Starogrški fizik, matematik in inženir Arhimed je naredil številna geometrijska odkritja, postavil temelje hidrostatike in mehanike, ustvaril izume, ki so služili kot izhodišče za nadaljnji razvoj znanosti. Legende o Arhimedu so nastale že za časa njegovega življenja. Znanstvenik je nekaj let preživel v Aleksandriji, kjer se je srečal in spoprijateljil z mnogimi drugimi velikimi znanstveniki svojega časa.

Arhimedova biografija je znana iz del Tita, Polibija, Livija, Vitruvija in drugih avtorjev, ki so živeli pozneje kot sam znanstvenik. Težko je oceniti stopnjo zanesljivosti teh podatkov. Znano je, da se je Arhimed rodil v grški koloniji Sirakuza, ki se nahaja na otoku Sicilija. Njegov oče je bil verjetno astronom in matematik Phidias. trdil je tudi, da je bil znanstvenik tesen sorodnik prijaznega in spretnega vladarja Sirakuze Hierona II.

Verjetno je Arhimed preživel otroštvo v Sirakuzah, v mladosti pa je odšel v Aleksandrijo v Egiptu, da bi se izobrazil. To mesto je bilo več stoletij kulturno in znanstveno središče civiliziranega antičnega sveta. Znanstvenik je domnevno osnovno izobrazbo prejel od očeta. Po nekaj letih življenja v Aleksandriji se je Arhimed vrnil v Sirakuze in tam živel do konca svojega življenja.

inženiring

Znanstvenik je aktivno razvijal mehanske strukture. Predstavil je podrobno teorijo vzvoda in to teorijo učinkovito uporabil v praksi, čeprav je bil sam izum znan neposredno pred njim. Med drugim je na podlagi znanja na tem področju izdelal številne mehanizme blokovnih povezav v pristanišču Syracuse. Ti priključki so olajšali dvigovanje in premikanje težkih bremen, kar vam omogoča pospešitev in optimizacijo delovanja pristanišč. In "Arhimedov vijak", zasnovan za črpanje vode, se še vedno uporablja v Egiptu.

Arhimedov izum: Arhimedov vijak

Teoretične raziskave znanstvenika na področju mehanike so velikega pomena. Na podlagi dokaza zakona vzvoda je začel pisati delo "O ravnotežju ravninskih številk". Dokaz temelji na aksiomu, da bodo na enakih ramenih enaka telesa po potrebi uravnotežila. Enako načelo gradnje knjige – začenši z dokazovanjem lastnega zakona – je Arhimed opazil pri pisanju dela »O plavanju teles«. Ta knjiga se začne z opisom dobro znanega Arhimedovega zakona.

Matematika in fizika

Odkritja na področju matematike so bila prava strast znanstvenika. Po Plutarhu je Arhimed pozabil na hrano in osebno nego, ko je bil na pragu drugega izuma na tem področju. Glavna smer njegovega matematičnega raziskovanja so bili problemi matematične analize.

Že pred Arhimedom so izumili formule za izračun površin kroga in mnogokotnikov, prostornine piramide, stožca in prizme. Toda znanstvenikove izkušnje so mu omogočile, da je razvil splošne metode za izračun prostornin in površin. V ta namen je izboljšal metodo izčrpavanja, ki jo je izumil Evdoks Knidski, in sposobnost njene uporabe prinesel na virtuozno raven. Arhimed ni postal ustvarjalec teorije integralnega računa, vendar je njegovo delo kasneje postalo osnova za to teorijo.

Tudi matematik je postavil temelje diferencialnega računa. Z geometrijskega vidika je preučeval možnost določitve tangente na krivo črto, s fizičnega vidika - hitrost telesa v vsakem trenutku. Znanstvenik je raziskal ravno krivuljo, znano kot Arhimedova spirala. Našel je prvi posplošen način iskanja tangente na hiperbolo, parabolo in elipso. Šele v sedemnajstem stoletju so znanstveniki lahko v celoti razumeli in razkrili vse Arhimedove ideje, ki so v njegovih ohranjenih delih prišle do tistih časov. Znanstvenik pogosto ni hotel opisati izumov v knjigah, zato se vsaka formula, ki jo je napisal, ni ohranila do danes.

Arhimedovi izumi: "sončna" ogledala

Znanstvenik je izum formul za izračun površine in prostornine krogle smatral za vredno odkritje. Če je v prejšnjem od opisanih primerov Arhimed izpopolnil in izboljšal tuje teorije ali ustvaril hitre računske metode kot alternativo že obstoječim formulam, je bil v primeru določanja prostornine in površine krogle prvi. Pred njim se s to nalogo ni spopadel noben znanstvenik. Zato je matematik prosil, da na njegovem nagrobniku izbije kroglo, vpisano v valj.

Odkritje znanstvenika na področju fizike je bila izjava, ki je znana kot Arhimedov zakon. Ugotovil je, da vzgojna sila pritiska na vsako telo, potopljeno v tekočino. Usmerjena je navzgor in je po velikosti enaka teži tekočine, ki se je premaknila, ko smo telo postavili v tekočino, ne glede na gostoto te tekočine.

S tem odkritjem je povezana legenda. Nekoč se je znanstveniku domnevno obrnil Hieron II, ki je dvomil, da teža krone, narejene zanj, ustreza teži zlata, ki je bilo predvideno za njeno ustvarjanje. Arhimed je izdelal dve palici enake teže kot krona: srebro in zlato. Nato je te ingote postavil v posodo z vodo in opazil, koliko se je njena raven dvignila. Nato je znanstvenik postavil krono v posodo in ugotovil, da se voda ni dvignila na raven, na katero se je dvignila, ko je bil vsak od ingotov postavljen v posodo. Tako se je izkazalo, da je mojster nekaj zlata obdržal zase.

Obstaja mit, da je kopalna kad pomagala Arhimedu do ključnega odkritja v fiziki. Znanstvenik naj bi med plavanjem nekoliko dvignil nogo v vodi, odkril, da v vodi tehta manj, in doživel navdih. Podobna situacija se je zgodila, vendar z njeno pomočjo znanstvenik ni odkril Arhimedovega zakona, ampak zakona specifične teže kovin.

Astronomija

Arhimed je postal izumitelj prvega planetarija. Ko se ta naprava premika, upoštevajte:

• vzhajanje lune in sonca;
• gibanje petih planetov;
• izginotje Lune in Sonca za obzorjem;
• faze in lunine mrke.

Arhimedovi izumi: planetarij

Znanstvenik je poskušal ustvariti tudi formule za izračun razdalj do nebesnih teles. Sodobni raziskovalci kažejo, da je Arhimed smatral, da je Zemlja središče sveta. Verjel je, da se Venera, Mars in Merkur vrtijo okoli Sonca, ves ta sistem pa se vrti okoli Zemlje.

Osebno življenje

O osebnem življenju znanstvenika je znanega veliko manj kot o njegovi znanosti. Njegovi sodobniki so sestavili tudi številne legende o nadarjenem matematiku, fiziki in inženirju. Legenda pravi, da se je nekega dne Hieron II odločil, da Ptolomeju, egiptovskemu kralju, poda večnadstropno ladjo. Odločeno je bilo, da se plovilo poimenuje "Syracuse", vendar ga ni bilo mogoče spustiti.

V tej situaciji se je vladar spet obrnil na Arhimeda. Iz več blokov je zgradil sistem, s katerim je bil možen spust težkega plovila s pomočjo enega giba roke. Po legendi je med tem gibanjem Arhimed rekel:

"Daj mi oporo in obrnil bom svet."

Smrt

Leta 212 pr.n.št., med drugo punsko vojno, so Sirakuzo oblegali Rimljani. Arhimed je aktivno uporabljal svoje inženirsko znanje, da bi pomagal svojemu ljudstvu zmagati. Tako je zasnoval metalne stroje, s katerimi so bojevniki Sirakuze metali težke kamne v nasprotnike. Ko so Rimljani hiteli k mestnemu obzidju v upanju, da tam ne bodo pod ognjem, je Grkom pomagal še en Arhimedov izum - lahke metalne naprave bližnjega delovanja -, da so vanje metali topovske krogle.

Arhimedovi izumi: Katapult

Znanstvenik je pomagal svojim rojakom v pomorskih bitkah. Žerjavi, ki jih je razvil, so z železnimi kavlji ujeli sovražne ladje, jih rahlo dvignili in nato nenadoma vrgli nazaj. Zaradi tega so se ladje prevrnile in strmoglavile. Dolgo časa so ti žerjavi veljali za nekaj legende, leta 2005 pa je skupina raziskovalcev dokazala učinkovitost takšnih naprav in jih rekonstruirala po ohranjenih opisih.

Arhimedovi izumi: dvižni stroj

Po zaslugi Arhimedovih prizadevanj je Rimljanom propadlo upanje, da bodo napadli mesto. Nato so se odločili, da gredo v obleganje. Jeseni leta 212 pred našim štetjem so kolonijo zaradi izdaje zavzeli Rimljani. Med tem incidentom je bil ubit Arhimed. Po eni različici ga je do smrti vdrl rimski vojak, ki ga je znanstvenik napadel, ker je stopil na njegovo risbo.

Drugi raziskovalci trdijo, da je bil Arhimed ubit v njegovem laboratoriju. Znanstvenik naj bi bil tako navdušen nad raziskavami, da ni hotel takoj slediti rimskemu vojaku, ki mu je bilo ukazano, naj pospremi Arhimeda do poveljnika. V jezi je z mečem prebodel starca.

Obstajajo tudi različice te zgodbe, vendar se strinjajo, da je bil starodavni rimski politik in vojskovodja Marcellus izjemno razburjen zaradi smrti znanstvenika in je, ko se je združil tako z državljani Sirakuze kot s svojimi podložniki, organiziral veličasten pogreb za Arhimed. Ciceron, ki je odkril uničen grob znanstvenika 137 let po njegovi smrti, je na njem videl kroglo, vpisano v valj.

Eseji

• Kvadratura parabole
• O krogli in cilindru
• O spiralah
• O konoidih in sferoidih
• Na ravnovesju ravninskih številk
• Sporočilo Eratostenu o metodi
• O plavajočih telesih
• Merjenje kroga
• Psamit
• Želodec
• Arhimedov problem o bikih
• Traktat o konstrukciji telesne figure s štirinajstimi osnovami blizu žoge
• Knjiga lem
• Knjiga o sestavljanju kroga, razdeljenega na sedem enakih delov
• Knjiga o dotikanju krogov

Na splošno smo orisali življenje izumitelja, njegove znanstvene in inventivne dosežke. V tem članku bomo poskušali navesti Arhimedove izume s podrobnejšo razlago.

Predstavljamo seznam Arhimedovih izumov za hitro navigacijo:

Izboljšanje finančnega vzvoda

»Bodi mi na razpolago še eno zemljišče, na katerem
Lahko bi vstal, naše bi premaknil."
(c) Arhimed

Arhimed seveda ni bil tisti, ki je izumil vzvod, saj gre za dokaj preprosto napravo, vendar je bil on tisti, ki je teoretično opisal načela njegovega delovanja in ga je, razumevši ta načela, lahko razvil in izboljšal. Pojasnil je tudi princip večstopenjskega prenosa.

V svojem delu "O ravnotežju ravnin ali težiščih ravnin" Arhimed piše naslednje:

Telesa enake teže, ki so enako oddaljena od središča, bodo v ravnotežju, če pa se razdalja enega od njih spremeni, se bo ravnotežje porušilo v korist telesa, ki je bolj oddaljeno od središča. .
Če vzamete dve telesi enake teže, ki sta enako oddaljeni od središča, in enemu dodate dodatno težo, se bo ravnotežje porušilo v korist večje teže.

Načelo finančnega vzvoda in matematični odnos

Polžasta oprema

Mnogi zgodovinarji verjamejo, da je Arhimedu uspelo izumiti tudi polžasto orodje. Glede na to, da je Arhimed izumil propeler za dvig vode, ni dvoma, da bi lahko uganil pred tem izumom. Kasneje je opisal vijak s posebno polovično zarezo, ki je drsela vzdolž vijaka vzdolž njegovega navoja. Toda za obdobje Herona se zdi ta mehanizem zastarel, saj so v njegovem času že obstajali vijaki in matice. Možno je, da je Heron natančno opisal Arhimedov izum, ko je prebral nekaj njegovih del, ki nas niso dosegla.

Povezovalni škripec

Jermenica je kolo, vzdolž katerega je mogoče namestiti vrv ali verigo. Oseba, ki vleče z enega konca vrvi, lahko dvigne težo na drugem koncu vrvi. Jermenica deluje kot oporišče in zmanjša silo, potrebno za dvigovanje bremena. Arhimed je izumil cel sistem škripcev za dvigovanje in premikanje bremen.

Sistem škripcev je mogoče dodatno zakomplicirati, da bi dosegli večjo moč.

Zaporedno zapletanje sistema škripcev in izračuni zanje kažejo, da je mogoče doseči zmanjšanje zahtevane sile za faktor 4.

Kralj Chieron, ko je slišal, da lahko Arhimed premika vse težke predmete s kraja, mu ni verjel in ga je prosil, naj to dokaže. Čas je bil pravi, saj je bil v Sirakuzah pač problem z ogromno ladjo (ladja je dobila ime po mestu), ki je ni bilo mogoče izpeljati iz pristanišča. Treba je omeniti, da je bila ladja osupljivo lepa in je dosegla 55 metrov dolžine. Po Plutarhu je Arhimedu uspelo spraviti ladjo iz pristanišča Sirakuze s pomočjo zapletenega sistema vzvodov in škripcev.

Arhimedov vijak

"Eureka!"
(c) Arhimed

Tudi ta izum včasih imenujejo "Arhimedov polž" ali vodni vijak. Naprava je zasnovana za dvig vode, na primer za namakanje polj. Arhimedov vijak je spirala, ki se vrti znotraj cevi in ​​prenaša vodo navzgor po vijačnih rezilih. Spiralno vrtenje je bilo nastavljeno z vrtenjem posebnega ročaja od zgoraj. Sam ročaj so lahko vrteli ljudje, govedo ali konji, kasneje pa bi lahko uporabili vodno kolo ali mlin na veter.Poleg vode se lahko z vijakom na vrh prevažajo zrnati materiali, kot sta pepel ali pesek.

Morda je to ena najstarejših znanih naprav za dvig vode. Vijak se še vedno uporablja v malih elektrarnah in celo na kmetijah. Od leta 1980 je zvezna država Teksas v Združenih državah uporabljala osem propelerjev Archimedes s premerom približno 3,6 metra za obvladovanje nevihtnega odtoka. Propeler poganja motor z močjo 551 kilovatov in lahko prečrpa do 500 tisoč litrov vode na minuto.

Arhimedov vijak, ki se uporablja v Teksasu v ZDA

Glavna prednost Arhimedovega vijaka je, da vdor naplavin v mehanizem ne povzroči motenj v delovanju naprave. Na primer, s pomočjo vijaka lahko celo dvignete ribe skupaj z vodo, medtem ko bo vijak še naprej deloval.

Podrobna razlaga delovanja Arhimedovega vijaka:

Ogromen Arhimedov vijak, nameščen na hidroelektrarni:

In v tem videu je bil Arhimedov vijak narejen iz Lego:

Arhimedova železna roka ali krempelj

Arhimedov krempelj je bil orožje, ki si ga je izumitelj omislil med obleganjem njegovega rojstnega mesta Sirakuze. Mesto je bilo treba braniti pred floto Rimskega cesarstva, zato je bilo treba razviti učinkovite metode za potopitev flote neposredno z obzidja trdnjave.

Natančna zasnova naprave nam ni znana, vendar približno razumemo načela, na katerih je temeljila. Če pozorno preberete o izumu škripcev in ročic, potem ne bo težko razumeti načela kremplja.

Načelo delovanja Arhimedovega kremplja

Arhimedov krempelj je bil sistem škripcev, vrvi in ​​tramov. Na enem koncu vrvi je bil kavelj, ki bi ga vrgli na sovražnikovo ladjo in ga zataknili pod trebuh ladje. Na drugi strani vrvi, za steno, so že bili biki in ljudje, ki so bili pripravljeni vleči vrv. Posledično so bile večtonske ladje prevrnjene ali vržene na kamenje, kar je sovražnikovo floto in posadko razpršilo okoli sten.

Usmiljena rimska flota ni nič proti Arhimedovemu umu!

V našem času sta dve celi skupini ljudi poskušali zgraditi Arhimedov krempelj in potopiti ladjo. Predlagamo, da si ogledate oba poskusa in se prepričate, ali je naprava delovala.

Katapulti, baliste in škorpijoni

Slika, ki prikazuje obleganje Sirakuze.

Med obleganjem Sirakuze je Arhimed zgradil topništvo, ki je lahko pokrivalo različna območja. Medtem ko so bile napadalne ladje na veliki razdalji, je streljal iz katapultov in balist, pri čemer je sovražne ladje zasipal z ogromnimi kamni in hlodi. Če so se ladje približale stenam trdnjave za napad, jih je srečal cel tok puščic iz "škorpijonov" (majhni katapulti, ki so metali jeklene puščice). Mimogrede, omeniti velja, da je prav Arhimed predlagal izdelavo vrzeli, kar je bila novost pri utrdbi tistega časa. Iz majhnih odprtin so lokostrelci uspešno streljali na napredujoče Rimljane. Tako se Rimljanom ni uspelo približati obzidju Sirakuze in če jim je uspelo, so utrpeli velike izgube.

Res je, z zgodovinskega vidika Arhimed ni bil tisti, ki je prvi izumil vse te strukture, vendar jih je očitno spremenil (na primer izboljšana natančnost) in jih uspešno uporabil za obrambo.

Ognjena ogledala

No, ta izum za svoj čas zagotovo preseneti vsako domišljijo. Arhimed je ugotovil, kako zažgati sovražne ladje s soncem. V nekaterih člankih se ta izum imenuje celo "smrtni žarki". Kako je bilo organizirano?

Rimljani so postavili blizu mesta s svojimi 60 quinqueremi. Arhimed je bil dovolj optično izobražen, da je naredil konveksna ogledala. Verjetno to ni bilo eno ogledalo, ampak cel sistem ogledal, ki so usmerjeni na eno mesto, da bi usmerili žarke. Sistem je najverjetneje sestavljalo 24 ogledal, ki so bila združena v en okvir in zasukana s tečaji, s čimer so se spreminjali koti vrtenja.

Kako delujejo ogledala

Pravzaprav ni povsem jasno, za kaj točno je Arhimed uporabljal ogledala. Verjetno z njimi ni požgal flote, ampak je le oslepil lokostrelce na ladjah. Obstaja tudi različica, po kateri so s pomočjo katapultov na ladje metali posebne granate, ki so jih nato s pomočjo ogledal zažgali, tako da bi lahko kdo pomislil, da gre za ogledala, ki goreče ladje. Obstaja tudi različica, da so bila ogledala uporabljena samo za ciljanje katapultov.

Leta 1973 se je grški znanstvenik Ionnis Saccas začel zanimati za možnost sežiganja flote z ogledali, zato je postavil eksperiment. 60 grških mornarjev je držalo 70 ogledal, od katerih je bilo vsako pobakreno in je merilo 1,5 m krat 1 meter. Ogledala so bila usmerjena na model ladje iz vezanega lesa, 50 metrov stran. Ogledala so tiho zažgala model, kar je dokazalo praktično možnost zažganja flote s pomočjo ogledal.

Leta 2005 so Mythbusters ponovili izkušnjo, čeprav na nekoliko drugačen način. Uporabili so konveksna ogledala v količini 500 kosov in z manjšo površino. Jadro na modelu jim je uspelo zažgati šele po 1 uri, tako da je njihov eksperiment pokazal, da zažiganje flote z ogledali ni preveč prepričljivo.

Odometer

Arhimedov števec kilometrov

Aristotel je ustvaril odometer okoli leta 330 pr. Ta naprava je omogočila merjenje prevožene razdalje, ki je bila nepogrešljiva pri ustvarjanju zemljevidov ali pri gradnji velikih objektov.

Načelo števca kilometrov je preprosto. Kolesa se vrtijo in poganjajo dve prestavi. Po določenih razdaljah zobniki sprostijo majhno kroglico, ki pade v posebno posodo. Na koncu poti lahko preštejete kroglice in ugotovite, katero pot ste opravili.

Zaradi tega so Rimljani s podkupovanjem zavzeli Sirakuzo. Izdajalci so jim odprli vrata in ubili so Arhimeda. Ciceron je pozneje opisal vrnitev Rimljanov v Rim, češ da je bil med vojnim plenom tudi čudovit mehanski planetarij, ki ga je izumil Arhimed. Planetarij je pokazal gibanje petih planetov in mrk. Ta rekonstrukcija je pokazala dnevno gibanje zvezd okoli Zemlje, Sončeve in Lune mrke ter njihovo gibanje po ekliptiki.

Arhimed se je rodil leta 287 pred našim štetjem v Sirakuzah. Sorodnik bodočega znanstvenika je bil Hieron, ki je kasneje postal vladar Sirakuze Hieron II. Na dvoru je bil Arhimedov oče Phidias, izjemen astronom in matematik. Zaradi tega je fant dobil dostojno izobrazbo.

Ker je spoznal, da mu primanjkuje teoretičnega znanja, je mladenič kmalu odšel študirat v Aleksandrijo, kjer so takrat delovali najsvetlejši umi antike.

Arhimed je večino časa preživel v Aleksandrijski knjižnici. Tam je preučeval dela Demokrita in Evdoksa. Med svojim usposabljanjem se je Arhimed zbližal z Eratostenom in Cononom. Prijateljstvo se ohranja že vrsto let.

Dela in dosežki

Po končanem študiju se je Arhimed vrnil v rodno Sirakuzo in prevzel mesto astronoma na dvoru Hierona II. A njegove pozornosti niso pritegnile samo zvezde.

Delovno mesto astronoma ni bilo zahtevno. Arhimed je imel priložnost študirati mehaniko, fiziko in matematiko. V tem času je raziskovalec uporabil princip vzvoda za reševanje več problemov v geometriji.

Zaključki so bili podrobno opisani v delu "O ravnotežju ravninskih figur".

Malo kasneje je Arhimed napisal esej "O meritvi kroga". Uspelo mu je izračunati razmerje med premerom kroga in njegovo dolžino.

Ko preučujete kratko biografijo Arhimeda, morate vedeti, da je bil pozoren tudi na geometrijsko optiko. Izvedel je več zanimivih poskusov o lomu svetlobe. Izrek se je ohranil do danes. Dokazuje, da je v ozadju odboja svetlobnega žarka od zrcalne površine vpadni kot enak kotu odboja.

Darila iz Sirakuze

Arhimed je naredil veliko koristnih odkritij. Vsi so bili posvečeni domačemu kraju znanstvenika. Arhimed je aktivno razvijal zamisel o uporabi finančnega vzvoda. V pristanišču Syracuse mu je uspelo ustvariti cel sistem mehanizmov vzvodnih blokov, ki pospešujejo proces prevoza težkega prevelikega tovora.

S pomočjo arhimedovega vijaka ali polža je postalo mogoče črpati vodo iz nizko ležečih rezervoarjev. Zahvaljujoč temu so namakalni kanali začeli neprekinjeno prejemati vlago.

Glavno službo Sirakuzi je opravil Arhimed leta 212. Znanstvenik je aktivno sodeloval pri obrambi Sirakuze, ki so jo oblegale rimske čete. Arhimedu je uspelo ustvariti več močnih metalnih strojev. Ko so Rimljani vdrli v mesto, so mnogi med njimi padli pod udarci kamenja, ki so ga izstrelili iz teh strojev.

Arhimedovi žerjavi so zlahka prevrnili ladje Rimljanov. To je privedlo do dejstva, da so rimski vojaki opustili vdor v mesto in začeli dolgo obleganje.

Žal je bilo na koncu mesto zavzeto.

Smrt znanstvenika

Zgodbo o Arhimedovi smrti so prenesli John Tsetz, Plutarh, Diodorus Siculus in Titus Livy. Podrobnosti o smrti velikega znanstvenika so različne. Ena skupna stvar je, da je Arhimeda ubil neki rimski vojak. Po eni različici Rimljan ni čakal, da je Arhimed dokončal risbo, in ker ni hotel slediti konzulu, ga je zabodel z mečem.

Druga različica pravi, da je bil znanstvenik ubit na poti v Marcellus. Rimski vojaki so se zdeli sumljivi do instrumentov za merjenje Sonca, ki jih je Arhimed nosil v rokah.

Konzul Marcellus je bil, ko je izvedel za smrt znanstvenika, razburjen. Arhimedovo truplo so pokopali z velikimi častmi, njegovim sorodnikom pa izkazali »veliko spoštovanje«.

Druge možnosti biografije

• Nekoč je Arhimed vzkliknil: "Dajte mi točko in premaknil bom Zemljo!" V očeh svojih sodobnikov je bil izjemni znanstvenik praktično polbog.
• Po legendi je Sirakužanom uspelo požgati več rimskih ladij. To je bilo storjeno z uporabo ogromnih ogledal, katerih neverjetne lastnosti je odkril tudi Arhimed.

Ocena biografije

Nova funkcija! Povprečna ocena, ki jo je ta biografija prejela. Pokaži oceno

Datum rojstva: 287 pr e.
Umrl: 212 pr e.
Kraj rojstva: mesto Syracuse, Grčija

Arhimed- slavni starogrški znanstvenik. Arhimed znan po svojih delih na področju fizike, matematike in mehanike. Znanstvenik je avtor številnih odkritij v geometriji, ustanovitelj hidrostatike in mehanike. Arhimed je znan tudi kot izumitelj.

Starogrški znanstvenik se je rodil v Sirakuzah. Oče bodočega izumitelja Phidiasa je bil matematik in astronom. Očetov hobi se je prenesel na Arhimeda in sčasoma je ta hobi za natančne znanosti postal delo celotnega življenja starodavnega znanstvenika.

Aleksandrija je postala za Arhimeda mesto, kjer se je lahko izobrazil. V starih časih je to mesto veljalo za kulturno in znanstveno središče. V Aleksandriji se je Arhimed lahko srečal s tako znanimi znanstveniki, kot sta Eratsfen in Konon.

Takrat je bilo v aleksandrski knjižnici zbranih okoli 700 tisoč rokopisov. Arhimed je veliko časa preživel v knjižnici in se seznanil z deli geometrov. Znanje, pridobljeno v Aleksandriji, je znanstveniku močno pomagalo pri njegovem prihodnjem delu.

Po diplomi se je Arhimed vrnil v svoj rojstni kraj. Tam so ga sprejeli z odprtimi rokami, znanstvenik ni mogel razmišljati, kako bi se preživljal, ukvarjal se je z odkritji in pisal znanstvena dela.

Viri njegovega delovanja v tem obdobju praktično niso preživeli v zgodovini. Legende o Arhimedu so nastajale že za časa njegovega življenja, po mnogih stoletjih pa se je zmeda z dejstvi iz njegovega življenja le še stopnjevala.

Tako imenovani Arhimedov vijak ali polž je prebivalcem mesta omogočil, da so črpali več vode iz rezervoarjev. Zahvaljujoč temu so namakalni kanali začeli prejemati neprekinjeno vodo in prebivalcem Sirakuze ni bilo treba skrbeti za svojo letino.

Glavna zasluga Arhimeda je njegova udeležba v drugi punski vojni, ki je potekala leta 212 pr. Takrat je bil star 75 let, bil je aktiven udeleženec pri obrambi mesta in svoje izume udejanjal.

Arhimed je ustvaril močne stroje za metanje kamna, ki so ustavili Rimljane na obrobju mesta. Žerjavi, ki jih je izumil Arhimed, so prevrnili sovražne ladje.

Rimljani mesta niso mogli zavzeti, saj so Arhimedovi izumi stali v obrambi. Nato so legionarji šli na dolgo obleganje. Obstaja legenda, da so Sirakužani z velikimi ogledali lahko zažgali več sovražnikovih ladij.

Ta legenda nima nobene potrditve in najverjetneje so prebivalci Sirakuze sežigali ladje z metalnimi stroji.

Rimljanom je kljub Arhimedovim prizadevanjem zaradi izdaje še vedno uspelo zavzeti mesto. Sam znanstvenik je bil med napadom ubit. Prav tako ni zanesljivih informacij o tem, saj je v zgodovini ostalo več različic zgodbe o njegovi smrti.

Bizantinec Ioann Tsets je zapisal, da je bil Arhimed med napadom zaposlen z risanjem po pesku. Legionar je stopil na ta načrt, znanstvenik pa je z vpitjem udaril na vojaka. V tistem trenutku je bil ubit.

Po Plutarhovi različici je rimski poveljnik Marcel poslal svojega vojaka za Arhimedom. Toda Arhimed legionarju ni sledil in ga je v jezi zabodel.

Po Diodoru Siculusu je legionar poskušal povleči Arhimeda k poveljniku, znanstvenik se je začel upirati in grozil, da bo zagnal svoje stroje. Ker so se Rimljani bali teh izumov, vojak ni čakal in je izumitelja ubil.

Poveljnik Marcellus je častno pokopal Arhimeda, vojak, ki je zabodel Arhimeda, pa je bil odrezan.

Obstaja še ena različica, po kateri se je Arhimed srečal z Marcellusom, da bi pokazal svoje izume. Legionarji so zamenjali bleščice steklenih in kovinskih delov stroja za bleščice zlata in ubili Arhimeda v upanju, da bodo dobili plen.

Dotrajano Arhimedovo grobnico je našel Ciceron leta 75 pr.

Arhimedovi dosežki:

Arhimed je postavil temelje natančnih znanosti
Rešeni problemi v zvezi z matematično analizo
Uporabili smo novo metodo za reševanje kubičnih enačb.
Izračunali smo vse polpravilne poliedre
Naučil sem se določiti gostoto teles tako, da jih potopim v tekočino.
Izboljšan sistem finančnega vzvoda
Zasnoval je Arhimedov vijak
Napisal je esej "Psammit", kjer je odprl temo heliocentričnega sistema vesolja.

Datumi iz Arhimedove biografije:

287 pr.n.št e. - rojen v Sirakuzah
212 pr.n.št e. - umrl med obleganjem Sirakuze v rokah rimskega legionarja

Zanimiva dejstva o Arhimedu:

Rimski general Marcel je med obleganjem Sirakuze želel končati vojno proti Arhimedu
Med kopanjem je Arhimed videl, da je njegovo telo težje od vode, in prišla mu je briljantna ideja o določanju gostote teles.
Ustvaril stroj za metanje
Arhimed bi bil spoštovana oseba v svoji domovini in Rimljani, ki se še nikoli niso srečali s takšnim orožjem, so se bali njegovih vojaških vozil.
Po Arhimedu ni več učencev, saj ni hotel ustvariti svoje šole in vzgajati novih znanstvenikov
Arhimedov vijak je izumil že v mladosti in je bil uporabljen za polnjenje namakalnih kanalov. Danes se ti vijaki uporabljajo na različnih področjih.
Arhimed velja za enega najboljših izumiteljev in matematikov na svetu.
Sodobniki so znanstvenika smatrali za norega. Svoje spretnosti je pokazal pred vladarjem Sirakuze, ko je trireme potegnil na obalo s pomočjo blokovskega sistema
Po nekaterih legendah je bil med napadom na Sirakuzo po Arhimeda poslan odred legionarjev. Njegova smrt je bila absurdna nesreča.
Arhimedove izračune sta več tisoč let pozneje ponovila Newton in Leibniz
Ustvarili planetarij
Heraklid je napisal biografijo Arhimeda, vendar je izgubljena in danes ni zanesljivih dejstev o življenju velikega znanstvenika
Matematika je bila Arhimedov najboljši prijatelj
Nekateri znanstveniki imenujejo Arhimeda za izumitelja topa. Plutarh, ki je osvetljeval napad na Sirakuzo, je zapisal, da so med vdorom v mesto na legionarje streljali iz naprave z dolgo cevjo, iz katere so letele topovske krogle.
Legenda o ogledalih, s pomočjo katerih so prebivalci obleganega mesta uničevali rimske ladje, je bila večkrat ovržena. Toda zgodovinarji pravijo, da so se z ogledali uporabljali za ciljanje strojev, ki so metali kamenje, ki so streljali na rimsko floto.

Če ... Joj, če bi velike antične države posvečale malo več pozornosti svojim veličastnim izumiteljem - vsaj tako, kot sedanje vlade ne skoparijo s financiranjem visokotehnoloških vojaških programov, potem - kdo ve v katerem jeziku bi zdaj govoril z vami in v kateri državi ste živeli? Kaj bi se zgodilo, če bi Leonardo da Vinci ali Nikola Tesla imela možnost v celoti razširiti svoje talente?

O da Vinciju smo že pisali. Čas je, da se poklonimo še enemu, morda prvemu tehničnemu geniju človeštva. Veliki matematik, fizik, inženir in astronom, podcenjen v času svojega življenja in po nesreči ubit z roko nepismenega vojaka - bi lahko pospešil znanstveno in tehnološko revolucijo za skoraj dva tisoč let, če bi ...

Kdo ste vi, gospod Arhimed?

Arhimed (umetnik Domenico Fetti, 17. stoletje).

Vsaka zgodba o velikih ljudeh se običajno začne z njihovo biografijo. Aja, v primeru Arhimeda se bomo morali zadovoljiti le z nizom nepotrjenih dejstev. Obstaja veliko legend o življenju tega znanstvenika, vendar je zelo malo zanesljivih informacij.

Rojstni kraj izumitelja je bila Sicilija, mesto Sirakuze. Tam je preživel večino svojega življenja. Datum njegovega rojstva - 287 pr.n.št. - je ugotovljen na podlagi pričevanja bizantinskega zgodovinarja Johna Pricea (12. stoletje), ki je zapisal, da je Arhimed živel 75 let in umrl leta 212 pr.

Izumitelj je v svojih spisih omenil, da je bil njegov oče astronom in matematik Phidias, ki je izhajal iz plemiške družine Sirakuze. Očitno so fanta v mladosti poslali na študij v Aleksandrijo - največje kulturno središče tistega časa. Kasneje je aktivno komuniciral z matematiki aleksandrijske šole (na primer z Erastofenom), kar nakazuje, da je Arhimed uporabljal dela aleksandrijskega Evklida kot "učbenike". Teme njegovih nadaljnjih raziskav so sovpadale tudi z "evklidsko znanostjo" in jo bistveno razvile - to je najprej teorija števil, pa tudi planimetrija in geometrija.

Po študiju v Aleksandriji se je Arhimed vrnil domov in se zaposlil na dvoru svojega daljnega sorodnika, sirakuškega tirana Heroja II. Obstaja veliko legend o tem, kako je Arhimed opravljal najbolj zvite naloge Herona, v resnici pa vladar svojim raziskavam najverjetneje ni pripisal velikega praktičnega pomena in je pokrovitelj izjemnega znanstvenika le zato, ker je njegova prisotnost v Sirakuzah znatno povečala kulturni status mesta. .

Ker je bil večino svojega življenja "pod okriljem" razsvetljenega monarha, je izumitelj lahko delal v miru - in delal in tako plodno, da danes beseda "Arhimedes" ne poznajo le tisti, ki živijo v gozdu, molijo k kolo in omedleva, ko je oblika letala.

Sirakuza je eno najvplivnejših in najlepših mest v antičnem Sredozemlju. Ustanovljeno je bilo v 8. stoletju pred našim štetjem pod imenom Shirako (»močvirje«, ker je bilo v bližini mesta res močvirje). Heroj II je modro vladal Sirakuzami 50 let: izogibal se je večjim vojnam, razvijal sodno prakso, znanost in umetnost. Njegov naslednik, mladi Jeronim, se je povzpel na prestol leta 215 in skoraj takoj ponesel mesto v propadu z Rimom. Sirakuza je padla zaradi dejstva, da so se nekateri meščani odločili pogajati o pogojih mirovne pogodbe in Rimljanom odprli majhna vrata v zidu, a so prihiteli in hitro zatrli odpor.

Čete rimskega konzula Marcela so zelo dolgo (približno 8 mesecev) oblegale Sirakuzo. Razlog za zamudo naj bi bilo dejstvo, da je veliki znanstvenik, soočen z grožnjo invazije, prešel s čiste matematike na mehaniko in začel ustvarjati neverjetne bojne naprave za obrambo svojega rodnega mesta. Poleg tega je po nekaterih pričevanjih Arhimed osebno vodil obrambo mesta in razpolagal z njegovimi tehničnimi sredstvi.

Rimljani niso bili neumni. Ko je ocenil obrambne novosti Grkov, je Marcellus svojim vojakom ukazal, naj se med zavzetjem mesta ne dotikajo iznajdljivega inženirja, očitno ga nameravajo zvabiti v svojo službo. Ni si težko predstavljati, kakšne vojaške mehanizme bi lahko izumil Arhimed, ki bi delal za praktične in krute Rimljane.

Vendar je zgodovina naročila drugače. Po legendi je eden od legionarjev znanstvenika našel na vrtu njegove hiše, ko je preučeval risbe na pesku, ne da bi bil pozoren na ulične boje. Ali Rimljan tega Grka ni prepoznal ali pa je namerno kršil poveljstvo poveljnika (pravijo, da je Arhimed vojaku rekel, naj se ne dotika njegovih risb - "krogov", vendar v kakšnih izrazih je to storil, ostaja nejasno) - v vsakem primeru , največji um njegovega časa je bil preprosto na licu mesta vrezan do smrti.

Arhimedova smrt. Gravura iz italijanske knjige iz 18. stoletja.

Plutarh (45-120) poroča, da je bila po Arhimedovi volji na njegov grob nameščena krogla, zaprta v cilindru, kar kaže, da je razmerje njunih prostornin 2/3. V svojem delu "O krogli in cilindru" je Arhimed dokazal enako mnogoterost razmerja med površinami teh dveh figur.

Beseda in dejanje

Dovolj je le pogled na Arhimedov »know-how«, da bi razumeli, koliko je ta oseba prehitela svoj čas in kaj bi lahko postal naš svet, če bi bile visoke tehnologije v antiki asimilirane tako hitro kot danes. Arhimed je diplomiral iz matematike in geometrije, dveh najpomembnejših znanosti, na katerih temelji tehnični napredek. O revolucionarnosti njegovih raziskav priča dejstvo, da zgodovinarji štejejo Arhimeda za enega izmed treh največjih matematikov človeštva (druga dva sta Newton in Gauss).

V smislu inovativnosti je bil ta Grk na glavo pred vsemi evropskimi matematiki vse do renesanse. V družbi, kjer je bil uporabljen popolnoma srhljiv sistem številčenja in v jeziku, kjer je bila beseda "nešteto" (deset tisoč) sinonim za "neskončnost", je razvil jasno znanost o številkah in jih "štel" do 10 64.

Arhimed je postavil temelje integralnega računa in teorije ultra malih števil. Dokazal je, da je razmerje med obsegom kroga in njegovim premerom enako razmerju med površino kroga in kvadratom njegovega polmera. Znanstvenik seveda tega razmerja ni imenoval "število pi", ampak je precej natančno določil njegovo vrednost v območju od 3 + 10/71 (približno 3,1408) do 3 + 1/7 (približno 3,1429).

Do našega časa je preživelo le nekaj Arhimedovih razprav. Večina jih je umrla v dveh požarih v Aleksandrijski knjižnici – ohranjenih je le nekaj prevodov v arabščino in latinščino. Na primer, v delu "O ravnovesju ravnin" je avtor raziskal težišča različnih figur. Obstaja legenda, po kateri je Heron prosil Arhimeda, naj vizualno ponazori "učinek" vzvoda, ki je znan po svojem slavnem stavku "Daj mi točko in obrnil bom ves svet!" (Plutarh ga citira drugače: "Če bi bila druga Zemlja, bi stal na njej in premaknil tole").

Izumitelj je naročil, da veliko ladjo potegnejo na obalo in napolnijo s tovorom, nato pa je stal blizu škripca (koluta) in brez vidnega napora začel vleči vrv, privezano na ladjo. Slednji je na presenečenje prisotnih "plaval" po kopnem, kot po vodi.

Druga dela niso nič manj pomembna: "O konoidih in sferoidih", "O spiralah", "Merjenje kroga", "Kvadratura parabole", "Psammit" ("Račun zrn peska" - tukaj je znanstvenik predlagal način ugotoviti število zrn peska, ki jih vsebuje prostornina vsega sveta, torej je opisal sistem beleženja izjemno velikih števil).

Ločeno je treba povedati o njegovem delu na področju mehanike. Tu je bil res pionir, v marsičem spominja na Leonarda da Vincija.

Po pričevanju Diodorja Sikulskega so rimski sužnji v Španiji izsušili cele reke s pomočjo naprave, ki jo je razvil Arhimed med obiskom Egipta. To je bil tako imenovani "Arhimedov vijak" - močna in hkrati zelo preprosta vijačna črpalka. Vendar pa nekateri dokazi kažejo, da je bila podobna naprava izumljena 300 let prej za namakanje visečih vrtov Babilona (tako imenovani "babilonski vrtovi").

Arhimed naj bi izumil mozaično igro - "želodec" (treba je izdelati prepoznavne figure iz ravnih kostnih kosov različnih geometrijskih oblik - osebe, živali itd.). Prav tako je zaslužen za ustvarjanje števca kilometrov (naprave, ki meri prevoženo razdaljo).

Med obleganjem Sirakuze je Arhimed zgradil številne neverjetne naprave, od katerih je mogoče razlikovati dve najučinkovitejši. Prvi je "Arhimedova šapa", edinstven dvigalni stroj in prototip sodobnega žerjava. Navzven je bil videti kot vzvod, ki štrli onstran mestnega obzidja in je opremljen s protiutežjo. Polibij je v svoji "Svetovni zgodovini" zapisal, da če bi rimska ladja poskušala pristati blizu Sirakuze, bi se ta "manipulator" pod nadzorom posebej usposobljenega strojnika prijel za nos in ga obrnil (teža rimskih trirem je presegla 200 ton). , medtem ko bi v penterju lahko dosegel vseh 500) , ki je preplavil napadalce.

Žerjav je tudi orožje!

Rimljani so bili šokirani, ko so videli Arhimedove stroje v akciji. Plutarh piše, da je včasih zadeva dosegla točko absurda: ko so na zidu Sirakuze zagledali vrv ali hlod, so nepremagljivi rimski legionarji panično zbežali, misleč, da bo zdaj proti njim uporabljen še en peklenski mehanizem.

Podobni stroji so zrušili oblegalne lestve z obzidja Rimljanov, Arhimedovi dolgi in neverjetno natančni katapulti pa so streljali s kamni na njihove ladje. Toda še bolj presenetljivo je bilo drugo "presenečenje" - orožje z žarkom.

Ker se je rimska flota (po različnih virih približno 60 ladij) zasidrala v bližini mesta, se je zavedala nesmiselnosti poskusov zavzetja mesta z nevihto. Po legendi je Arhimed izdelal veliko ogledalo ali pa vojakom razdelil majhna konkavna ogledala (zgodovinarji nimajo enega zornega kota - včasih imajo celo bakrene ščite, polirane do sijaja), s pomočjo katerih je "koncentriral " sončna svetloba na sovražnikovo floto in jo sežgala v pepel.

Ciceron je zapisal, da je Marcellus po ropanju Sirakuze vzel dve napravi - "krogle", katerih ustvarjanje pripisujejo Arhimedu. Prvi je bil nekakšen planetarij, drugi pa je simuliral gibanje zvezd na nebu, kar je pomenilo prisotnost v njem zapletenega zobniškega mehanizma.

Do nedavnega so ti dokazi veljali za dvomljive, vendar so leta 1900 v bližini grškega otoka Antikitera na globini 43 metrov našli ostanke ladje, iz katere so ostali ostanki naprave - "naprednega" sistema iz brona. najdeni so bili zobniki, ki segajo v leto 87 pr. To dokazuje, da bi Arhimed lahko ustvaril zapleten mehanizem - nekakšen "računalnik" antičnih časov.

Antikythera je verjetno najstarejši zobniški mehanizem na svetu

Hiperboloid inženirja Arhimeda

Bi lahko zvit Grk res nahranil ribe v morju pri Sirakuzah s ocvrtimi Rimljani? Ta mit je bil večkrat preizkušen – in z neenakomernimi rezultati. Najbolj zanimiv je bil eksperiment Massachusetts Institute of Technology, izveden leta 2005.

Starodavni viri opisujejo konstrukcijo arhimedovega "hiperboloida" zelo protislovno - ali so bili bronasti ščiti ali velikanski reflektor. Raziskovalci so predlagali, da bi Arhimed težko naredil ogromen (in zato zelo ranljiv) reflektor, in so izbrali možnost s ščiti in jih nadomestili s 127 ogledali, ki merijo približno 30 krat 30 centimetrov.

Eksperimentatorji niso želeli v celoti poustvariti pogojev za uporabo "hiperboloida". Model ladje je bil izdelan iz masivnega hrasta, čeprav so za izdelavo rimskih ladij uporabljali bolj vnetljive vrste lesa, kot je cipresa. Strani ladje so bili suhi, v resnici pa so bili izpostavljeni valovom. Razdalja do cilja je 30 metrov, v resnici pa je bila veliko večja (vsaj - razdalja leta puščice). Poleg tega je postavitev ostala nepremična, rimske ladje pa so se rahlo premikale, tudi na sidranju v zalivu Syracuse.

Na ladjo so prinesli ogledala in jih pokrili z zavesami. Takrat se je pojavila težava - "orožje" je bilo na stojnicah in ne v rokah grških vojakov. Pogled je bilo treba nenehno prilagajati, saj so se zaradi gibanja Sonca po nebu žarki vsakih 10 minut premaknili za 1,5 metra. Tudi oblaki niso olajšali dela - moč "laserja" je občasno padala.

Kaj je bilo iz tega? "Weapon of Vengeance" je deloval le 10 minut, vendar je učinek presegel vsa pričakovanja. Takoj po odprtju ogledal je les začel zogleniti, nato se je pojavil dim in skoraj takoj za njim - strdek svetlega plamena. Po 3 minutah je bil požar pogašen. V boku ladje se je pojavila skoznja luknja.

Mobilnost resničnih tarč, velika razdalja do njih, slabe odsevne lastnosti brona - vse to govori proti legendi o Arhimedu. Vendar je imel izumitelj na voljo veliko reflektorjev (število vojakov z uglajenimi ščiti na obzidju mesta je štelo na stotine) in ni bil časovno omejen. Arhimed bi res lahko dosegel "laserski" učinek, vendar ne v kvaliteti, ampak v količini.

V poskusu so bila ogledala ravna, česar ne moremo reči o ščitih Grkov. Če bi bili reflektorji, ki so jih uporabljali, konkavni, bi njihov "domet" presegel 30 metrov.

Preživelo je premalo zgodovinskih podatkov, da bi poustvarili Arhimedovo orožje, kakršno bi v resnici lahko bilo. Smiselno je govoriti ne o zavrnitvi mita, temveč o teoretični možnosti "sončnega laserja". Eksperiment je pokazal, da fizika ni v nasprotju z zgodovino. To vzbuja optimizem, zato lahko legendo o Arhimedovih "smrtnih žarkih" štejemo za pogojno resnično.

• Sodobna Sirakuza skorajda nima sledi o svoji nekdanji veličini. Turiste pogosto odpeljejo do tako imenovane "Arhimedove grobnice" v nekropoli Grotticelli. Pravzaprav ta rimski pokop ne vsebuje ostankov slavnega znanstvenika.
• Arhimedov palimpsest je krščanska knjiga, sestavljena v 12. stoletju iz »poganskih« pergamentov 10. stoletja. Za to so bila z njih izprana stara pisma, na prejetem gradivu pa je bilo napisano cerkveno besedilo. Na srečo je bil palimpsest (iz grščine palin - spet in psatio - brišem) narejen slabo, zato so bile stare črke vidne na svetlobi (ali še bolje - pod ultravijolično svetlobo). Leta 1906 se je izkazalo, da so to tri prej neznana Arhimedova dela.
• Obstaja legenda o tem, kako je kralj Heron naročil Arhimedu, naj preveri, ali je draguljar v svojo zlato krono vmešal srebro. Celovitosti izdelka ni bilo mogoče kršiti. Arhimed dolgo časa ni mogel dokončati te naloge - rešitev je prišla po naključju, ko se je ulegel v kopalnico in nenadoma opazil učinek izpodrivanja tekočine (zavpil je: "Eureka!" - "Našel sem!" In gol stekel ven. na ulico). Spoznal je, da je prostornina telesa, potopljenega v vodo, enaka prostornini izrinjene vode, in to mu je pomagalo razkriti prevaranta.
• Eden od velikih luninih kraterjev (širok 82 kilometrov) je dobil ime po Arhimedu.

* * *

Arhimed je najprimernejši kandidat za ustvarjanje podobe starodavnega izumitelja, ki je oblikoval parne rezervoarje in leteče stroje sto let pred Kristusovim rojstvom (ta zvrst se običajno imenuje "sandalpunk" - po analogiji s "cyberpunkom" ali "dieselpunkom", kjer beseda "sandal" pomeni sandalovino, pa tudi sandale, ki so jih nosili stari Grki). Po današnjih standardih so Arhimedova dela raven srednje šole. Vendar ne pozabite, da so bili izdelani pred več kot 2000 leti in so bili pred svojim časom vsaj v 17. stoletju. Zahvaljujoč temu lahko junaka našega članka upravičeno imenujemo enega največjih genijev človeštva.