Многие из нас, проходя физику в учебных заведениях, видели описания технологий современности, в трактатах античного времени. Такие парадоксальное явление многие писатели фантасты окрестили «хроноклизмами», что означает проникновение технологий современности в прошлое. Но это только теория фантастов, все гораздо проще: большинство изобретений и технологий, которые доступны и широко применяются в нашем времени, это заслуга древних ученых, о которых наши современники очень редко вспоминают и причисляют их заслуги более поздним периодам эволюции человечества.
В данной статье мы и поведем разговор об одном из самых выдающихся и забытых ученых античности. Его работы и изобретения внесли огромную лепту в развитие науки, но большинство из них были стерты из памяти научной истории или незаслуженно присвоены другими деятелями. Как Вы уже догадались, разговор пойдет о Героне Александрийском.
Герон был выходцем из Египта и проживал в городе Александрия, поэтому его и стали называть – Герон Александрийский. Дата рождения этого ученного и изобретателя не известна, но существует предположение, что это 10-75 год 1 века нашей эры. Также существует информация, что Герон был преподавателем в Александрийском Музее, который считался научным центром античного Египта, к которому имела отношение и известная Александрийская библиотека. Труды Герона представлены, как документы с комментариями и дополнениями к лекциям по различным учебным дисциплинам. Подлинное содержание этих документов не известно для наших современников, так как оригиналы рукописей были съедены пламенем во время пожара в Александрийской библиотеке, который произошел в 273 году н.э.
Также существует предположение, что труды Герона были уничтожены христианами в 391 году н.э., так как в этот период вспыхнули восстания среди населения Александрии на почве религиозного фанатизма и противостояния языческой культуре. Наши современники увидели лишь копии и рукописи выполненные по памяти учениками и последователями учений Герона. Некоторые труды написаны на греческом языке, а некоторые на арабском. Также можно встретить рукописи учений Герона, которые переведены на латынь и их возраст датируется XVI столетием.
Особого внимания заслуживает «Метрика» Герона , которая дает основное понятие таких геометрических фигур, как шаровидный сегмент и тор. Герон приводит методики и формулы расчета правильного многоугольника, объемов усеченного конуса или пирамиды. Нельзя не упомянуть о знаменитой формуле Герона, которая применяется для вычисления площади прямоугольника по трем сторонам. Герон придумал основополагающие правила решения квадратных уравнений, а также объяснил, как приблизительно вычислить значение квадратных и кубических корней. «Метрика» описывает исследования Герона простейших грузоподъемных механизмов – рычага, блока, наклонной поверхности, клина и винта, а также различные комбинированные варианты этих элементов. Герон первый ввел в науку термин «простые механизмы» и применил для их описания такое физическое понятие, как момент силы.
Герона обвиняют многие математики, что тот не предоставил математических доказательств своих выводов. Но теория была для Герона не интересна, он объяснял свои выводы, правила и формулы на наглядных примерах. Герон был великим практиком, который превосходил своими опытами многих своих предшественников. Если Вы хотите убедиться в этом, то прочитайте его труд «О диоптре», который появился на свет через толщу веков в 1814 году. Данная работа посвящена методам проведения разных геодезических измерений, при этом съемка замеров земли возможна при использовании прибора, который изобрёл Герон – диоптры.
Посмотрев на диоптру, многие из вас скажут, что она похожа на современный прибор – теодолит. Основной частью прибора является его линейка с имеющимися на концах визирами. Линейка может вращаться по окружности, как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскости, что позволяет делать отметки в обеих плоскостях. Чтобы точно выставить прибор у него имеется отвес и уровень. При помощи этого прибора и вводимых прямоугольных координат Герон мог решить любую задачу на местности: вычислить точное расстояние между двумя точками, даже в том случае, когда они не обе недоступны наблюдателю; провести перпендикуляр к недоступной линии; измерить площадь простой фигуры, нарисованной на поверхности, даже не приближаясь к ней.
Данный прибор (диоптра Герона) стал также одним из доказательств возможности постройки тоннеля для водопровода на острове Самос. До нашего времени дошли описания Геродота о существовании на острове Самос шедевра античной инженерии – водопровода, созданного по чертежам Эвпалина. Это сооружение помогало жителям города получать воду из источника, который находился с обратной стороны горы. Современные ученые не могли поверить, что тоннель построен без современных приборов, так как он копался с двух сторон и для этого нужна высокая точность, что бы получить сбойку тоннелей. Они не верили до тех пор, что такой водопровод существовал, пока не увидели эскиз диоптры Герона. Только в конце XIX столетия, ученые-архиологи нашли остатки легендарного тоннеля Эвпалина.
Существует также эскиз Герона, на котором представлена теоретическая прокладка тоннеля Эвпалина.
На данном эскизе мы видим точки В и D, которые являются противоположными входами в тоннель. При помощи несложных геометрических построений Герону удалось высчитать расположение всех точек, отрезков и угла отклонения тоннеля.
Кроме того Герон изобрел полезный прибор, который имеет название – одометр. Данный прибор может самостоятельно считать расстояние, и он широко применяется в нашей жизни. Его можно встретить в любом современном автомобиле в панели приборов – он фиксирует пробег машины.
Одометр Герона представлял собой тележку, которая имела пару колес определенного диаметра. Колеса одометра должны были сделать 400 оборотов, чтобы пройти один миллиатрий (это древняя мера длины, которая равна 1598 метров). На тележке был установлен ящик - прототип современных редукторов, в котором имелись оси, зубчатые колеса, приводимые в движение движением осей колес. Индикатором пройденного пути были выпадающие из специальной системы камешки в лоток. Для того, чтобы узнать пройденное расстояние необходимо было посчитать количество камешков, которые выпали.
Герон был известен, как великий ученый, знающийся на многих науках и пневматика с гидравликой этому не исключение. Можно много рассказывать об изобретениях Герона в области гидравлики и пневматики, но мы приведем самые яркие из них. Самый известный из них это «Шар бога ветров Эола» или эолипил.
Если рассматривать эолипил, то видно, что он состоит запаянного котла с двумя трубками на крышке. На трубках вращается сфера, которая имеет два Г-образных сопла, сделанных из трубок. Котел наполняется через отверстие водой, а отверстие плотно закрывается пробкой. Для работы эолипил устанавливается над огнем. Вода при кипении образует пар, который по соединению из трубок поступает в шар и дальше в Г-образные патрубки. При достижении определенного давления пара, шар начинает вращаться под действием вырывающихся струй пара из патрубков. На практике Герону удавалось разгонять шар до скорости вращения 3,5 тыс оборотов в минуту.
Собирая модель эолипила Герона, современные ученые столкнулись с целым рядом проблем – это уплотнение в местах шарнирного соединения, а также в местах крепления патрубков. Так же не удавалось обеспечить оптимальное соотношение зазоров и давления в установки. Если зазор уменьшали, то давление не падало, но зато шар вращался медленней. Если зазор увеличивали, то давление пара резко падало. Для современных ученых остается загадкой, как Герон смог решить эту задачу. К сожалению эолипил Герона не нашел своего места, ни в античном, ни в современном мире. Его участь так осталась, как забавной игрушки. Его можно даже назвать первым реактивным двигателем. Человечество же изобрело реактивный двигатель спустя 2000 лет. Да тяжело было бы представить современный мир, если бы люди изобрели реактивный двигатель 2000 лет назад. Возможно, мы бы уже изучили Солнечную систему и отправились в другие галактики. Но давайте не будем отвлекаться в мечтах от темы о Героне Александрийском.
Также одним из известных изобретений Герона является паровой бойлер.
Для создания парового котла Герон взял большую бронзовую емкость, которая имела коаксиально установленный цилиндр, жаровню и трубы для подвода холодной и отвода горячей воды. Данная модель имела значительные экономические показатели и быстро нагревала холодную воду.
В разделе пневматики Герон описал много моделей сифонов и различных сосудов. По его технологиям вода самостоятельно текла по трубам. Многие современные водители пользуются методикой Герона при сливе бензина с бака автомобиля.
В античном мире роль религии играла основополагающую роль в жизни общества. Религий было много и богов не меньше, но каждый имел право молиться своим богам и ходить в свои храмы. Поскольку от количества прихожан зависело благосостояние самих жрецов, то они были готовы на любые хитрости. Тут и родилась мудрость: «Не существует других способов привлечения в храм множества людей, кроме чуда». Но Зевс и другие боги не спешили показывать людям чудеса, а людей надо было привлечь в храм. Поэтому жрецы решили обратиться к Герону, который мог бы при помощи науки сделать настоящие "чудеса". Одно из чудес, которое известно нам – это самостоятельно открывающиеся двери в храме при разжигании огня на алтаре.
Механизм действия этого «чудо»-механизма можно увидеть на рисунке.
Если говорить простым языком, то воздух нагретый на алтаре поступал по трубе в большую емкость наполненную водой, которую он выталкивает в подвешенную бочку. Бочка постепенно наполнялась и приводила в действие оси, которые прикреплены к дверям храма. Так двери храма «самостоятельно» открывались перед прихожанами. В случае если огонь гас, то жидкость остывала и вода из бочки возвращалась обратно в емкость. Так двери закрывались. То есть, чтобы попасть в храм надо разжечь жертвенный огонь на алтаре и боги сойдут с небес, чтобы открыть прихожанам двери.
Другое изобретение для античных храмов – это автомат по раздаче святой воды прихожанам. По сути это был прототип автомата с газировкой, который был популярен в советское время.
Механизм данного кувшина прост – он приводился в действие системой сбалансированных рычагов и давлением веса монеты. Монета, падая, приводила в действие рычаг и клапан. Клапан в свою очередь открывался и давал вытечь некоторому количеству воды. Монета потом падала в лоток, тем самым освобождая рычаг, а рычаг закрывал клапан. Все вода переставала течь. Нужно опять бросить монету! Расценки установленные «святыми отцами» на раздачу святой воды во времена Герона составляла 5 драхм. Это самый первый в мире торговый автоматический аппарат.
Существовало еще много изобретений Герона, активно применяемых в храмах. Например, кувшины превращающие воду в вино. Таких изобретений было несколько. Первое состояло из двух кувшинов соединенных трубкой. Как вы поняли, один кувшин наполнялся водой, а второй вином. Человек приходил с кружкой воды и наливал его в кувшин с водой, а из второго кувшина вытекало столько же вина. Неправда ли, похоже на превращение воды в вино Иисусом?
Вторая конструкция кувшина по превращению воды в вино была более оригинальной, чем первая. Этот кувшин мог творить «чудеса» в двух направлениях, то есть превращать воду в вино и вино в воду. Кувшин имел перегородку и состоял из двух частей. В первую половину заливалась вода, а во вторую вино. Жидкость вытекала через краник, расположенный у основания кувшина. Возле ручек амфоры имелись просверленные отверстия – одно для управления вином, другое для управления водой. Жрец разливал прихожанам то вино, то воду, при этом затыкая незаметно пальцем одно из отверстий.
Перечислять все изобретения Герона Александрийского и рассказывать о них можно очень долго. Мы перечислим только некоторые из них: насос Герона, масляная лампа Герона, оригинальный музыкальный инструмент - гидравлос Герона, фонтан Герона, шприц Герона, самоходный шкаф Герона, барулк, баллиста и другие. Герон также был изобретателем механических театров с механическими актерами и спецэффектами. Это и многое другое дошло до нас в рисунках, эскизах и описаниях, которые были написаны учениками и последователями великого ученого.
Мы предлагаем Вам просмотреть видео фильм про Герона Александрийского:
В данной статье мы и поведем разговор об одном из самых выдающихся и забытых ученых античности. Его работы и изобретения внесли огромную лепту в развитие науки, но большинство из них были стерты из памяти научной истории или незаслуженно присвоены другими деятелями. Как Вы уже догадались, разговор пойдет о Героне Александрийском.Герон был выходцем из Египта и проживал в городе Александрия, поэтому его и стали называть – Герон Александрийский. Дата рождения этого ученного и изобретателя не известна, но существует предположение, что это 10-75 год 1 века нашей эры. Также существует информация, что Герон был преподавателем в Александрийском Музее, который считался научным центром античного Египта, к которому имела отношение и известная Александрийская библиотека. Труды Герона представлены, как документы с комментариями и дополнениями к лекциям по различным учебным дисциплинам. Подлинное содержание этих документов не известно для наших современников, так как оригиналы рукописей были съедены пламенем во время пожара в Александрийской библиотеке, который произошел в 273 году н.э.
Также существует предположение, что труды Герона были уничтожены христианами в 391 году н.э., так как в этот период вспыхнули восстания среди населения Александрии на почве религиозного фанатизма и противостояния языческой культуре. Наши современники увидели лишь копии и рукописи выполненные по памяти учениками и последователями учений Герона. Некоторые труды написаны на греческом языке, а некоторые на арабском. Также можно встретить рукописи учений Герона, которые переведены на латынь и их возраст датируется XVI столетием.
Особого внимания заслуживает «Метрика» Герона , которая дает основное понятие таких геометрических фигур, как шаровидный сегмент и тор. Герон приводит методики и формулы расчета правильного многоугольника, объемов усеченного конуса или пирамиды. Нельзя не упомянуть о знаменитой формуле Герона, которая применяется для вычисления площади прямоугольника по трем сторонам. Герон придумал основополагающие правила решения квадратных уравнений, а также объяснил, как приблизительно вычислить значение квадратных и кубических корней. «Метрика» описывает исследования Герона простейших грузоподъемных механизмов – рычага, блока, наклонной поверхности, клина и винта, а также различные комбинированные варианты этих элементов. Герон первый ввел в науку термин «простые механизмы» и применил для их описания такое физическое понятие, как момент силы.
Герона обвиняют многие математики, что тот не предоставил математических доказательств своих выводов. Но теория была для Герона не интересна, он объяснял свои выводы, правила и формулы на наглядных примерах. Герон был великим практиком, который превосходил своими опытами многих своих предшественников. Если Вы хотите убедиться в этом, то прочитайте его труд «О диоптре», который появился на свет через толщу веков в 1814 году. Данная работа посвящена методам проведения разных геодезических измерений, при этом съемка замеров земли возможна при использовании прибора, который изобрёл Герон – диоптры.
Посмотрев на диоптру, многие из вас скажут, что она похожа на современный прибор – теодолит. Основной частью прибора является его линейка с имеющимися на концах визирами. Линейка может вращаться по окружности, как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскости, что позволяет делать отметки в обеих плоскостях. Чтобы точно выставить прибор у него имеется отвес и уровень. При помощи этого прибора и вводимых прямоугольных координат Герон мог решить любую задачу на местности: вычислить точное расстояние между двумя точками, даже в том случае, когда они не обе недоступны наблюдателю; провести перпендикуляр к недоступной линии; измерить площадь простой фигуры, нарисованной на поверхности, даже не приближаясь к ней.
Данный прибор (диоптра Герона) стал также одним из доказательств возможности постройки тоннеля для водопровода на острове Самос. До нашего времени дошли описания Геродота о существовании на острове Самос шедевра античной инженерии – водопровода, созданного по чертежам Эвпалина. Это сооружение помогало жителям города получать воду из источника, который находился с обратной стороны горы. Современные ученые не могли поверить, что тоннель построен без современных приборов, так как он копался с двух сторон и для этого нужна высокая точность, что бы получить сбойку тоннелей. Они не верили до тех пор, что такой водопровод существовал, пока не увидели эскиз диоптры Герона. Только в конце XIX столетия, ученые-архиологи нашли остатки легендарного тоннеля Эвпалина.
Существует также эскиз Герона, на котором представлена теоретическая прокладка тоннеля Эвпалина.
На данном эскизе мы видим точки В и D, которые являются противоположными входами в тоннель. При помощи несложных геометрических построений Герону удалось высчитать расположение всех точек, отрезков и угла отклонения тоннеля.
Кроме того Герон изобрел полезный прибор, который имеет название – одометр. Данный прибор может самостоятельно считать расстояние, и он широко применяется в нашей жизни. Его можно встретить в любом современном автомобиле в панели приборов – он фиксирует пробег машины.
Одометр Герона представлял собой тележку, которая имела пару колес определенного диаметра. Колеса одометра должны были сделать 400 оборотов, чтобы пройти один миллиатрий (это древняя мера длины, которая равна 1598 метров). На тележке был установлен ящик - прототип современных редукторов, в котором имелись оси, зубчатые колеса, приводимые в движение движением осей колес. Индикатором пройденного пути были выпадающие из специальной системы камешки в лоток. Для того, чтобы узнать пройденное расстояние необходимо было посчитать количество камешков, которые выпали.
Герон был известен, как великий ученый, знающийся на многих науках и пневматика с гидравликой этому не исключение. Можно много рассказывать об изобретениях Герона в области гидравлики и пневматики, но мы приведем самые яркие из них. Самый известный из них это «Шар бога ветров Эола» или эолипил.
Если рассматривать эолипил, то видно, что он состоит запаянного котла с двумя трубками на крышке. На трубках вращается сфера, которая имеет два Г-образных сопла, сделанных из трубок. Котел наполняется через отверстие водой, а отверстие плотно закрывается пробкой. Для работы эолипил устанавливается над огнем. Вода при кипении образует пар, который по соединению из трубок поступает в шар и дальше в Г-образные патрубки. При достижении определенного давления пара, шар начинает вращаться под действием вырывающихся струй пара из патрубков. На практике Герону удавалось разгонять шар до скорости вращения 3,5 тыс оборотов в минуту.
Собирая модель эолипила Герона, современные ученые столкнулись с целым рядом проблем – это уплотнение в местах шарнирного соединения, а также в местах крепления патрубков. Так же не удавалось обеспечить оптимальное соотношение зазоров и давления в установки. Если зазор уменьшали, то давление не падало, но зато шар вращался медленней. Если зазор увеличивали, то давление пара резко падало. Для современных ученых остается загадкой, как Герон смог решить эту задачу. К сожалению эолипил Герона не нашел своего места, ни в античном, ни в современном мире. Его участь так осталась, как забавной игрушки. Его можно даже назвать первым реактивным двигателем. Человечество же изобрело реактивный двигатель спустя 2000 лет. Да тяжело было бы представить современный мир, если бы люди изобрели реактивный двигатель 2000 лет назад. Возможно, мы бы уже изучили Солнечную систему и отправились в другие галактики. Но давайте не будем отвлекаться в мечтах от темы о Героне Александрийском.
Также одним из известных изобретений Герона является паровой бойлер.
Для создания парового котла Герон взял большую бронзовую емкость, которая имела коаксиально установленный цилиндр, жаровню и трубы для подвода холодной и отвода горячей воды. Данная модель имела значительные экономические показатели и быстро нагревала холодную воду.
В разделе пневматики Герон описал много моделей сифонов и различных сосудов. По его технологиям вода самостоятельно текла по трубам. Многие современные водители пользуются методикой Герона при сливе бензина с бака автомобиля.
В античном мире роль религии играла основополагающую роль в жизни общества. Религий было много и богов не меньше, но каждый имел право молиться своим богам и ходить в свои храмы. Поскольку от количества прихожан зависело благосостояние самих жрецов, то они были готовы на любые хитрости. Тут и родилась мудрость: «Не существует других способов привлечения в храм множества людей, кроме чуда». Но Зевс и другие боги не спешили показывать людям чудеса, а людей надо было привлечь в храм. Поэтому жрецы решили обратиться к Герону, который мог бы при помощи науки сделать настоящие "чудеса". Одно из чудес, которое известно нам – это самостоятельно открывающиеся двери в храме при разжигании огня на алтаре.
Механизм действия этого «чудо»-механизма можно увидеть на рисунке.
Если говорить простым языком, то воздух нагретый на алтаре поступал по трубе в большую емкость наполненную водой, которую он выталкивает в подвешенную бочку. Бочка постепенно наполнялась и приводила в действие оси, которые прикреплены к дверям храма. Так двери храма «самостоятельно» открывались перед прихожанами. В случае если огонь гас, то жидкость остывала и вода из бочки возвращалась обратно в емкость. Так двери закрывались. То есть, чтобы попасть в храм надо разжечь жертвенный огонь на алтаре и боги сойдут с небес, чтобы открыть прихожанам двери.
Другое изобретение для античных храмов – это автомат по раздаче святой воды прихожанам. По сути это был прототип автомата с газировкой, который был популярен в советское время.
Механизм данного кувшина прост – он приводился в действие системой сбалансированных рычагов и давлением веса монеты. Монета, падая, приводила в действие рычаг и клапан. Клапан в свою очередь открывался и давал вытечь некоторому количеству воды. Монета потом падала в лоток, тем самым освобождая рычаг, а рычаг закрывал клапан. Все вода переставала течь. Нужно опять бросить монету! Расценки установленные «святыми отцами» на раздачу святой воды во времена Герона составляла 5 драхм. Это самый первый в мире торговый автоматический аппарат.Существовало еще много изобретений Герона, активно применяемых в храмах. Например, кувшины превращающие воду в вино. Таких изобретений было несколько. Первое состояло из двух кувшинов соединенных трубкой. Как вы поняли, один кувшин наполнялся водой, а второй вином. Человек приходил с кружкой воды и наливал его в кувшин с водой, а из второго кувшина вытекало столько же вина. Неправда ли, похоже на превращение воды в вино Иисусом?Вторая конструкция кувшина по превращению воды в вино была более оригинальной, чем первая. Этот кувшин мог творить «чудеса» в двух направлениях, то есть превращать воду в вино и вино в воду. Кувшин имел перегородку и состоял из двух частей. В первую половину заливалась вода, а во вторую вино. Жидкость вытекала через краник, расположенный у основания кувшина. Возле ручек амфоры имелись просверленные отверстия – одно для управления вином, другое для управления водой. Жрец разливал прихожанам то вино, то воду, при этом затыкая незаметно пальцем одно из отверстий.Перечислять все изобретения Герона Александрийского и рассказывать о них можно очень долго. Мы перечислим только некоторые из них: насос Герона, масляная лампа Герона, оригинальный музыкальный инструмент - гидравлос Герона, фонтан Герона, шприц Герона, самоходный шкаф Герона, барулк, баллиста и другие. Герон также был изобретателем механических театров с механическими актерами и спецэффектами. Это и многое другое дошло до нас в рисунках, эскизах и описаниях, которые были написаны учениками и последователями великого ученого.
Мы предлагаем Вам просмотреть видео фильм про Герона Александрийского:
