Герон Александрийский

Развитие механики в эпоху эллинизма связано прежде всего с именем представителя Александрийской научной школы Герона Александрийского, известного также под именем Герон-механик. О времени жизни и деятельности этого ученого точных сведений не сохранилось; в настоящее время большинство историков науки считают, что он жил в I—II вв. н. э.

Основное сочинение Герона по механике, обычно назы­ваемое «Механикой» Герона, сохранилось только в арабском переводе сирийца Косты ибн Луки, жившего в конце IX и начале X в. Точное название этого сочинения, согласно Косте ибн Луке,— «Книга Герона о поднимании  тяжелых предметов». Это сочинение появилось в 1894 г.  во французском переводе Карра де Во, а в 1900 г. — в немецком переводе Л. Никса. К обоим переводам при­ложен арабский текст, а к немецкому, кроме того, от­рывки греческого текста, сохранившиеся в передаче Паппа Александрийского.

«Механика» Герона состоит из трех книг. Первая книга посвящена теоретическим вопросам. Здесь наряду с некоторыми чисто геометрическими построениями рассматриваются передача движения с помощью зацеплен­ных кругов, сложение движений по правилу параллело­грамма, распределение нагрузки между опорами; опреде­ляется центр тяжести. Как указывает Герон, он излагает содержание не дошедшей до нас «Книги опор» Архимеда. Герон пишет: «Нам совершенно необходимо разъяснить кое-что о давлении, передаче и переносе с количествен­ной стороны в той мере, в которой это нужно для изучающих».

Во второй книге «Механики» дается описание пяти про­стых машин: рычага, ворота, клина, винта и блока. Ге­рон указывает, что в изложении теории рычага он раз­вивает идеи Архимеда из «Книги о равновесии». Помимо описания действия этих машин, рассматриваются также соединения рычага, блоков, ворота и винта.

В этой книге даются ответы на 17 вопросов, относя­щихся к практическому применению простых машин, а также определяются центры тяжести различных фигур. В третьей книге описаны различные конструкции прибо­ров для поднятия тяжестей и прессов, основанных на ком­бинациях простых машин.

В то же время трактат Герона главным образом пред­ставляет собой дальнейшее развитие кинематического ва­рианта статики, восходящего к «Механическим проблемам» (см. — здесь) . Основной метод изучения равновесия у Герона — изучение перемещений, которые получают точки прило­жения сил при нарушении этого состояния. В результате он вплотную подошел к элементарной форме принципа возможных перемещений«золотому правилу механи­ки», которое формулирует следующим образом: «Отноше­ние движущей силы ко времени является обратным».

Замечательно следующее рассуждение Герона: «Неко­торые люди думают, что тяжести, лежащие на земле, могут быть сдвинуты с места только путем приложения эквивалентной им силы. Этот взгляд ложен. Итак, докажем, что тяжести, лежащие так, как было сказано, могут быть сдвинуты с места посредством силы, меньшей, чем лю­бая известная, и раскроем причину, почему подобное яв­ление не оказывается сразу приметным. Представим се­бе, стало быть, что груз лежит на земле и что этот груз равномерный, гладкий и плотный. Пусть плоскость, на ко­торой груз лежит, может быть наклонена в обе стороны, а именно, вправо и влево. Пусть сначала она будет на­клонена вправо. Тогда оказывается, что данный груз ска­тывается вправо, ибо естественным для грузов является стремление двигаться вниз, если их ничто не подпирает, препятствуя их движению. Если, далее, наклонная сторо­на опять поднимается до горизонтальной плоскости и вся плоскость придет в состояние равновесия, то тогда груз пребудет в этом положении. А если она наклонится в другую сторону, т. е. в левую, то и груз будет клонить в ту же сторону, даже при самом незначительном накло­не. Следовательно, груз нуждается не в силе, которая его движет, а в силе, которая его подпирает, препятствуя его движению. Допустим теперь, что груз опять приходит в положение равновесия и не склоняется в какую-либо сторону,— тогда он остается в том же положении и npeбывает в покое, пока плоскость не наклонится в какую- нибудь сторону,— в последнем случае и он клонит в ту же сторону. Итак, груз, готовый обратиться к любому направлению, нуждается лишь в незначительной силе, что­бы прийти в движение и притом в соответствии с силой, которая придает ему наклон. Выходит, что груз может быть приведен в движение любой самой малой силой».

Герону принадлежат также три трактата по прикладной механике: «Пневматика» — о механизмах, приводимых в действие нагретым или сжатым воздухом или паром, «Об автоматах» — о конструкциях самодвижущихся приборов и «Белопойика» — о конструкциях луков, катапульт и других видов оружия. Из многочисленных механизмов, сконструированных Героном, отметим шар, вращающийся под действием пара, автомат для открывания дверей храма при зажигании огня на алтаре, пожарный насос, водяной орган, механический театр марионеток. В «Пневматике» имеются и теоретические рассуждения. Герон объясняет упругость воздуха и пара соударениями мельчайших частиц, из которых, по его мнению, состоят воздух и пар. Некоторые рассуждения Герона показывают, что, хотя он был знаком с гидростатическими законами Архимеда, физическая причина кажущейся потери веса погруженных в жидкость тел была ему неиз­вестна; он считал эту потерю веса абсолютной.