Гномон - Gnomon

Гномон - это треугольное лезвие в этих солнечных часах.

Гномон ( / п ˌ м ɒ п , - м ə п / , от греческого γνώμων , Гномона , буквально: «тот , который знает или рассматривает») является частью более солнечных часов , что бросает тень . Этот термин используется для различных целей в математике и других областях.

История

Гномон из книги Евклида II.
инвариантная улитка при вычитании гномонов (определение Героя)

Расписная палка, датируемая 2300 годом до нашей эры, которая была раскопана на астрономическом месте Таоси, является самым старым гномоном, известным в Китае. Гномон широко использовался в Древнем Китае со второго века до нашей эры для определения смены времен года, ориентации и географической широты. Древние китайцы использовали теневые измерения для создания календарей, которые упоминаются в нескольких древних текстах. Согласно сборнику китайских поэтических антологий Чжоу « Классик поэзии» , один из далеких предков короля Вэня династии Чжоу измерял длину тени гномона для определения ориентации примерно в 14 веке до нашей эры. Считается, что древнегреческий философ Анаксимандр (610–546 до н.э.) представил этот вавилонский инструмент древним грекам. Древнегреческий математик и астроном Энопидес использовал фразу, нарисованную гномонами, для описания линии, перпендикулярной другой. Позже этот термин использовался для обозначения L- образного инструмента, такого как стальной квадрат, используемый для рисования прямых углов. Эта форма может объяснить ее использование для описания формы, образованной вырезанием меньшего квадрата из большего. Евклид расширил термин до плоской фигуры, образованной удалением подобного параллелограмма из угла большего параллелограмма. Действительно, гномон - это приращение между двумя последовательными фигуральными числами , включая квадратные и треугольные числа.

Определение Героя Александрии

Древнегреческий математик и инженер Герой Александрийский определил гномон как то, что при добавлении или вычитании сущности (числа или формы) делает новую сущность похожей на исходную. В этом смысле Теон Смирнский использовал его для описания числа, которое, добавляя к многоугольному числу, дает следующее число того же типа. Чаще всего в этом смысле используется нечетное целое число, особенно когда оно рассматривается как фигуральное число между квадратными числами .

Витрувий

Витрувий упоминает его как «gnonomice» в первом предложении главы 3 тома 1 своей знаменитой книги De Architectura . Этот латинский термин «gnonomice» оставляет место для толкования. Несмотря на его сходство с «γνωμονικός» (или его женской формой «γνωμονική»), кажется маловероятным, что Витрувий ссылается на суждение, с одной стороны, или на дизайн солнечных циферблатов, с другой. Представляется более подходящим предположить, что он обычно имеет в виду геометрию, науку, на которую сильно полагаются гномоны. В те дни вычисления выполнялись геометрически, что резко контрастировало с алгебраическими методами, используемыми сегодня. Таким образом, создается впечатление, что он косвенно относится к математике и геодезии .

Гномоны-обскуры

Проекция гномона на полу собора Санта-Мария-дель-Фьоре во время солнцестояния 21 июня 2012 года.

Перфорированные гномоны, проецирующие точечное изображение Солнца, были описаны в китайских писаниях Чжуби Суаньцзин (1046 г. до н.э. - 256 г. до н.э. с добавлением материала примерно до 220 г. н.э.). Местоположение яркого круга можно измерить, чтобы определить время дня и года. В арабской и европейской культурах его изобретение гораздо позже приписали египетскому астроному и математику Ибн Юнусу около 1000 года нашей эры. Итальянский астроном, математик и космограф Паоло Тосканелли связан с размещением в 1475 году бронзовой пластины с круглым отверстием в куполе собора Санта-Мария-дель-Фьоре во Флоренции для проецирования изображения Солнца на пол собора. С отметками на полу он сообщает точное время каждого полудня (по сообщениям с точностью до полсекунды), а также дату летнего солнцестояния. Итальянский математик, инженер, астроном и географ Леонардо Хименес реконструировал гномон по своим новым измерениям в 1756 году.

Ориентация

Гномон, расположенный на стене здания, выходящего на площадь Тирадентес, Куритиба , Бразилия.
Гномон в компьютерной графике

В Северном полушарии отбрасывающий тень край солнечных часов гномон обычно ориентирован так, что он указывает строго на север и параллелен оси вращения Земли . То есть он наклонен к северному горизонту под углом , равным широте расположения солнечных часов. В настоящее время такой гномон, таким образом, должен указывать почти точно на Полярную звезду , поскольку она находится в пределах 1 ° от северного полюса мира .

На некоторых солнечных часах гномон стоит вертикально. Они, как правило , используются в прежние времена для наблюдения высоты от Солнца , особенно когда на меридиане . Стиль - это часть гномона, отбрасывающая тень. Это может измениться по мере движения Солнца. Например, верхний западный край гномона может быть стилем утром, а верхний восточный край - стилем днем. Трехмерный гномон обычно используется в САПР и компьютерной графике как средство позиционирования объектов в виртуальном мире . По соглашению, направление оси x окрашено в красный цвет, ось y - зеленым, а ось z - синим. Астронавты НАСА использовали гномон в качестве фотографического инструмента, чтобы указать местную вертикаль и отобразить цветовую диаграмму, когда они работали на поверхности Луны.

В популярной культуре

Смотрите также

  • MarsDial (Гномон отправлен на планету Марс)

Сноски

использованная литература