Архимед Сиракузский (от греческого Arhimêdês), родился в Сиракузах в 287 г. до н.э. н. э. и умер в Сиракузах в 212 г. до н. э. Ж.-К.), великий греческий учёный родом из Сицилии (Большая Греция) античности, физик, математик и инженер.
О жизни Архимеда мало что известно, например, мы не знаем, был ли он женат и были ли дети. Сведения о нем исходят главным образом от Полибия (202 г. до н. э. - 126 г. до н. э. Дж. Хр.), Плутарха (46 - 125), Ливия (59 - 17) или даже на случай анекдота о ванне, Витрувий, известный римский архитектор. Таким образом, эти сочинения, за исключением Полибия, написаны намного позже жизни Архимеда.
Что касается математики, то мы имеем следы определенного количества публикаций, работ и переписки. С другой стороны, он посчитал излишним письменно фиксировать свою инженерную работу, о которой нам известны только третьи лица.
Архимед родился в Сиракузах в 287 г. до н. э. Его отцом был [1] астроном Фидий, который начал его образование. Предполагается, что он закончил обучение в очень известной Александрийской школе. По крайней мере, мы уверены, что он знал некоторых их учителей, поскольку нашли письма, которыми он с ними обменивался[2].
Из семьи Гиерона II, царя Сиракуз (здесь термин «семья» следует понимать в самом широком смысле — кого-то из дома Гиерона), он поступил на службу инженером и участвовал в обороне города во время Вторая Пуническая война. Он умер в 212 г. до н. э. н.э., когда город был взят римлянином Марцеллом.
Архимед, геодезист
Архимед — математик, главным образом геометр, выдающегося роста. Его интересовала нумерация, стремясь, например, записать количество всех песчинок во Вселенной[3]. Большая часть его работ посвящена геометрии с
* исследование круга, где он определяет метод аппроксимации π с помощью правильных многоугольников и предлагает аппроксимации \frac22 7 и \frac223 71
* изучение коник, в частности параболы, для которой он представляет две очень оригинальные квадратуры. Он расширяет работу Евдокса по методу исчерпывания
* изучение площадей и объемов, что делает его предшественником в расчете, который еще не называется интегральным. В частности, он поработал над объемом сферы и цилиндра и попросил выгравировать эти фигуры на его могиле. «Отношение объёмов шара и цилиндра, если шар касается цилиндра боковой гранью и двумя основаниями, равно 2/3. »
* исследование спирали, носящей его имя, квадратуру которой он также дал.
Архимед, механик
Архимед считается отцом статической механики. В своем трактате «О балансе плоских фигур» его интересует принцип действия рычага и поиск центра тяжести.
Ему также приписывают принцип Архимеда о телах, погруженных в жидкость (плавающие тела).
Он также занимался оптикой (катоптрикой).
Свои теоретические знания он применяет на практике в большом количестве изобретений. Мы ему обязаны, например,
* тяговые машины, где он демонстрирует, что с помощью шкивов, лебедок и рычагов человек может поднять гораздо больше, чем его вес
* военные машины (принцип бойницы, катапульты, механическое оружие, используемое на флоте бой).
Среди весьма важных военных машин следует выделить прибор для измерения расстояний (одометр), который римляне заимствовали[4] у Архимеда. Действительно, чтобы армия была эффективной, она должна отдыхать, и поэтому дни марша должны быть одинаковыми. Машина Архимеда должна быть изготовлена с заостренными, а не квадратными зубьями. Нам потребовалось очень много времени, чтобы восстановить его, потому что мы допустили эту ошибку.
* бесконечный винт и винт Архимеда, из которого он возвращает, кажется, принцип Египта и которым он поднимает воду. Ему также приписывают изобретение винта и гайки.
* принцип зубчатого колеса, по которому он построил планетарную систему, представлял собой известную в то время Вселенную.
Учёный Архимед
У нас есть палимпсест, известный как рукопись Архимеда. Изучая его, мы поняли, что у Архимеда было понятие исчисления бесконечно малых, нечто очень современное и абсолютно необходимое для прогресса в науке. Напомним, что для древних греков Бог совершенен, потому что конечен.
Архимед и легенда
Гений Архимеда в механике и математике делает его исключительным персонажем Древней Греции и оправдывает создание о нем легендарных фактов. Его поклонники, в том числе Цицерон, открывший его могилу, Плутарх, рассказавший о его жизни, Леонардо да Винчи, а позднее Огюст Конт, увековечили и обогатили сказания и легенды об Архимеде.
Как и у всех великих ученых, коллективная память связала фразу, басню, превращающую первооткрывателя в мифического героя:Ньютон ассоциируется с яблоком, Пастер — с маленьким Йозефом Мейстером, Альберт Эйнштейн — с формулой E =mc². Для Архимеда это будет фраза Эврика! (по-гречески:Я нашел!) произнес, бегая обнаженным по улицам города, когда только что нашел объяснение одноименному толчку. Архимед, наконец, нашел решение своей проблемы:действительно, в то время цари, нуждавшиеся в деньгах, обычно плавили свои драгоценности в золоте и обнаруживали, что подарки, которые им преподносили, на самом деле были всего лишь золотом. позолоченный свинец или смесь золота с серебром! Царь поручил Архимеду найти способ предотвратить это мошенничество[5]. Именно в своей ванне, когда он долго искал, он нашел решение, отсюда и его радость! Ему удалось измерить объем короны путем погружения в воду, а затем взвесить ее, чтобы сравнить ее плотность с плотностью чистого золота.
Осада Сиракуз и зеркала Архимеда[edit]
Использование Солнца для защиты Сиракуз
Использование Солнца для защиты Сиракуз
Легенда гласит, что во время нападения римского флота на Сиракузы, тогда греческую колонию, он разработал гигантские зеркала, чтобы отражать и концентрировать солнечные лучи в парусах римских кораблей и таким образом зажигать их. Это кажется маловероятным с научной точки зрения, поскольку достаточно большие зеркала были технически немыслимы, а серебряное зеркало еще не существовало. Можно использовать только полированные бронзовые зеркала.
Эксперимент, проведенный студентами Массачусетского технологического института в октябре 2005 года, казалось, продемонстрировал, что это предположение реалистично. Профессору Дэвиду Уоллесу и его студентам действительно удалось за десять минут зажечь реконструкцию римской лодки на расстоянии 30 метров. Однако этот эксперимент проводился вне воды, на сухом дереве, на неподвижной мишени и с использованием обычных зеркал, а не бронзовых, как во времена Архимеда.
Эксперимент был повторен во время телешоу «Разрушители мифов» на канале Discovery в январе 2006 года; Профессор Уоллес и команда студентов Массачусетского технологического института были приглашены принять участие в этой новой попытке. Однако эта реконструкция была воссоздана в гораздо более реалистичных условиях и дала совсем другие результаты.
Сначала команда «Разрушителей мифов» решила нацелиться на настоящую лодку, корпус которой был полон влаги. Затем участники использовали полированные бронзовые зеркала, единственные, доступные во времена Архимеда. После нескольких попыток с использованием разных зеркал участники не смогли поджечь корабль с расстояния 30 метров, сумев лишь прокурить корпус, не загоревшись. Покушение на паруса корабля просто не привело ни к каким результатам, белые паруса отражали тепло световых лучей и постоянно вылетали из фокуса из-за ветра.
Наконец, новая попытка на 20 метрах с использованием обычных зеркал и на неподвижном корабле уже через несколько минут привела к болезненному воспламенению корпуса.
Многочисленные трудности, возникшие в ходе эксперимента, по всей вероятности, показывают, что легенда о зеркалах Архимеда нереалистична. Несколько факторов подтверждают это:
* Сиракузы обращены к морю с востока, что заставило бы Архимеда использовать лучи утреннего солнца, которые менее мощны, чем полуденные.
* Зеркала могут работать только тогда, когда солнце светит. видимым, что делает это «оружие» ненадежным, поскольку оно полностью зависит от состояния неба.
* Римские корабли, вероятно, находились в движении, что значительно усложняет задачу по поиску дома . Чтобы быть эффективными, зеркала должны были бы срабатывать очень быстро, чего они не сделали во время реконструкции.
* Паруса не могли быть нацелены, так как их светлый цвет лучше отражает лучи света и не концентрировать тепло так же хорошо, как оболочка; более того, паруса постоянно находятся в движении из-за ветра и поэтому постоянно вылетают из фокуса.
* Исторически нет упоминаний об использовании зеркал во время осады Сиракуз лишь 800 лет спустя факты, что делает анекдот весьма сомнительным[6]. Некоторые старые авторы, рассказывающие об этом эпизоде, не упоминают ни зеркала, ни даже сожжения римских кораблей. Историк Ливий (XXIV-34) описывает важную роль Архимеда как инженера в обороне своего города (обустройство валов, строительство бойниц, постройка малых скорпионов и различных боевых машин), но не говорит не слово об этих знаменитых зеркалах. Точно так же он рассказывает о взятии Сиракуз, организованном ночью не из страха перед солнцем, а чтобы воспользоваться общим расслаблением в течение трех дней празднеств (щедро окропленных) в честь богини Дианы. (XXV-23)
* Использование зеркал мобилизует большое количество людей для получения неубедительных результатов. Таким образом, во время трансляции для реконструкции было использовано 300 зеркал, а в конце трансляции довольно слабый ветер опрокинул большое их количество, некоторые из которых были разбиты при падении.
Организаторы и участники шоу пришли к выводу, что архимедовы зеркала, использовавшиеся во время осады Сиракуз, были мифом.
Смерть Архимеда
В -212 году, после нескольких лет осады, римлянам пришлось бы дождаться пасмурного дня, чтобы захватить Сиракузы и разграбить их. Тем не менее генерал Марцелл пожелал пощадить ученого. К сожалению, по сообщению Плутарха[7], римский солдат наткнулся на Архимеда, когда тот чертил на земле геометрические фигуры, не подозревая о захвате города противником. Потревоженный солдатом, Архимед крикнул бы ему:«Не тревожь мои круги! («Μη μου τους κύκλους τάραττε!»). Солдат, расстроенный тем, что 75-летний мужчина не подчинился, убил бы его мечом. В знак уважения к его гению Марцелл устроил ему пышные похороны и воздвиг гробницу, украшенную скульптурами, изображающими работы умершего.
Договоры
Архимед написал несколько трактатов, двенадцать из которых дошли до нас. Предполагается, что трое или четверо погибли.
* О равновесии плоских фигур, книга I.
* Квадратура параболы.
* О равновесии плоских фигур, книга II.
* О сфере и цилиндре, книги I и II.
* О спиралях.
* О коноидах и сфероидах .
* О плавающих телах, книги I и II.
* Об измерении круга.
* Арена.
* Катоптический
* Метод.
Цитаты
* «Эврика! (Я нашел!), произнесенное по легенде, когда Архимед открыл свой знаменитый принцип.
* "Дайте мне точку опоры и рычаг, и я подниму Землю". "
* "Не беспокойте мои круги! », произнесенный перед римским солдатом, отвлекшим его вскоре после взятия Сиракуз. В ярости солдат убил его.
