Предыдущая страница реферата | 2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12 | Следующая страница реферата

Как известно, метод Эратосфена заключался в определении дуги меридиана между Александрией и Сиеной в день летнего солнцестояния. В этот день, по рассказам лиц, посещавших Сиену, Солнце в полдень освещало дно самых глубоких колодцев и, значит, проходило через зенит. Следовательно, широта
Сиены равнялась углу на клона эклиптики к экватору, который Эратосфен определил в 23( 51' 20". В тот же день и час в Александрии тень от вертикального столбика гномона закрывала 1150 часть окружности, центром которой служил кончик гномона. Это значит, что Солнце отстояло в полдень от зенита на 1/50 часть окружности. Приняв расстояние между Александрией и Сиеной равным 5000 стадиев, Эратосфен нашел, что окружность земного шара равна 250 000 стадиев. Вопрос о точной длине стадия, принятого Эратосфеном, долгое время служил предметом дискуссий, поскольку существовали стадии длиной от 148 до 210 м. Большинство исследователей принимали длину стадия
157,5 м («египетский» стадий). Тогда окружность Земли равна, по
Эратосфену, 39 375 км, что очень близко к действительному значению 40008 км. Если же Эратосфен пользовался греческим («олимпийским») стадием длиной
185,2 м, то получалась окружность Земли уже 46300 км.

Эратосфен написал большой труд под названием «География» в трех книгах, к сожалению не сохранившийся. Однако о его содержании мы знаем по довольно подробному изложению Страбона. В первой книге Эратосфен приводит географические описания своих предшественников начиная с древнейших времен.
Он рассказывает о первых географических картах, построенных Анаксимандром и Гекатеем. Во второй книге изложены доказательства шарообразности Земли и описанный выше метод измерения ее размеров. Эратосфен (как и многие другие) считал Ойкумену островом, окруженным со всех сторон океаном. Он впервые высказал мнение, что можно достичь Индии морским путем, плывя на запад. В третьей книге Эратосфен давал подробные комментарии к составленной им карте Ойкумены.

С резкой критикой «Географии» Эратосфена выступил Гиппарх, посвятивший этому вопросу отдельную книгу, также до нас не дошедшую. О ней мы, как и о труде Эратосфена, знаем из «Географии» Страбона. Гиппарх считал недопустимым использовать для построения карт земной поверхности свидетельства путешественников и моряков о той или иной удаленности географических пунктов друг от друга.

Для построения карт Гиппарх признавал лишь точные определения широт и долгот. В те времена это было не так просто. Широты можно было измерять, как это делал Пифей, по высоте звезд в меридиане или по высоте Солнца в полдень. Делать это можно было в любой ясный день или ночь. Хуже обстояло дело с долготами. Для определения разности долгот двух пунктов в то время существовал только один способ: одновременные наблюдения лунных затмений, которые происходят нечасто, да и пасмурная погода может помешать.

Гиппарх ввел в употребление сетку меридианов и параллелей в качестве математической основы для составления карт земной поверхности. Наряду с
Эратосфеном его по праву можно считать одним из основоположников математической картографии.

Определенный вклад в измерение размеров Земли внес Посидоний (ок. 135
– 50 гг. до н. э.), работавший, как и Гиппарх, на Родосе, а позже – в Риме.
Он был философом-стоиком, но много занимался и математикой.

Таковы были работы предшественников Птолемея. Впрочем, в своей
«Географии» он ссылается еще на одного своего предшественника – географа
Марина Тирского (т. е. родом из города Тира), который, как и Птолемей, развивал методы математической картографии. К сожалению, время жизни Марина
Тирского нам точно не известно (ориентировочно I в. н. э.) . Именно Марин предложил отсчитывать долготы от одного из Канарских островов, что бы все долготы Ойкумены имели один знак. Этот способ отсчета долгот Птолемей у него и позаимствовал. Для построения карт Птолемей использовал прямоугольную проекцию, предложенную Марином.

«География» Птолемея – это громадный том (ненамного уступающий
«Альмагесту»). В этой книге приводятся долготы и широты примерно 8000 населенных пунктов. Книга иллюстрируется 27 картами: одной общей и 26 по регионам (Птолемей их называет греческим словом «епархия», в латинских переводах фигурируют «провинции»). Общая карта мира приписывается александрийскому географу Агатодемону.

К сожалению, подлинные карты Птолемея до нас не дошли, так что мы можем судить о них только по копиям и реконструкциям.

«География» Птолемея, называемая также «Географическим руководством», состоит из восьми книг. В I книге Птолемей излагает свои представления о земном шаре и дает понятие о географических координатах: широте и долготе.

В основе его взглядов на географическую науку лежит математический подход к составлению карт и определению положений городов и иных пунктов.
Птолемей резко критикует страноведческий подход, основанный лишь на использовании качественных описаний путешественников, без математической основы.

Книги II – VII посвящены описанию отдельных регионов. Согласно представлениям Птолемея, Ойкумена расположена в интервале долгот (в принятой им системе) от 0( до 180( и в интервале широт от 20( ю. ш. до 63(
30' с. ш. За начальный меридиан принят меридиан, проходящий на 0,5( западнее Островов Блаженных, т. е. Канарских островов.

Сравнение координат городов, существовавших в эпоху Птолемея и существующих до сих пор, показывает, что сетка долгот у Птолемея как бы растягивается на восток. Поэтому долготы Лондона (Лондиниума) и Парижа
(Лютеции) отличаются от современных на 20( и 21(.

Перейдем к изложению содержания II – VII книг «Географии» Птолемея. В шестнадцати главах книги I описаны страны Западной Европы. Среди них
Гиберния (Ирландия), Альбион (Великобритания), Испания (сюда входят современные Испания и Португалия), Галлия Аквитания (Франция), Галлия
Бельгика (северо-восточная Франция, Бельгия и Нидерланды), Великая Германия
(ФРГ и часть Польши до Вислы), Реция, Винделиция и Норик (Бавария и
Австрия), Паннония (Венгрия). В книге III рассматриваются в основном страны
Восточной Европы. Среди них – Иллирия (адриатическое побережье Хорватии),
Далмация (побережье Боснии и Албании), Италия, острова Корсика, Сардиния и
Сицилия, Европейская Сарматия (Восточная Европа от Вислы до Дона), Херсонес
Таврический (Крым), Дакия (Румыния), Верхняя и Нижняя Мезия (Сербия и
Болгария), Фракия (южная Болгария и европейская часть Турции), Македония,
Эпир, Ахейя (Греция), Пелопоннес, острова Эвбея и Крит. Азиатскую Сарматию, т. е. Восточную Европу от Дона до Волги, Птолемей относит к Азии и описывает в книге V. Восточной границей Европы он считает р. Танаис
(Дон).

Птолемей неправильно представлял себе северные страны и моря
Европейского материка. Полуостров Скандинавию он считал небольшим островом
Скандия. Балтийское море он считал частью Северного моря, объединяя эти моря в Сарматский океан. Британские острова на его картах сильно искажены, особенно в их северной части.

Интересно, что у Птолемея уже имеются названия некоторых славянских племен. Так, он упоминает венедов и даже называет по их имени часть
Балтийского моря Венедским заливом. Он называет сербов, а упоминаемые им ставаны и свовены – это славяне и словены, буланы – поляне. Таким образом, уже в птолемеевскую эпоху славянские народы существовали и населяли часть
Восточной Европы.

Из гор Птолемей упоминает Альпы, Судеты, Карпаты и Сарматские горы.
Трудно сказать, что подразумевал Птолемей под Сарматскими горами. ни, по
Птолемею, расположены севернее Карпат. Возможно, что он предполагал существование каких-то северных отрогов Карпат.

Азовское море Птолемей называет Меотидой, по наименованию племени меотов (адыгов). Он упоминает несколько рек, впадающих в него. Кроме
Танаиса (Дона), перечислены Вардан, или Гипанис (нынешняя Кубань), Порит
(ныне Миус), Лик (Кальмиус), Марубий (Кагальник), а всего 13 рек, из которых семь рек впадают с востока, а шесть – с запада.

Волгу Птолемей называет Ра. Такое название существовало у древних народов Поволжья; ведь до сих пор на мордовском языке Волга называется Рав.

В IV книге своей «Географии» Птолемей описывает Африку. Он делит ее на следующие 12 «епархий»: Мавритания Тингитанская, Мавритания Цезарейская,
Нумидия, собственно Африка, Киренаика, Мармарика, Ливия внешняя, Нижний
Египет, Средний Египет, Фиваида, Ливия внутренняя, Эфиопия, Верхний Египет, области южнее Эфиопии. Крайним южным пунктом, который он упоминает, является гора Бардит (16( ю. ш.), хотя южной границей Ойкумены Птолемей считает параллель 20( ю. ш.

Часть Африки, входящая в Ойкумену, изображена Птолемеем на четырех картах. Ее очертания искажены по сравнению с современными, прежде всего за счет растягивания в долготном направлении. Так, Средиземноморское побережье
Африки от Тингина (ныне Танжер) до Кассиума (Порт-Саид) охватывает у
Птолемея более 57( по долготе вместо 38( в действительности. Южнее экватора
Африка у Птолемея расширяется к востоку и западу. Кроме того, налицо ряд других отклонений формы побережья (как Атлантического, так и
Средиземноморского) от правильной.

Описывая (и притом довольно подробно) реку Нил и города бассейна Нила,
Птолемей смещает его исток к югу на 9(30' в сторону Лунных гор. Страну в
Восточной Африке, расположенную на месте нынешних Сомали и Кении, Птолемей называет Барбарией. Самый южный город в Восточной Африке, упоминаемый
Птолемеем, – Рапта на 7( ю. ш. (ныне Дар-эс-Салам в Танзании), древний порт и торговый центр Африки.

В «Географии» Птолемея в Африке указаны 40 гор в том числе Лунные горы, Ливийские горы, Большой и Малый Атлас, Солнечная гора и др. Из рек, роме Нила указаны р. Дарадус (ныне Сенегал), Нигейр (Нигер) многие другие.

В той же IV книге Птолемей описывает острова Красного моря
(перечислено 29 островов), а также острова Средиземного моря, прилегающие к африканскому материку.

Более половины «Географии» (книги V – VII) посвящено описанию Азии.
При этом если страны Передней Азии, Ближнего и Среднего Востока описаны довольно правильно, то по мере перехода к более восточным странам сведения
Птолемея становятся все менее и менее точными.

Вот какие «епархии» Птолемей относит к Азии: Понт, Вифиния, собственно
Азия, Ликия, Галатия, Пафлагония и Писидия, Памфилия и Исаврия,
Каппадокия, Армения малая, Киликия, Азиатская Сарматия, Колхида, Иверия,
Албания, Армения великая, о-в Кипр, Сирия дольная, Сирия Финикия, Сирия
Палестина и Иудея, Аравия Каменистая, Месопотамия, Аравия Пустынная,
Вавилония, Ассирия, Мидия, Сузиана, Персида, Парфия, Кармания Пустынная,
Аравия Счастливая, другая Кармания, Гиркания, Маркиана, Бактриана,
Согдиана, страна саков, Снифия, Серика, Ария, Паропамис, Дрангиана,
Арахосия, Гедросия, Индия, страна синов, о-в Тапробана.

Большинство из этих названий требуют пояснений. Понт и Вифиния – это части черноморского побережья нынешней Турции, прилегающие к Босфору.
Галатия расположена южнее. Каппадокия находится восточнее, также на территории современной Турции. Южная часть Турции вдоль побережья
Средиземного моря называлась тогда Киликией. Остальные части современной
Турции Птолемей называет «собственно Азией». Колхида и Иверия – черноморское побережье и горные районы Грузии соответственно, Албания – это теперь Азербайджан.

Армения в эпоху Птолемея занимала не только нынешнюю территорию
Армянской ССР, но и значительную часть Восточной Турции. Западная ее часть называлась Малой Арменией. Гиркания прилегала к южному берегу Каспийского моря (часть современного Ирана), Мидия была расположена к юго-западу от нее, дальше на юг простиралась Сузиана, а у побережья Персидского залива -
Персида. Все эти «епархии» тоже находились на территории современного
Ирана. Восточнее Мидии находилась Парфия (Восточный Иран), а восточнее
Персиды - Кармания. Еще дальше на восток от Кармании, вдоль северного берега Аравийского моря, располагалась Гедросия, захватывающая юго- восточную часть Ирана и западную часть Пакистана. Арахосия располагалась к северу от нее, на территории современного Афганистана. Еще севернее находилась Бактриана (северный Афганистан), а затем Согдиана (на территории нынешнего Узбекистана). На северо-восток от нее простиралась страна саков
(юг Казахстана, по берегам Сырдарьи). Под Скифией подразумевалась часть территории России от Волги до озера Балхаш, Маркиана - часть Туркмении.
Азиатской Сарматией назывался тогда Северный Кавказ. Тапробана - это остров
Шри-Ланка.

Птолемей считал Индийский океан замкнутым морем, ограниченным с запада и с юга берегами Африки, с севера - Счастливой Аравией, Персидой, Гедросией и Индией, с востока - страной синов. Юг Малаккского полуострова Птолемей называл Золотым Херсонесом. Серика - это Китай («страна шелка»), а страна синов - Индокитай. Несмотря на многочисленные ошибки в изображении тех или иных географических регионов, труд Птолемея сохранил свое значение почти до
XVII в. Хотя в работах арабских и среднеазиатских ученых (особенно
Мухаммеда аль-Хорезми и Абу-Райхана Бируни) многие ошибки Птолемея были исправлены и координаты ряда азиатских городов определепы заново,
«География» Птолемея продолжала использоваться, а в ХП в., как и
«Альмагест», попала в Европу.

Работы Птолемея в области оптики

Клавдий Птолемей оставил после себя не только выдающиеся труды по астрономии и географии – ему принадлежит также монография по оптике, прочно во шедшая в историю мировой науки.

Термин «оптика» происходит от греческого опсис (зрение) и в античную эпоху означал собственно науку о зрении. Кроме того, существовала катоптрика – наука об отражении лучей света от зеркальных поверхностей и диоптрика – наука об оптических измерениях.

Примерно в V в. до н. э. сложились два противоположных представления о свете и его восприятии зрением человека. Согласно одному из них, развитому древними атомистами, свет и цвета – это материальные истечения, выходящие из предмета и достигающие глаза. Переносчиками изображения служат мельчайшие частицы («атомы света»). Известный римский поэт Лукреций Кар (I в. до н. э.) в поэме «О природе вещей» так излагает эту точку зрения. На поверхности предметов находится

Множество крохотных тел, что способны от них отрываться

В точном порядке, всегда сохраняя их облик и форму.

Другое представление (которого придерживался, например, Евклид) основано на том, что лучи исходят из наших лаз и как бы «ощупывают» предмет. Такая точка зрения лучше соответствовала представлениям геометрической (лучевой) оптики. Угловые размеры и расстояния между объектами также легко истолковывались с этих позиций. В качестве обоснования сторонники этого взгляда приводили тот факт, что у кошек и некоторых других животных глаза ночью светятся, как бы испуская «лучи зрения».

Независимым от этих двух представлений было учение о свете Аристотеля.
В нем подчеркивалось значение промежуточной прозрачной среды в передаче света и цветовых ощущений. Этой средой может быть воздух, вода и даже некоторые твердые вещества (например, стекло). Цветовые свойства предметов
Аристотель связывал с изменением свойств промежуточной среды и ее воздействием на наш глаз.

Наиболее старой, дошедшей до нас работой в этой области является
«Оптика» Евклида. Он развил основные положения геометрической оптики и теории перспективы. Евклид выводит законы перспективы из четырнадцати положений, основанных на данных наблюдений.

К сожалению, «Катоптрика» Евклида до нас не дошла. Сочинение с таким названием, некоторое время приписывавшееся Евклиду, оказалось компиляцией
IV в. н. э., автором которой является, возможно, Теон Александрийский.
Подлинная «Катоптрика» Евклида вскоре была оттеснена на второй план
«Катоптрикой» Архимеда (также не дошедшей до нас). Известно, однако, что книга Архимеда содержала строгое изложение достижений геометрической оптики того времени. Архимед был не только теоретиком в области оптики, но и экспериментатором. Однако версия о том, что Архимед якобы сжег вражеский флот, направив на него лучи Солнца с помощью вогнутых зеркал,– всего лишь красивая легенда, хотя и основанная на том, что Архимед, возможно, проводил какие-то опыты с вогнутыми зеркалами.

По сравнению с оптическими трактатами Евклида и Архимеда «Катоптрика»
Герона Александрийского (ок. 150 – ок. 250 г. н. э.) содержала ряд новых элементов. В ней Герон обосновывал прямолинейность световых лучей бесконечной скоростью их распространения.

В своем трактате Герон рассматривает различные формы зеркал (в частности, цилиндрические) и вызываемые ими искажения изображений.
Любопытно, что «Катоптрика» Герона первоначально приписывалась... Птолемею.

Кроме «Катоптрики» Герон написал трактат «О диоптре», в котором описывается визирное устройство для угловых измерений.

Большинство античных авторов уделяли основное внимание отражению света. Вопрос о преломлении света находился в менее ясном положении,
Аристотель писал о «переламывании» луча (называя это явление термином анакласис), но включал в это понятие и отражение, и преломление. Клеомед считал, что при насыщенном влагой воздухе Солнце можно видеть даже тогда, когда оно находится ниже горизонта. Это явление – астрономическая рефракция. Клеомед основывался на представлении о лучах, исходящих из глаза. По его мнению, проходя через влажный воздух, лучи тяжелеют от проникающей в них влаги и потому скривляют свой путь.

Той же концепции лучей, испускаемых глазом, придерживался и Птолемей.
В вопросах отражения света и природы зрения он не пошел дальше своих предшественников. С проблемой рефракции дело обстояло иначе.

В «Альмагесте» явление рефракции только упоминается (в книге IX, гл.
2) . Кроме того, в книге I, гл. 3 Птолемей обсуждает вопрос о кажущемся увеличении видимых диаметров Солнца и Луны у горизонта. Там он объясняет это явление «увеличением влажности в атмосфере» на пути горизонтального луча. В «Оптике» этому явлению дается совершенно правильное объяснение – как чисто психологическому эффекту. В сочетании с тем, что в «Оптике» подробно рассматривается явление рефракции, это дает все основания считать, что «Оптика» – более позднее произведение Птолемея, чем «Альмагест».

История дальнейшей судьбы этого произведения Птолемея не менее интересна, чем история судьбы «Альмагеста». По-видимому, в IX в. «Оптика» была переведена с греческого на арабский язык. В XIIв. эмир Евгений
Сицилийский (ок. 1125 – ок. 1195) выполнил ее перевод с арабского языка на латынь.

Об «Оптике» Птолемея сообщали в своих произведениях Дамиан (IV в.),
Симпликий (VI в.), Олимпиодор (VI в.) и Симеон Сет (XI в.). Приводимые ими отрывки из «Оптики» на греческом языке хорошо согласуются с текстом
Евгения Сицилийского.

Латинский перевод «Оптики» (тогда еще рукописный) использовали в своих трудах по оптике Роджер Бэкон (ок. 1214 – 1292) и Вителло (ок. 1225 – он.
1280) . Но если Бэкон прямо ссылается на труд Птолемея и высоко оценивает его, то у Вителло ссылок на Птолемея нет, но в его сочинении
«Перспектива» много общего с рассмотрением тех же вопросов у Птолемея.

В XII в. была переведена на латинский язык «Оптика» арабского ученого
Ибн аль-Хайсама, известного под латинизированным именем Альхазен.

«Оптика» Птолемея состоит из пяти книг. Первая книга (увы, до нас не дошедшая) была посвящена общим рассуждениям о свете и зрении. Во второй книге рассматриваются условия зрительного восприятия, а также обманы и ошибки зрения. Третья книга содержит общие законы отражения, теорию плоских и выпуклых зеркал, четвертая – теорию вогнутых, конических и пирамидальных зеркал. Пятая книга, наиболее интересная и оригинальная, посвящена диоптрике. Здесь же, в главах 23 – 30, подробно обсуждается проблема рефракции.

Рекомендуем скачать другие рефераты по теме: форма курсовой работы, шпаргалки по математике.





Предыдущая страница реферата | 2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12 | Следующая страница реферата