Erfindungen

Hero beschrieb die Konstruktion der Äolipile, eine Version davon ist als Heros Motor bekannt, ein raketenähnlicher Reaktionsmotor und die erste aufgezeichnete Dampfmaschine, obwohl Vitruvius die Äolipile in De Architectura etwa 100 Jahre früher als Hero erwähnte. Sie wurde fast zwei Jahrtausende vor der industriellen Revolution geschaffen. Ein anderer Motor nutzte Luft aus einer geschlossenen Kammer, die durch ein Altarfeuer erhitzt wurde, um Wasser aus einem versiegelten Behältnis zu verdrängen; das Wasser wurde gesammelt und sein Gewicht zog an einem Seil und öffnete Tempeltüren. Einige Historiker haben die beiden Erfindungen vermischt, um zu behaupten, dass die Äolipile nützliche Arbeit verrichten konnte.

• Der erste Verkaufsautomat war ebenfalls eine seiner Konstruktionen; wenn eine Münze durch einen Schlitz oben in der Maschine eingeführt wurde, wurde eine bestimmte Menge Weihwasser ausgegeben. Dies war in seiner Liste von Erfindungen in seinem Buch Mechanik und Optik enthalten. Als die Münze eingeworfen wurde, fiel sie auf eine Plattform, die an einem Hebel befestigt war. Der Hebel öffnete ein Ventil, das etwas Wasser ausfließen ließ. Die Plattform neigte sich weiterhin unter dem Gewicht der Münze, bis sie abfiel, woraufhin ein Gegengewicht den Hebel schnell hochschnellen ließ und das Ventil schloss.
• Ein Windrad, das eine Orgel betrieb und die erste Instanz in der Geschichte markierte, dass Wind eine Maschine antrieb.
• Hero erfand auch viele Mechanismen für das griechische Theater, einschließlich eines vollständig mechanischen Spiels von fast zehn Minuten Länge, angetrieben durch ein binärähnliches System aus Seilen, Knoten und einfachen Maschinen, die von einem rotierenden zylindrischen Zahnrad betrieben wurden. Der Donnerklang wurde durch das mechanisch zeitgesteuerte Fallen von Metallkugeln auf eine versteckte Trommel erzeugt.
• Die Kolbenpumpe war in der römischen Welt weit verbreitet, und eine Anwendung war in einer Feuerspritze.
• Ein spritzenähnliches Gerät wurde von Hero beschrieben, um die Abgabe von Luft oder Flüssigkeiten zu kontrollieren.
• In der Optik formulierte Hero das Prinzip des kürzesten Lichtwegverlaufs: Wenn sich ein Lichtstrahl von Punkt A zu Punkt B innerhalb desselben Mediums ausbreitet, ist die eingeschlagene Weglänge die kürzestmögliche. Fast 1000 Jahre später erweiterte Alhacen das Prinzip auf Reflexion und Brechung, und das Prinzip wurde später in dieser Form von Pierre de Fermat 1662 angegeben; die modernste Form besagt, dass der optische Weg stationär ist.
• Ein eigenständiger Springbrunnen, der unter in sich geschlossener hydrostatischer Energie arbeitet; jetzt Herons Brunnen genannt.
• Ein programmierbarer Wagen, der von einem fallenden Gewicht angetrieben wurde. Das „Programm" bestand aus Schnüren, die um die Antriebsachse gewickelt waren.

Mathematik

Hero beschrieb eine Methode zur iterativen Berechnung der Quadratwurzel einer Zahl. Heute ist sein Name jedoch am engsten mit Herons Formel zur Berechnung der Fläche eines Dreiecks aus seinen Seitenlängen verbunden. Er entwickelte auch eine Methode zur Berechnung von Kubikwurzeln im 1. Jahrhundert n.Chr. Er entwarf auch einen Algorithmus für den kürzesten Weg, bei dem zwei Punkte A und B auf einer Seite einer Linie gegeben sind, um C einen Punkt auf der geraden Linie zu finden, der AC+BC minimiert.

Kulturelle Referenzen

• Ein sowjetischer animierter Kurzfilm von 1979 konzentriert sich auf Heros Erfindung der Äolipile und zeigt ihn als einfachen Handwerker, der die Turbine zufällig erfand
• Eine Fernsehsendung des History Channel von 2007, Ancient Discoveries, enthält Nachbildungen der meisten Geräte von Hero
• Eine Episode „Alien Tech" der Fernsehsendung des History Channel von 2010, Ancient Aliens, beinhaltet eine Diskussion über Heros Dampfmaschine
• Eine Fernsehsendung des History Channel von 2014, Ancient Impossible, Episode „Ancient Einstein"
• Paul Levinsons Science-Fiction-Roman von 2006, The Plot to Save Socrates, zeigt Hero als einen amerikanischen Zeitreisenden.
• Eine Netflix-Serie für Erwachsene von 2020, Blood of Zeus, zeigt Heron als den Halbgott-Sohn des Zeus und Halbbruder des Seraphim, in dem er von Derek Phillips gesprochen wird.

Bibliografie

Die umfassendste Ausgabe von Heros Werken wurde 1903 in fünf Bänden in Leipzig vom Verlag Teubner veröffentlicht.

Werke, von denen bekannt ist, dass sie von Hero geschrieben wurden:

• Pneumatica, eine Beschreibung von Maschinen, die mit Luft-, Dampf- oder Wasserdruck arbeiten, einschließlich der Hydraulis oder Wasserorgel
• Automata, eine Beschreibung von Maschinen, die durch mechanische oder pneumatische Mittel Wunder in Tempeln ermöglichen, z.B. automatisches Öffnen oder Schließen von Tempeltüren, Statuen, die Wein ausgießen, usw.; siehe Automaton und Bernardino Baldis Übersetzung
• Mechanica, nur auf Arabisch bewahrt, geschrieben für Architekten, enthält Mittel zum Heben schwerer Objekte
• Metrica, eine Beschreibung, wie man Oberflächen und Volumen verschiedener Objekte berechnet
• On the Dioptra, eine Sammlung von Methoden zur Messung von Längen, ein Werk, in dem der Wegmesser und die Dioptra, ein Gerät, das dem Theodoliten ähnelt, beschrieben werden
• Belopoeica, eine Beschreibung von Kriegsmaschinen
• Catoptrica, über die Ausbreitung von Licht, Reflexion und die Verwendung von Spiegeln

Werke, die manchmal Hero zugeschrieben wurden, aber jetzt wahrscheinlich von jemandem anderem geschrieben worden sein sollen:

• Geometrica, eine Sammlung von Gleichungen basierend auf dem ersten Kapitel der Metrica
• Stereometrica, Beispiele dreidimensionaler Berechnungen basierend auf dem zweiten Kapitel der Metrica
• Mensurae, Werkzeuge, die zum Durchführen von Messungen verwendet werden können, basierend auf Stereometrica und Metrica
• Cheiroballistra, über Katapulte
• Definitiones, enthält Definitionen von Begriffen für Geometrie

Werke, die nur in Fragmenten bewahrt sind:

• Geodesia
• Geoponica