Математик, физик, астроном, изобретатель и инженер, древнегреческий мыслитель Архимед оставил наследие, гораздо большее, чем история о ваннах, криках «Эврика» и беготне обнаженными по улице – даже если, это заняло некоторое время, чтобы остальной мир догнал его.
Куда бы вы ни посмотрели в Древней Греции, вы обязательно найдете не только первопроходцев, но и праотцов своих областей; знаменитые греки, которые семимильными шагами продвинули свою дисциплину и чье влияние ощущается и по сей день. В медицине был Гиппократ, в политике – Солон, в истории – Геродот, а в философии – Сократ, Платон и Аристотель. Когда дело доходит до математики, одно имя стоит выше всех остальных: Архимед.
Его открытия и труды формировали математическую мысль на протяжении тысячелетий: от множества геометрических открытий до точного приближения числа Пи. Он экспериментировал с математическим анализом еще до того, как оно появилось, и изложил закон рычага, который, как он якобы заявил, позволит ему «передвинуть Землю».
Однако гений Архимеда простирался далеко за рамки теории. Он был изобретателем и инженером, который придумал машины, которые до сих пор используются, и оружие, достаточно мощное, чтобы дать римским военным повод для беспокойства. Это, конечно, если верить всем историям.
Кем был Архимед?
Поскольку о жизни Архимеда почти ничего не известно, единственной информацией, которая у нас есть, являются истории, написанные историками спустя много времени после его смерти, за исключением его письменных работ, многие из которых сохранились лишь во фрагментах.
Судя по всему, Архимед родился около 287 г. до н.э. в Сиракузах, грекоязычном городе на юго-восточном побережье Сицилии. В одной из своих работ он назвал своего отца Фидием, астрономом, но больше о его семье и воспитании ничего не известно.
Вполне возможно, что он отправился в Александрию, Египет, и какое-то время учился там, поскольку, похоже, установил дружеские отношения с Эратосфеном Киренским (главой Александрийской библиотеки, одного из семи чудес древнего мира) и астрономом Кононом Самосский, великим интеллектуалом города.
Почти всю свою жизнь Архимед жил и работал в Сиракузах, часто на службе у короля, что привело, пожалуй, к его самой известной истории.
Что такое «момент Эврики» Архимеда
Согласно римскому архитектору 1 века до нашей эры Витрувию, к Архимеду обратился Иерон Иерон (или Гиерон) II из Сиракуз, чтобы определить, действительно ли золотая корона, только что изготовленная для царя, была из чистого золота. Иерон заподозрил ювелира в замене золота на серебро.
Это поставило перед Архимедом непростую задачу, поскольку он должен был раскрыть правду, не причинив никакого ущерба короне.
Первоначально не находя решения, к Архимеду наконец пришло вдохновение, когда он принял расслабляющую ванну: наблюдая, как вода поднималась, когда он опускался в ванну, он понял, что ответ может заключаться в вытеснении воды.
Выталкивающая сила, действующая на погруженное в жидкость тело, равна весу вытесненной им жидкости. Он был так поражен, что выскочил из ванны и побежал по улице, все еще обнаженный, с криками «Эврика!» или «Я нашел это!»
Поместив корону в воду и измерив смещение, Архимед смог определить объем и, следовательно, плотность. Золото плотнее серебра, поэтому он мог сравнить результаты с цельным куском золота того же веса, что и корона.
Эврика, оказалось, что короля обманули.
Хотя эта история, безусловно, является апокрифической, великому математику приписывают значительное открытие, касающееся плавучести. Он просто не обязательно сделал это, лежа голым в ванне.
Принцип Архимеда, который гласит, что объект, погруженный в жидкость, будет выталкиваться вверх силой, равной весу вытесняемой жидкости, закрепил за ним репутацию отца-основателя гидростатики, изучения жидкостей в состоянии покоя.
Каковы были величайшие открытия и изобретения Архимеда?
Архимед изложил свой принцип гидростатики в своей работе «О плавающих телах», которая сохранилась частично на греческом языке и в средневековом латинском переводе.
Это было лишь одно из многих решений математических вопросов, которые он нашел за свою блестящую карьеру. Он доказал закон рычага в трактате «О равновесии плоских фигур», а работа, которой он больше всего гордился — «О шаре и цилиндре» — раскрыла связь между сферой и цилиндром.
В геометрии Архимед доказал ряд теорем, найдя площади и объемы множества фигур, включая конусы, параболы и сферы, используя методы, которые позже развились в то, что стало математическим анализом.
Те же самые методы помогли Архимеду приблизиться к значению числа Пи между 3,1408 и 3,1429. Истинное значение — 3,14159 (и так далее).
Помимо математики и физики, Архимед писал и по астрономии. В «Исчислении песчинок» он попытался подсчитать количество песчинок, необходимых для заполнения Вселенной.
В трудах великого римского оратора Марка Туллия Цицерона и математика Паппа Александрийского ему также приписывают устройство для отображения положения Солнца, Луны и планет. Возможно, это легендарный Антикитерский механизм, первый в мире аналоговый компьютер (и Макгафин, получивший название Циферблат Архимеда, в пятом фильме об Индиане Джонсе, Индиана Джонс и колесо судьбы).
Среди изобретений Архимеда - военные машины, использовавшиеся во время осады Сиракуз, ранний одометр (маленькая тележка, в которой ряд шестеренок бросал камешек в коробку через каждую милю) и так называемый Архимедов винт, устройство для вытягивания воды наверх.
Согласно анекдотической истории, он был изобретен вместе с другим его достижением: «Сиракузией» , одним из крупнейших кораблей древности.
Построенный для короля Сиракуз, он вмещал более 1900 человек и среди сотен комнат имел храм, библиотеку и спортзал. Но его размер увеличивал риск протечек в корпусе, что привело к тому, что Архимед разработал винт для удаления воды из нижних палуб.
На самом деле нечто подобное, возможно, существовало и раньше в Египте, но оно до сих пор носит имя Архимеда и сегодня широко используется во всем мире.
Что делал Архимед во время осады Сиракуз?
Во время Второй Пунической войны (218-201 гг. до н.э.) Сиракузы навлекли на себя гнев Рима, переметнувшись на сторону Карфагена, что, как ожидалось, привело к короткой и незамысловатой военной кампании под командованием генералов Марка Клавдия Марцелла и Аппия Клавдия Пульхра.
Тем не менее, осада Сиракуз длилась два года, с 214 по 212 год до н.э., в немалой степени благодаря Архимеду.
Как рассказывает в «The Histories» историк II века до н.э. Полибий, математик разработал ряд видов оружия и машин для защиты стен Сиракуз от нападения с моря, включая улучшенные формы катапульты.
Главным среди них был Коготь Архимеда, хитроумное приспособление, похожее на кран с крюком на конце, который можно было сбрасывать на римские корабли и поднимать их из воды, а также его предполагаемый тепловой луч (также известный как Луч смерти Архимеда).
Пока идут споры о том, существовало ли оно вообще, идея заключалась в том, чтобы наклонить серию зеркал, чтобы сфокусировать солнечные лучи на древесине корпусов противника, которая затем загорелась бы.
Как умер Архимед?
В конце концов Сиракузы пали под натиском римлян в 212 году до н.э., когда защитники были отвлечены празднованием религиозного праздника.
Марцелл потребовал, чтобы Архимеда взяли живым, зная, чего его гений может стоить Риму, но, как гласит история, к математику подошел солдат, пока тот был поглощен какими-то вычислениями.
Находясь мыслями в другом месте, он не обратил внимания на то, что говорил солдат, и разгневанный римлянин ударил его ножом и убил.
Где находится могила Архимеда?
Сегодня посетители Археологического парка Неаполис в Сиракузах смогут посетить так называемую «Гробницу Архимеда».
Однако похоронен великий человек не здесь, а на римском сооружении, построенном пару столетий спустя. Истинное место упокоения Архимеда было утеряно со временем и заброшено.
Тем не менее, римский государственный деятель и оратор Цицерон утверждал, что обнаружил его местонахождение, когда служил чиновником на Сицилии.
Он знал, что это нужное место, по каменным украшениям в виде сферы и цилиндра, размещенным там в честь математических достижений Архимеда. Цицерон приказал восстановить гробницу, но со временем она снова была утеряна.
Как менялось наследие Архимеда на протяжении истории?
Несмотря на его вклад как в области математической теории, так и в оборонительное вооружение, Сиракузы быстро забыли Архимеда после его смерти (что объясняет, почему его могила была утеряна).
Неизвестно, были ли у него дети или последователи, но есть мало свидетельств того, что кто-то взял на себя ответственность за продолжение его работы.
Лишь в шестом веке нашей эры наследие Архимеда начало формироваться, когда Исидор Милетский, архитектор собора Святой Софии, впервые составил его труды.
Затем Евтокий Аскалонский написал комментарии к работам Архимеда, которые были переведены на арабский язык в 8 и 9 веках, привлекая внимание великих математиков средневекового ислама к великому математику из Сиракуз.
Репутация Архимеда будет процветать, что сделает его постоянным источником вдохновения в средние века , эпоху Возрождения и научную революцию.
