Архимед — легендарный гений античности
Человек, способный поджечь вражеские корабли одним солнечным лучом, сдвинуть с места саму Землю при помощи рычага и, забыв обо всём, выбежать на улицу нагим с победным криком «Эврика!» – кажется, это герой древнего мифа. Но такой человек существовал на самом деле, и звали его Архимед. Более двух тысячелетий спустя его имя остаётся символом неукротимого гения и научного озарения. Архимед из Сиракуз – древнегреческий учёный, математик, инженер и изобретатель, которого по праву считают одним из величайших умов в истории. Он жил в III веке до нашей эры, но открытия Архимеда до сих пор поражают воображение и находят применение в современной жизни.
Ранние годы и жажда знаний
Архимед родился около 287 года до н.э. в городе Сиракузы на острове Сицилия – в те времена греческой колонии. Его отец Фидий был астрономом, так что интерес к науке маленькому Архимеду буквально достался по наследству. Предание гласит, что семейство Архимеда было близко к двору сиракузского правителя: сам Плутарх упоминал, что Архимед состоял в родстве с царём Гиероном II. Доподлинно неизвестно, где получал образование юный Архимед, но есть сведения, что он путешествовал в легендарный научный центр того времени – египетскую Александрию. Там, среди величайших умов античности, Архимед обучался у учеников Евклида, приобрёл друзей и соратников в лице известных математиков, таких как Конон Самосский и Эратосфен Киренский. Юноша впитал знания от звездной плеяды учёных и пронёс через всю жизнь неутолимую жажду открытия нового.
Ещё в молодости Архимед проявил талант изобретателя. Одна из первых его инженерных идей родилась, согласно легендам, в Египте – это так называемый «винт Архимеда», особый насос для подъёма воды. Представьте полый цилиндр, внутри которого вдоль стержня проходит спиральная лопасть. Если опустить нижний конец такого устройства в воду и начать вращать спираль, вода поднимется вверх по трубе. С помощью этого нехитрого механизма можно было с лёгкостью орошать поля или откачивать воду из трюмов кораблей. Удивительно, но принцип, открытый Архимедом, оказался настолько удачным, что винтовые насосы подобного типа используются до сих пор – их можно встретить и на современных зерновых элеваторах, и даже в медицинских приборах для перекачки крови. Так уже в древности Архимед сумел «обуздать» стихию воды, заставив её течь против воли природы.
Загадка золотой короны и крик «Эврика!»
Архимед прославился не только учебой и техничными изобретениями, но и умением решать, казалось бы, неразрешимые головоломки. Одна из самых известных легенд о нём – история о золотой короне царя Гиерона. Согласно рассказу, сохранённому римским архитектором Витрувием, царь Сиракуз поручил мастеру изготовить ему корону в форме лаврового венка из чистого золота. Когда работа была завершена, Гиерон заподозрил, что ювелир тайком подмешал в корону серебро, присвоив часть золота себе. Призвать мастера к честности было непросто – нельзя же распилить царскую корону, не испортив её. Тогда правитель обратился за помощью к своему другу Архимеду, славившемуся хитроумным умом. Перед учёным встала непростая задача: выяснить состав короны, не разрушая её.
Архимед долго ломал голову над этой проблемой. Решение пришло неожиданно во время одного из повседневных занятий – принятия ванны. Опускаясь в наполненную купель, Архимед заметил, что уровень воды поднимается по мере погружения его тела. И тут его словно осенило: вода в ванне «подсказывает» способ измерить объём объекта посредством вытесненной жидкости! Поняв принцип, Архимед выпрыгнул из ванны и в порыве радости бросился бежать по улицам, не одеваясь, громко восклицая: «Эврика!», что по-гречески означает «Нашёл!». Так жители Сиракуз получили незабываемое зрелище – ученый, размахивая руками и даже не полностью одетый, мчался сообщить миру об открытии. Остыв от восторга, Архимед провёл опыт: он последовательно погрузил в воду корону и слитки чистого золота и серебра одинакового веса. Как и ожидалось, корона вытеснила воды больше, чем кусок золота, но меньше, чем серебряный слиток – значит, в её составе была примесь серебра. Обман был раскрыт, и легенда гласит, что провинившийся ювелир понёс заслуженное наказание за свою хитрость. С тех пор слово «Эврика» стало крылатым – этим возгласом люди во всём мире называют моменты внезапного озарения и великих научных находок.
«Дайте мне точку опоры...»: сила рычага
Не менее знаменита и другая фраза, приписываемая Архимеду: «Дайте мне точку опоры, и я переверну Землю!» – так дерзко учёный выражал веру в могущество закона рычага. Архимед изучил механическое преимущество рычагов и блоков и понимал, что с их помощью можно поднимать колоссальные тяжести малым усилием. Современники рассказывали, что царь Гиерон, услышав архимедово бахвальство про движение Земли, пожелал проверить способности своего гения-друга на деле. Случай подвернулся подходящий: в Сиракузах как раз построили гигантский корабль под названием «Сиракусия», настоящий плавающий дворец и крупнейшее судно своего времени. Корабль был столь огромным, что сдвинуть его со стапелей в воду представлялось непосильной задачей для команды рабочих или волов. Гиерон предложил Архимеду доказать силу науки – столкнуть корабль в море в одиночку.
Архимед не растерялся. Он соорудил сложную систему блоков, канатов и лебёдок, которую прикрепил к корпусу тяжёлого судна. Когда всё было готово, любопытные горожане собрались поглазеть на диковинный эксперимент. По сигналу Архимед одним движением начал вращать рукоять механизма – и, к изумлению толпы, многотонный корабль медленно, но верно сдвинулся с места и скользнул по насыпи прямо в морские волны! Потрясённые зрители разразились ликованием, а Гиерон провозгласил, что отныне будет верить любому слову Архимеда. Так легенда о «точке опоры» получила зримое подтверждение. На практике великий изобретатель показал, как знания в точных науках позволяют совершать почти чудеса – укрощать гигантские массы и двигать непосильные грузы одним пальцем. Недаром именно Архимед считается одним из основателей науки механики и автором первого математического обоснования закона рычага.
Осада Сиракуз: коготь, катапульты и солнечный огонь
Изобретательский гений Архимеда проявился не только в мирных опытах, но и в военном деле. В пожилом возрасте учёному суждено было применить свои таланты, защищая родной город. В 214 году до н.э. началась Вторая Пуническая война, и Сиракузы осадила римская армия под командованием полководца Марцелла. Архимед, которому в ту пору было за семьдесят, лично возглавил инженерную оборону города. Ещё при жизни царя Гиерона он сконструировал для Сиракуз ряд военных машин, и теперь они сослужили свою службу. Древние историки Плутарх, Тит Ливий и Полибий описывали, как римляне в ходе штурма столкнулись с целым арсеналом необычного оружия. На крепостных стенах Сиракуз работали гигантские катапульты, метавшие камни и дротики гораздо дальше и точнее, чем ожидали нападющие. Едва легионы подступали ближе, как со стен на них обрушивались тяжёлые валуны. А когда римские корабли попытались приблизиться к городской гавани, их настигла новая напасть – громадные краны с крюками на концах, схватившие некоторые суда за нос. Этот устрашающий механизм, прозванный «когтем Архимеда», поднимал римские корабли в воздух как игрушечные, а затем ронял обратно в море, заставляя их опрокидываться или идти на дно. Воображение рисует картину: крепостная стена, откуда высовывается длинный деревянный «коготь», и корабль, беспомощно болтающийся в его тисках над волнами под возгласы ошеломлённых защитников города. Неслучайно многие солдаты Марцелла впоследствии рассказывали, что им приходилось воевать не столько против людей, сколько против самого Архимеда – казалось, что множество рук и глаз великого мастера повсюду отражают атаку.
Но самым известным – и самым спорным – эпизодом осады Сиракуз стала история о «солнечном щите» Архимеда. Согласно поздней легенде, изобретатель якобы придумал сжигать римские корабли на расстоянии с помощью отражённых солнечных лучей. Говорят, что защитники выставили на стенах полированные бронзовые щиты или специально изготовленные гигантские зеркала, которые фокусировали солнечный свет на парусах вражеских судов. Под прицелом этого древнего «лазера» паруса вспыхивали, и корабли охватывал пожар прежде, чем они успевали приблизиться. Звучит невероятно, и античные хроники, близкие ко времени событий, не упоминают о зеркалах – впервые об огненном луче писал лишь через века сатирик Лукиан, да и то без деталей. Уже в новое время учёные спорят, могло ли подобное устройство реально поджигать корабли или это лишь красивый миф. Некоторые энтузиасты пытались экспериментально воссоздать «тепловой луч» Архимеда – получалось не всегда убедительно. Тем не менее образ учёного, укрощающего само солнце, прочно закрепился в популярном сознании. Легенда о горящих кораблях отражает то впечатление, которое производил Архимед на современников: грани таланта этого человека казались безграничными, а изобретения – почти волшебными.
Последние годы и легендарная смерть
Несмотря на яростную оборону, через два года осады римляне всё же взяли Сиракузы. Город ждал грабёж, жители – смерть или плен. Марцелл приказал своим людям пощадить Архимеда и привезти его живым – полководец высоко ценил выдающийся ум учёного. Однако судьба распорядилась иначе. Когда в 212 году до н.э. римские воины ворвались в дом Архимеда, тот был столь погружён в расчёты, что даже не пытался бежать. Представьте картину: полыхают пожары, слышны крики, кругом суета и ужас, а старый учёный сидит на полу, начертив на пыльном полу геометрические фигуры. Погружённый в свой мысленный мир, Архимед не сразу обратил внимание на вооружённого солдата у себя за спиной. Плутарх писал, что весь дух Архимеда был «околдован внутренней музой» – бывало, он настолько уходил в размышления, что забывал поесть, не менял одежду, рисовал формулы на любых попавшихся поверхностях – хоть на золе очага, хоть на собственной коже. В эти последние минуты жизни легендарная увлечённость Архимеда сыграла роковую роль. По одному из рассказов, когда воин приказал ему следовать, мудрец даже отмахнулся: мол, не тронь, дай закончить начатое. «Не трогай мои круги!» – воскликнул он по преданию, прикрывая чертёж рукой. К несчастью, солдат оказался груб и невежествен; не ведая, кого убивает, он в гневе пронзил старика мечом. Так трагически оборвалась жизнь величайшего изобретателя древности.
Впоследствии Марцелл, узнав о гибели Архимеда, был сильно огорчён и даже устроил ему пышные похороны, отдавая последнюю честь гению. Но на этом посмертная история Архимеда не закончилась. Спустя около 137 лет знаменитый римский оратор Цицерон, пребывая в Сиракузах, отыскал заброшенную могилу Архимеда. Она скрывалась в зарослях неподалёку от городских ворот – видимо, со временем о точном месте захоронения позабыли. Цицерон распорядился расчистить склеп от кустарника и сумел разобрать высеченную на надгробии надпись. Главное, что привлекло его внимание, – скульптурное изображение сферы и цилиндра на могильной плите. Именно эти фигуры Архимед завещал выгравировать у себя на могиле – напоминание о любимом детище ученого, открытии соотношения объёмов шара и цилиндра. Великий механик более всего гордился своим математическим доказательством о том, что шар занимает ровно две третьих объёма цилиндра, в который он вписан. Такая вот поэтичная деталь: человек, способный сжечь корабли и перевернуть землю, считал своим главным достижением изящную теорему о геометрических телах. Потомки не подвели Архимеда – благодаря Цицерону память о нём была восстановлена, а могила сохранена как место почитания научного гения.
Наследие Архимеда
Архимед прожил около 75 лет – по меркам античности весьма долгую жизнь – и оставил после себя не только легенды, но и прочный фундамент для науки. Он заложил основы статически́ и гидростатики: открыл закон равновесия рычага и сформулировал закон выталкивающей силы в жидкостях, известный сейчас каждому школьнику как «закон Архимеда». Математические труды Архимеда значительно опередили своё время. Методы вычислений, которые он применял (например, приближённое вычисление числа π, суммирование бесконечно малых величин), фактически предвосхитили появление интегрального исчисления спустя многие столетия. После падения Рима работы Архимеда не были забыты: их переводили на арабский и латинский языки, изучали в средневековых университетах, а в эпоху Возрождения его идеи вдохновляли новых учёных. Эврика стала международным синонимом научного открытия, а имя Архимеда – символом творческой мысли и изобретательности человека. Его устройства и принципы не потеряли ценности: от винта Архимеда до принципа рычага – многие инженерные решения берут начало в идеях сирacusского гения. Недаром спустя века Галилео Галилей восхищался: «Архимед настолько опередил своё время, что, кажется, природа раскрыла ему тайны, сокрытые от других людей» – и с этим трудно поспорить. Архимед остаётся живым в памяти человечества: в учебниках, научных терминах, и в тех захватывающих дух историях, которыми так богата его биография.
Вопросы для обсуждения
- Почему, на ваш взгляд, некоторые эпизоды из жизни Архимеда (например, «зеркальный луч» для сжигания кораблей) считаются легендами? Что могло породить эти легендарные версии событий?
- История с обнажённым Архимедом, выбежавшим с криком «Эврика!», стала нарицательной. О чём она говорит нам – о природе научного вдохновения, о личности учёного или о чём-то ещё?
- Архимед ценил чистую науку больше прикладных изобретений. Согласны ли вы с таким приоритетом? Как вы считаете, что важнее – теория или её практическое применение, и почему?