Герон Александрийский и его вклад в науку

Размещено на http://www.allbest.ru/

Реферативно-исследовательская работа

по теме "Герон Александрийский и его вклад в науку"

Выполнила: Романова Елизавета

Руководитель: Королева Н.О.

Красноярск, 2016

Актуальность темы работы

Геометрия появилась ещё до нашей эры. В школе мы изучаем геометрические постулаты, сформулированные ещё древними учёными. Невольно хочется задать вопросы: "Не устарели ли эти данные? И где в жизни нам это пригодится. Поэтому я решила исследовать работы древнегреческого учёного Герона Александрийского, и посмотреть, насколько его достижения актуальны в наши дни.

Цель:

Исследовать механизмы и достижения Герона Александрийского и выяснить используются ли его изобретения и разработки в наши дни.

Задачи:

1. Исследовать биографию Герона Александрийского

2. Изучить инженерные изобретения

3. Исследовать какую роль играют достижения Герона в наши дни

Биография

Герон Александрийский - древнегреческий инженер, физик, механик, математик, изобретатель. Герона относят к величайшим инженерам за всю историю человечества. Время жизни отнесено ко второй половине I века н. э. Подробности его жизни неизвестны. Первым начал создавать программируемые устройства. Занимался геометрией, механикой, гидростатикой, оптикой. Преподавал в Александрии. Его обширные научные работы дошли до нас почти все.

Исследования в математике [2]

В книге Выгодского М.Я. Арифметика и алгебра в Древнем мире[1] рассказывается о достижениях Герона в математике. Он вошел в историю науки не столько благодаря творческому вкладу в развитие математики, сколько потому, что осуществил в ней коренной перелом. Именно Герон связал математику с практическими потребностями человека и свел ее с небес платоновских идей на землю. Имя Герона навсегда связано с известной формулой нахождения площади треугольника, если даны три его стороны а, b, с:

Где S- площадь треугольника,

a,b, c- его стороны,

p- полупериметр

Эта формула, включая ее подробное доказательство приведена в "Метрике", основном математическом труде Герона.

"Метрика" состоит из трех книг:

• Первая из них посвящена способам измерения площадей, также даны цифровые примеры извлечения квадратного корня из рациональных чисел. Приведены рассуждения о нахождении площадей ограниченных кривыми.

• Вторая книга "Метрики" посвящена определению объемов тел. Герон дает советы по нахождению объемов "неправильных" тел, путем погружения их в воду и измерения объема вытесненной ими воды. Эта часть "Метрики" заканчивается сообщением, что такой способ измерения объема тел применял Архимед.

• Третью часть труда Герон посвятил проблеме деления площадей фигур на плоскости и объемов на части находящиеся в определенном числовом отношении друг к другу.

Хотя Герон пользуется при этом достижениями Евклида, трудами Архимеда и Аполлония Пергского, то, однако, вносит в свои рассуждения множество оригинальных идей и - что особенно важно - приводит пример способа приблизительного решения задачи об извлечении кубического корня.

Исследования в механике

Из статьи Веркина Г.А. О трактате Герона Александрийского "О диоптре". [2]

Я узнала о Втором труде Герона "О диоптре", который свидетельствует о том, что автор, несомненно, пользовался математическими достижениями египтян и вавилонян. Землемерная съемка производится с помощью изобретенного Героном прибора - диоптры. Формулы, приведенные в этом трактате не выведены, а иллюстрированы многочисленными примерами.

Лучшей иллюстрацией этого является его работа "О диоптре", найденная лишь в 1814 году. В этом труде излагаются методы проведения различных геодезических работ. С помощью этого прибора Герон мог решать на местности различные задачи: измерить расстояние между двумя точками, когда одна из них или обе они недоступны наблюдателю, провести прямую, перпендикулярную к недоступной прямой линии, найти разность уровней между двумя пунктами, измерить площадь простейшей фигуры, даже не вступая на измеряемую площадку. герон древнегреческий изобретатель

В наше время существует подобный прибор - теодолит

Пример использования диоптры:

Еще во времена Герона одним из шедевров античной инженерии считался водопровод на острове Самос, созданный по проекту Эвпалина и проходивший по тоннелю. Вода по этому тоннелю подавалась в город из источника, находившемся по другую сторону горы Кастро. Известно было, что в целях ускорения работы тоннель рыли одновременно с обеих сторон горы, что требовало высокой квалификации от инженера, руководившего стройкой. Водопровод работал многие века и удивлял современников Герона, также о нем упоминал в своих сочинениях и Геродот. Именно от Геродота современный мир узнал о существовании тоннеля Эвпалина. Узнал, но не поверил, потому что считалось, что древние греки не обладали необходимой технологией для постройки такого сложного объекта. Изучив найденный в 1814 году труд Герона "О диоптре" ученые получили второе документальное подтверждение существования тоннеля. И лишь в конце XIX века немецкая археологическая экспедиция действительно обнаружила легендарный тоннель Эвпалина. Вот как в своем труде Герон приводит пример использования изобретенной им диоптры для постройки тоннеля Эвпалина.

Инженерные изобретения [3]

В статье Дильса Г. Античная техника.[3]Мне встретилось много интересных приборов Герона такие как:

· Одометр

· Механизм "Магическое" открывание дверей

· Паровой бойлер

· Эолипил

· Автомат для продажи "святой" воды

Одометр

Герон дает описание еще одного изобретенного им устройства для измерения расстояний - одометра. Одометр представлял собой небольшую тележку, установленную на двух колесах специально подобранного диаметра. Колеса поворачивались ровно 400 раз на миллиатрий (древняя мера длины, равная 1598 м). Индикатором пройденного расстояния были камешки, выпадавшие в специальный лоток. Для того, чтобы узнать, какое расстояние было пройдено, нужно было лишь подсчитать количество камешков в лотке.

В наше время это прибор спидометр, где показано не только пройденное расстояние, но скорость движения

"Магическое" открывание дверей

Одним из наиболее впечатляющих чудес стал разработанный им механизм, который открывал двери в храм при разжигании огня на алтаре

Довольно простой механизм, а зато какой психологический эффект на прихожан!

Паровой бойлер

Конструкция представляла собой большую бронзовую емкость, с коаксиально установленным цилиндром, жаровней и трубами для подачи холодной и выведения горячей воды. Бойлер обладал большой экономичностью и обеспечивал быстрый нагрев воды.

Паровой бойлер в наши дни

Бойлер в наши дни очень похож на Бойлер Герона

Но теперь вместо жаровни в нем используют нагревательные элементы

Эолипил

Эолипил представлял собой наглухо запаянный котел с двумя трубками на крышке. На трубках устанавливался вращающийся полый шар, на поверхности которого были установлены два Газообразных патрубка-сопла. В котел через отверстие заливалась вода, отверстие закрывалось пробкой, и котел устанавливался над огнем. Вода вскипала, образовывался пар, который по трубкам поступал в шар и в Газообразные патрубки. При достаточном давлении струи пара, вырываясь из сопел, быстро вращали шар. Построенный современными учеными по чертежам Герона эолипил развивал до 3500 оборотов в минуту! К сожалению эолипил не получил должного признания и не был востребован ни в эпоху античности ни позже, хотя и производил огромное впечатление на всех, кто его видел. К этому изобретению относились лишь, как к забавной игрушке. Фактически эолипил Герона является прототипом паровых турбин, появившихся лишь спустя два тысячелетия! Более того, эолипил можно считать одним из первых реактивных двигателей. До открытия принципа реактивного движения остался один шаг: имея перед собой экспериментальную установку, требовалось сформулировать сам принцип. На этот шаг человечество затратило почти 2000 лет.

Автомат для продажи "святой" воды

Внутренний механизм устройства был достаточно прост, и состоял из точно сбалансированного рычага, управляющего клапаном, который открывался под действием веса монеты. Монета падала сквозь щель на небольшой лоток и приводила в действие рычаг и клапан. Клапан открывался, вытекало некоторое количество воды. Затем монета соскальзывала с лотка, и рычаг возвращался в исходное положение, закрывая клапан. Согласно некоторым источникам, порция "священной "воды во времена Герона стоила 5 драхм. Это изобретение Герона стало первым в мире торговым автоматом и, несмотря на то, что приносило неплохую прибыль, было забыто на столетия. И только в конце XIX века торговые автоматы были изобретены вновь.

В наши дни используют усовершенствованные торговые автоматы, по принципу работы автомата Герона.

Выводы

Герона жил в начале нашей эры и был выдающимся ученым, изобретающим нужные механизмы, но в то время воспринимающиеся как игрушки, и именно по этой причине они были забыты.

В ходе научно - технического прогресса, человечество изобрело машины и приспособления, которые облегчили труд и жизнь людей. Но в двадцатом веке были найдены работы Герона. И было выяснено, что идеи и механизма были разработаны ещё 2000 лет назад.

Герон объединил работы своих предшественников, добавив свои открытия, тем самым, вложив огромный вклад в развитие математики.

Библиографический список

1. Выгодский М.Я. Арифметика и алгебра в Древнем мире. М.: Наука, 1967.

2. Веркина Г.А. О трактате Герона Александрийского "О диоптре". Историко-математические исследования, 6(41), 2001, с. 330--346.

3. ДильсГ. Античная техника. М.-Л.: ГТТИ, 1934.

4. https://ru.wikipedia.org/wiki/Герон

5. http://1matematiki.ru/trudy-gerona/

6. http://nnm.me/blogs/bear12345/chudesnye_izobreteniya_gerona_aleksandriyskogo/

Размещено на Allbest.ru