Герон Александрийский был греко-египетским математиком и инженером, активно работавшим в своем родном городе Alexandria, римский Египет. Его часто считают величайшим экспериментатором древности, а его работа представляет эллинистическую научную традицию.
Герон опубликовал хорошо известное описание паровой машины, называемой эолипилом, иногда называемой «двигателем Герона». Одним из его самых известных изобретений было ветряное колесо, представляющее первый пример использования ветра на суше. Считается, что он был сторонником атомистов. В своем труде «Механика» он описал пантографы. Некоторые его идеи были заимствованы из работ Ктесибия.
В математике его чаще всего помнят благодаря формуле Герона, способу вычисления площади треугольника, используя только длины его сторон.
Большая часть оригинальных работ и чертежей Герона была утеряна, но некоторые его работы были сохранены — главным образом в рукописях из Восточной Римской империи, и меньшая часть в латинских или арабских переводах.
Жизнь и карьера
Этническое происхождение Герона могло быть либо греческим, либо эллинизированным египетским. Почти несомненно, что Герон преподавал в Мусейоне, который включал знаменитую Библиотеку Alexandria, потому что большинство его работ выглядят как конспекты лекций по математике, механике, физике и пневматике. Хотя эта область не была формализована до двадцатого века, считается, что работа Герона, в частности его автоматические устройства, представляет одни из первых формальных исследований в кибернетике.
Изобретения
Герон описал конструкцию эолипила, один из вариантов которого известен как двигатель Герона, который был ракетоподобным реактивным двигателем и первым зарегистрированным паровым двигателем, хотя Витрувий упомянул эолипил в «Об архитектуре» примерно на 100 лет раньше, чем Герон. Он был создан почти за два тысячелетия до промышленной революции. Другой двигатель использовал воздух из замкнутой камеры, нагреваемой алтарным огнем, для вытеснения воды из запечатанного сосуда; вода собиралась, и ее вес, действуя на веревку, открывал двери храма. Некоторые историки объединили два изобретения, утверждая, что эолипил способен выполнять полезную работу.
- Первый автомат по продаже товаров также был одним из его конструкций; когда монета вводилась через прорезь на верхней части машины, отпускалось определенное количество святой воды. Это было включено в его список изобретений в книге «Механика и оптика». Когда монета была внесена, она упала на поддон, прикрепленный к рычагу. Рычаг открыл клапан, который позволил воде вытечь. Поддон продолжал наклоняться под весом монеты, пока она не упала, после чего противовес резко повернул рычаг вверх и перекрыл клапан.
- Ветряное колесо, приводившее в действие орган, отмечавшее первый случай в истории использования ветра для приведения в движение машины.
- Герон также изобрел множество механизмов для греческого театра, включая полностью механическую пьесу длиной почти десять минут, приводимую в действие бинарной системой веревок, узлов и простых машин, управляемых вращающимся цилиндрическим зубчатым колесом. Звук грома был произведен механически рассчитанным падением металлических шаров на скрытый барабан.
- Силовой насос широко использовался в римском мире, и одним из применений его была пожарная машина.
- Шприцеподобное устройство было описано Героном для контроля доставки воздуха или жидкостей.
- В оптике Герон сформулировал принцип кратчайшего пути света: если луч света распространяется от точки A к точке B в одной и той же среде, длина пути является кратчайшей возможной. Почти 1000 лет спустя Alhacen расширил этот принцип на отражение и преломление, а принцип был позже сформулирован в этой форме Pierre de Fermat в 1662 году; наиболее современная форма заключается в том, что оптический путь стационарен.
- Независимый фонтан, работающий на самостоятельной гидростатической энергии; теперь называется фонтаном Герона.
- Программируемая повозка, приводимая в действие падающим грузом. «Программа» состояла из строк, обмотанных вокруг приводного вала.
Математика
Герон описал метод итеративного вычисления квадратного корня числа. Однако сегодня его имя чаще всего ассоциируется с формулой Герона для нахождения площади треугольника по длинам его сторон. Он также разработал метод вычисления кубических корней в I веке нашей эры. Он также спроектировал алгоритм кратчайшего пути: даны две точки A и B на одной стороне линии, найти точку C на прямой линии, которая минимизирует AC+BC.
Культурные ссылки
- Советский мультфильм 1979 года фокусируется на изобретении Героном эолипила, показывая его как простого ремесленника, случайно изобретшего турбину
- Телевизионное шоу The History Channel 2007 года «Ancient Discoveries» включает реконструкции большинства устройств Герона
- Эпизод «Alien Tech» телевизионного шоу The History Channel 2010 года «Ancient Aliens» включает обсуждение паровой машины Герона
- Телевизионное шоу The History Channel 2014 года «Ancient Impossible», эпизод «Ancient Einstein»
- Научно-фантастический роман 2006 года Пола Левинсона «The Plot to Save Socrates» имеет Героном американского путешественника во времени.
- Взрослый мультипликационный телесериал Netflix 2020 года «Blood of Zeus» изображает Herona как полубога, сына Zeus и сводного брата Seraphim, которого озвучивает Derek Phillips.
Библиография
Самое полное издание работ Герона было опубликовано в пяти томах в Лейпциге издательством Teubner в 1903 году.
Работы, о которых известно, что они были написаны Героном:
- Pneumatica, описание машин, работающих на воздухе, паре или водяном давлении, включая гидравлис или водяной орган
- Automata, описание машин, которые позволяют чудеса в храмах механическими или пневматическими средствами, например, автоматическое открытие или закрытие дверей храма, статуи, разливающие вино и т. д.; см. Automaton и перевод Bernardino Baldi
- Mechanica, сохранился только на арабском языке, написан для архитекторов, содержит способы поднятия тяжелых предметов
- Metrica, описание способов вычисления поверхностей и объемов различных объектов
- On the Dioptra, сборка методов измерения длин, работа, в которой описаны одометр и диоптра, аппарат, напоминающий теодолит
- Belopoeica, описание военных машин
- Catoptrica, о прохождении света, отражении и использовании зеркал
Работы, которые иногда приписывались Герону, но теперь считается, что были написаны кем-то еще:
- Geometrica, сборка уравнений на основе первой главы Metrica
- Stereometrica, примеры трехмерных вычислений на основе второй главы Metrica
- Mensurae, инструменты, которые можно использовать для проведения измерений на основе Stereometrica и Metrica
- Cheiroballistra, о катапультах
- Definitiones, содержащие определения терминов для геометрии
Работы, которые сохранились только в отрывках:
- Geodesia
- Geoponica
