Кіріспе
Күн сағатының көлеңке түсіретін бөлігі – гномон ( /n//oʊ/,/m//ɒ//n//, // //m//ə//n/; ) – күн сағатының көлеңке түсіретін бөлігі. Бұл термин математика және басқа да салаларда түрлі мақсаттарда қолданылады.
A gnomon ('/n//oʊ/,/m//ɒ//n//, // //m//ə//n/; ) is the part of a sundial that casts a shadow. The term is used for a variety of purposes in mathematics and other fields.
Тарих
2300 жылға дейін сақталған және Таоси археологиялық қазбаларында табылған суреттелген таяқ, Қытайдағы ең көне гномон болып табылады. Гномон ежелгі Қытайда біздің заманымызға дейінгі екінші мыңжылдықтан бастап маусымдардың, бағыттың және географиялық ендіктің өзгеруін анықтау үшін кеңінен қолданылды. Ежелгі қытайлықтар бірнеше көне мәтіндерде айтылған күнтізбелерді жасау үшін көлеңке өлшеулерін пайдаланған. Чжоу әулетінің патшасы Вэннің қашықтан келген ата-бабаларының бірі шамамен біздің заманымыздан бұрынғы 14 ғасырда бағытты анықтау үшін гномон көлеңкесінің ұзындығын өлшеген, бұл туралы «Поэзияның классикалық жинағы» поэтикалық антологиясында айтылған. Ежелгі грек философы Анаксимандр (б.з.д. 610–546 ж.) бұл вавилондық құралды ежелгі гректерге таныстырған деп есептеледі. Ежелгі грек математигі және астрономы Оенопид басқа сызыққа перпендикуляр сызықты сипаттау үшін «ақылды гномон» деген сөз тіркесін қолданған. Кейін бұл термин L тәрізді құралға, мысалы, тік бұрыштар салу үшін қолданылатын болат сызғышқа қатысты қолданылды. Бұл пішін үлкен шаршыдан кіші шаршыны кесіп алу арқылы пайда болатын пішіннің сипаттамасы болуы мүмкін. Евклид бұл терминді үлкен параллелограмның бұрышынан ұқсас параллелограмды алып тастау арқылы пайда болатын жазық фигураға дейін кеңейтті. Шындығында, гномон – екі тізбекті фигуралы санның, оның ішінде квадрат және үшбұрышты сандардың арасындағы айырма.
Александрияның Батырының анықтамасы
Ежелгі грек математигі және инженері Александриялық Герон гномонды бір нысанға (санға немесе пішінге) қосылғанда немесе одан алынғанда, бастапқы нысанға ұқсас жаңа нысан тудыратын нәрсе деп анықтады. Осы мағынада Смирналық Феон оны көпбұрышты санға қосылғанда сол типтегі келесі санды беретін санды сипаттау үшін пайдаланған. Бұл мағынада ең көп қолданылатыны – әсіресе квадрат сандар арасындағы фигуралық сан ретінде қарастырылғандағы тақ бүтін сан.
Витрувий
Витрувий өзінің "De Architectura" кітабының 1-томындағы 3-тараудың бірінші сөйлемінде гномонды "gnonomice" деп атайды. Латын тіліндегі "gnonomice" термині әртүрлі түсіндіруге мүмкіндік береді. "γνωμονικός" (немесе оның әйелдік түрі "γνωμονική") сөзімен ұқсас болғанына қарамастан, Витрувий бір жағынан пікір білдіруге немесе екінші жағынан күн сағаттарының жобалауына сілтеме жасауы екіталай. Оның гномондардың негізгі құралы болып табылатын геометрия ғылымына қатысты екенін болжау ықтимал. Сол кездегі есептеулер геометриялық тәсілдермен орындалған, бұл қазіргі алгебралық тәсілдерден мүлдем өзгеше болды. Осылайша, ол математика және геодезия салаларын тікелей емес жолмен атап көрсетеді.
Қиыршық бұршақ
Күннің кішкентай тесіктен түсетін бейнесін көрсетуге арналған тесілген гномондар, олардың орналасуын өлшеу арқылы күннің және жылдың уақытын анықтауға мүмкіндік береді, қытайлық "Чжоуби Суаньцзин" еңбегінде сипатталған. Бұл еңбек, мүмкін, ерте Чжоу дәуіріне (б.з.д. 11 ғасыр) дейін жетеді, бірақ тек Шығыс Хань дәуіріне (3 ғасыр) жататын нұсқалары ғана сақталған. Таяу Шығыста және Еуропада бұл ашқандық египеттік астроном және математик Ибн Юнусқа шамамен 1000 жылы жатқызылды. Италиялық астроном, математик және космограф Паоло Тосканелли 1475 жылы Флоренциядағы Санта-Мария-дель-Фьоре соборының күмбезіне дөңгелек тесігі бар қола пластина орнатып, собор еденіне күннің бейнесін түсірді. Едендегі белгілер әр орталық уақытты (дегенге қарай, жарты секундқа дейін) және жазғы күн тоғысын көрсетеді. Италиялық математик, инженер, астроном және географ Леонардо Хименес 1756 жылы жаңа өлшемдеріне сәйкес гномонды қайта құрастырды.
Бағдарлау
Солтүстік жарты шарда күн сағаты гномонының көлеңке түсіретін жиегі әдетте солтүстікке қарай бағытталған және Жердің айналу осіне параллель болады. Яғни, ол күн сағаты орналасқан жердің ендігіне тең бұрышпен солтүстік горизонтқа қарай еңкейтілген. Қазіргі уақытта мұндай гномон шамамен дәл Поляриске бағытталуы керек, себебі ол солтүстік аспан полюсінен 1 градусқа жуық жерде орналасқан. Кейбір күн сағаттарында гномон тік болып орналасады. Бұрын олар, әсіресе күндізгі сызықта орналасқанда, Күннің биіктігін бақылау үшін қолданылған. Стил – гномонның көлеңке түсіретін бөлігі. Күннің қозғалысына байланысты ол өзгеруі мүмкін. Мысалы, гномонның жоғарғы батыс жиегі таңда стиль рөлін атқарады, ал жоғарғы шығыс жиегі – түстен кейін.
Қазіргі қолданысы
Гномондар Ай мен Марсқа жасалған ғарыш миссияларында қолданылған. Аполлон астронавттары қолданған гномон – үш аяқты тұғырға орнатылған, иілгіш стадия таяғы болды. Таяқтың көлеңкесі Күннің бағытын көрсетсе, әртүрлі жарық шағылыстыратын сұр бояулар мен қызыл, жасыл және көк түсті жамалар Ай бетінде сапалы фотосурет түсіруге көмектесті. МарсДиалдары Марсты зерттеу роверлерінде пайдаланылды.
Компьютерлік графикада
Үш өлшемді гномон CAD және компьютерлік графикада виртуалды әлемдегі объектілерді орналастыруға көмектесу үшін жиі қолданылады. Дәстүр бойынша, x осінің бағыты қызыл түспен, y осі жасыл, ал z осі көк түспен белгіленеді.
Танымал мәдениетте
Париж шіркеуі Сен-Сулпис ішіндегі Гномон, Пасха күнін анықтауға көмектесу үшін салынған, "Да Винчи коды" романында "Роза сызығы" деп бейнеленген.