История развития начертательной геометрии

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования Российской Федерации

Магнитогорский Государственный Университет

Технологический факультет

Реферат

История развития начертательной геометрии

Выполнила: Насырова Дина,

студентка 1 курса 18 группы

Преподаватель: Норец А.И.

Магнитогорск

2002

План

1. Развитие начертательной геометрии в зарубежных странах

2. Развитие начертательной геометрии в России

Список литературы

1. Развитие начертательной геометрии в зарубежных странах

Метрическая (измерительная) геометрия, созданная трудами Евклида, Архимеда, Аполлония и других математиков древности, выросла, как известно, из потребностей землемерия и мореплавания.

Дальнейшее развитие производственной деятельности человечества выдвинуло ряд новых геометрических задач, связанных с необходимостью изображения объемных предметов на плоскости.

Действительно, для того чтобы изготовить какой-либо предмет, необходимо предварительно знать его точную форму и размеры, т. е. его геометрические свойства.

Словесное описание этих свойств никогда не может быть достаточно полным и достаточно ясным. Поэтому и возникла необходимость в описании предметов другими, более удобными средствами, т. е. путем их изображения.

Различные способы построения таких изображений были найдены уже в глубокой древности и развивались трудами множества ремесленников, строителей, художников и ученых.

История начертательной геометрии может служить ярким примером того, как научная теория возникает и развивается из производственной практики людей.

Еще задолго до того, как она оформилась в виде научной системы, отдельные приемы и правила начертательной геометрии уже применялись практически в различных областях техники и в разных странах мира. Мы находим их и в чертежах русских механиков -- Кулибина, Ползунова и др., живших в XVIII веке, и в более ранних трудах некоторых русских и иностранных техников по различным отраслям строительного дела, в частности в кораблестроительных чертежах эпохи Петра I, в которых впервые было применено проектирование на три плоскости.

Особенно широкое развитие получили приемы, изучаемые начертательной геометрией, в руководствах по обтесыванию камней для сложных архитектурных сооружений (своды, арки, мосты, купола и т. п.).

Однако впервые методы начертательной геометрии были научно обобщены и последовательно изложены французским геометром Гаспаром Монжем, опубликовавшим в 1795 г. свой первый труд по начертательной геометрии - «Начертательная геометрия». В этом научном труде изложен метод проецирования предметов на две взаимно перпендикулярные плоскости. Начертательной геометрии Г. Монж придавал большое значение. В предисловии к своей книге он писал, что нужно приучить пользоваться начертательной геометрией всех способных молодых людей, как богатых, так и бедных. По его мнению, начертательная геометрия создает язык техника, учит его изображать трехмерные формы на плоском листе бумаги. Этот язык нужен «...инженеру, создающему какой-либо проект, а также всем тем, кто должен руководить его осуществлением, и, наконец, мастерам, которые должны сами изготовлять различные части».

Основная цель начертательной геометрии, считал Г. Монж,-- научить оперировать теорией как средством искания истины. Она «...необходима для всех рабочих, цель которых -- придавать телам определенные формы. Поэтому необходимо, чтобы народное образование ввело преподавание начертательной геометрии как науки в учебных заведениях».

Книга «Начертательная геометрия» вышла в свет в 1799 г., ознаменовав рождение новой науки, значение которой сейчас трудно переоценить.

С этого времени начертательная геометрия получила научное обоснование, а ее выводы нашли широкое применение в технике и привели к тому, что чертеж стал «международным языком» инженеров.

Подтвердилось, таким образом, предвидение Г. Монжа, который утверждал в предисловии к своему труду по начертательной геометрии, что «она необходима всем тем, кто ставит своей целью придать обрабатываемым предметам определенную форму».

Конечно, отдавая должное Г. Монжу как создателю начертательной геометрии, мы не должны забывать, что он свел в стройную систему разрозненный и многообразный материал, который уже отчасти существовал до него.

Вспомним историю развития изображений. Древние египтяне умели правильно передавать форму и размеры тех сооружений (пирамиды, храмы и др.), которые они возводили.

Очень давно, примерно 3 тыс. лет тому назад, в Иерусалиме был воздвигнут изумительный по архитектуре храм Соломона. По библейскому преданию, при строительстве этого храма не было слышно ни тесла, ни молота. Сложной формы камни, по-видимому, должны были заранее обтесываться в рудниках и доставляться готовыми на строительство, а для этого нужен был чертеж.

В области теории изображений работали Леонардо да Винчи (1452--1519), Альбрехт Дюрер (1471--1528), Жирар Дезарг (1593-- 1662), Блез Паскаль (1623--1662).

Начертательная геометрия, помимо своего приложения в технике, оказала плодотворное влияние и на последующее развитие всей геометрии.

К концу XVIII столетия, когда сформировалась начертательная геометрия, уже утвердились и получили преобладающее значение аналитические методы решения геометрических задач, ведущие начало от Декарта. Геометрия оказалась, так сказать, в плену у алгебры.

Начертательная геометрия дала толчок к возрождению чисто геометрических, конструктивных методов. Она подготовила почву для более общей науки -- проективной геометрии и для всего того блестящего расцвета научных геометрических знаний, которым ознаменовалось XIX столетие.

2. Развитие начертательной геометрии в России

Древняя Русь богата памятниками графики, в которых мы находим совершенно правильные основы построения проекционных чертежей. Такие изобретатели и инженеры, как И. П. Кулибин, И. И. Ползунов, Федор Борзов и другие, выполняли свои чертежи по правилам прямоугольного проецирования задолго до опубликования «Начертательной геометрии» Г. Монжа.

В России преподавание начертательной геометрии началось еще при жизни Монжа (в 1810 г.) в Институте корпуса инженеров путей сообщения. Преподавание велось первоначально на французском языке.

В 1816 г. вышел в свет первый учебник по начертательной геометрии на русском языке, переведенный преподавателем, впоследствии с 1825 г. профессором того же института Я. А Севастьяновым, которому принадлежит, по-видимому, и русское наименование этой науки.

Севастьяновым был издан важнейший труд -- «Основания начертательной геометрии». Эта работа явилась первым учебником начертательной геометрии, написанным русским автором на русском языке.

Вскоре преподавание начертательной геометрии распространилось и в других учебных заведениях и прочно вошло в систему инженерного образования.

Русскими учеными был составлен ряд новых учебных курсов по этому предмету, из которых наибольшую известность приобрели курсы профессоров Н. И. Макарова, В. И. Курдюмова и Н. А. Рынина.

Особенно большое влияние на развитие методов преподавания начертательной геометрии и ее терминологии оказали сочинения проф. В. И. Курдюмова, написанные на высоком научном уровне и выходившие в свет с 1893 по 1905 г.: им было написано 14 работ, охватывающих все разделы начертательной геометрии.

Дальнейшему прогрессу преподавания начертательной геометрии способствовали успехи новой отрасли геометрии, получившей название «проективной геометрии», которая позволила глубже понять геометрическую сущность различных методов графики и найти новые пути и приемы решения вопросов, связанных с изображением трехмерных предметов на плоскости.

После Октябрьской революции 1917 года работали такие выдающиеся специалисты - профессора в области начертательной геометрии как А. К. Власов, А. Н. Глаголев, Н. Ф. Четверухин, О. Л. Вольберг и др.

Николай Алексеевич Рынин (1877-1942) - профессор, доктор технических наук, виднейший советский ученый и деятель инженерной графики. Н. А. Рынин написал большое количество работ, в том числе «Курс начертательной геометрии», «Методы изображений», «Ортогональные проекции», «Перспектива на плоскости», «Аксонометрия», «Проекции с числовыми отметками» и др.

Много ценного внес в развитие начертательной геометрии и другой выдающийся советский ученый доктор технических наук, профессор Александр Иванович Добряков (1895-1947). А. И. Добряков - автор учебников по начертательной геометрии с архитектурно-строительным уклоном. Он много работал в области теории теней и перспективы. Научные исследования А. И. Добрякова способствовали углублению этих разделов начертательной геометрии.

Учебник О.Л. Вольберга «Лекции по начертательной геометрии» для педагогических институтов, вышедший в свет в 1947 г., можно считать первым сочинением, в котором методы начертательной геометрии систематически и последовательно освещаются с проективной точки зрения.

Параллельно с популяризацией начертательной геометрии и улучшением методики ее преподавания проводилась научно-исследовательская работа по углублению и развитию ее теоретических основ.

Однако в дореволюционной России в этом направлении было сделано. очень мало. Единственным крупным завоеванием научной мысли в области теории изображений являются труды академика Е. С. Федорова «Новая геометрия, как основа черчения» (1907 г.) и «Новая начертательная геометрия» (1917 г.). Е. С. Федоров, получивший мировую известность как основоположник научной кристаллографии, был также и выдающимся геометром. В названных выше трудах и некоторых других статьях он выдвинул ряд новых идей в науке об изображениях и положил начало векторной начертательной геометрии. Созданные им оригинальные методы изображения он с успехом применял для изучения структуры кристаллов в других областях естествознания.

Научная работа по теории графических изображений широко развернулась только после Октябрьской революции, когда при втузах были созданы самостоятельные кафедры начертательной геометрии, была введена аспирантура по этой дисциплине и допущена защита диссертаций. За этот короткий отрезок времени советскими учеными было создано в области теоретической и прикладной графики больше, чем за все предшествующее столетие. Труды их далеко вперед продвинули исследование и обоснование различных проблем начертательной геометрии.

Новые пути в теории графики прокладывает своими многочисленными сочинениями по высшей геометрии и, в частности, геометрии начертательной и проективной, действительный член Академии педагогических наук проф. Н. Ф. Четверухин. «Теория условных изображений» представляет собой новый отдел начертательной геометрии, в котором разработана общая теория «полных и неполных» изображений и обоснован особый, названный им «параметрическим», метод построения условных изображений, позволяющий дать числовые характеристики изображениям.

Крупным вкладом в начертательную геометрию являются монографии профессора Ленинградского института инженеров железно-дорожного транспорта, заслуженного деятеля науки и техники Д. И. Каргина: «Точность графических расчетов», «Общая теория зеркальных отражений», «Теоретическая аксонометрия», а также исследования по истории русской графики и ряд более мелких произведений, написанных им в период 1936-1949 гг.

Профессор М. Н. Громов выполнил ряд оригинальных и обширных исследований вопросов, связанных с изображением криволинейных поверхностей, в чем крайне нуждается современная передовая техника.

Профессор С. А. Колотов, член-корреспондент Украинской академии архитектуры, разработал метод так называемого «вспомогательного проектирования» и на основе его создал новую теорию построения теней.

Я. Б. Шор, развивая идеи Е. С. Федорова, обосновал новый метод изображения на одной плоскости -- «проекции с векторными отметками», значительно упрощающий решение основных задач как самой начертательной геометрии, так и задач пространственной механики.

Здесь перечислены лишь наиболее выдающиеся работы советских ученых-новаторов. Но и этого далеко не полного перечня достаточно, чтобы опровергнуть утверждение некоторых буржуазных ученых, будто начертательная геометрия давно исчерпала свои возможности, достигла конца своего развития и стала наукой «закостеневшей».

Наряду с углублением теории начертательной геометрии советские ученые работают над расширением приложений ее графических методов в других областях знания. Таковы, например, опубликованные в 1948-1953 гг. сочинения профессора В.Я. Аносова «Начертательная геометрия в применении к химическим диаграммам тройных и четверных систем», В.В.Егорова «Графический метод определения положений пространственных механизмов» и Г.Д. Ананова «Метод ортогональных проекций в задачах механики».

Это прикладное направление нашло отражение также в некоторых диссертациях по начертательной геометрии, написанных молодыми учеными.

Характерной особенностью всей отечественной научной мысли в области теоретической графики, как и в других областях науки, является стремление ввести научные достижения в жизнь, связать их с практической деятельностью людей.

Список литературы

1. Виноградов В.Н. Начертательная геометрия. - М.: Просвещение,1989.

2. Иерусалимский А.М. Начертательная геометрия. - Ярославль: Росвузиздат, 1963.