біографія
Давньогрецький фізик, математик і інженер Архімед зробив безліч геометричних відкриттів, заклав основи гідростатики і механіки, створив винаходи, які послужили відправною точкою для подальшого розвитку науки. Легенди про Архімеда створювалися ще за його життя. Кілька років вчений провів в Олександрії, де він познайомився і потоваришував з багатьма іншими великими науковими діячами свого часу.
Біографія Архімеда відома з праць Тита, Цицерона, Полібія, Лівія, Вітрувія та інших авторів, які жили пізніше самого вченого. Оцінити ступінь достовірності цих даних складно. Відомо, що народився Архімед в грецькій колонії Сіракузи, розташованої на острові Сицилія. Його батьком, імовірно, став астроном і математик Фідій. Плутарх також стверджував, що вчений був близьким родичем доброго і вправного правителя Сіракуз Гієрона II.
Ймовірно, дитячі роки Архімед провів в Сіракузах, а в юному віці для отримання освіти попрямував до Олександрії Єгипетську. Протягом декількох століть це місто було культурним і науковим центром цивілізованого Стародавнього Світу. Початкову освіту вчений, імовірно, отримав у батька. Проживши кілька років в Олександрії, Архімед повернувся в Сіракузи й жив там до кінця життя.
Інженерія
Науковий діяч активно розробляв механічні конструкції. Він виклав докладну теорію важеля і ефективно користувався цією теорією на практиці, хоча безпосередньо сам винахід було відомо ще до нього. В тому числі, на основі знань в цій області він змайстрував ряд блочно-важільних механізмів в порту Сіракуз. Ці пристосування спрощували підйом і переміщення важких вантажів, дозволяючи прискорити і оптимізувати роботу порту. А «архимедів гвинт», призначений для вичерпування води, до сих пір застосовується в Єгипті.
Велике значення мають теоретичні дослідження вченого в сфері механіки. Спираючись на доказ закону важеля, він почав писати працю «Про рівновагу плоских фігур». Доказ базується на аксіомі про те, що на рівних плечах рівні тіла в разі потреби уравновесятся. Такий же принцип побудови книги - починається з докази власного закону - Архімед дотримувався і при написанні твору «Про плаванні тел». Ця книга починається з опису добре відомого закону Архімеда.
Математика і фізика
Відкриття в області математики були справжньою пристрастю вченого. Згідно з твердженнями Плутарха, Архімед забував про їжу та особистому догляді, коли стояв на порозі чергового винаходу в цій сфері. Головним напрямком його математичних досліджень стали проблеми математичного аналізу.
Ще до Архімеда були винайдені формули для обчислення площ кола і багатокутників, об'ємів піраміди, конуса і призми. Але досвід вченого дозволив йому розробити загальні прийоми для обчислення обсягів і площ. З цією метою він удосконалив метод вичерпання, придуманий Евдоксом Кнідським, і довів вміння застосовувати його до віртуозного рівня. Архімед не став творцем теорії інтегрального числення, але його роботи згодом стали основою для цієї теорії.
Також математик заклав основи диференціального обчислення. З геометричної точки зору він вивчав можливості визначення дотичній до кривої лінії, з фізичної точки зору - швидкість тіла в будь-який момент часу. Вчений досліджував плоску криву, відому як Спіраль Архімеда. Він знайшов перший узагальнений спосіб пошуку дотичних до гіперболи, параболи і еліпсу. Тільки в сімнадцятому столітті вчені змогли в повній мірі усвідомити і розкрити всі ідеї Архімеда, які дійшли до тих часів в його збережених працях. Вчений часто відмовлявся описувати винаходи в книгах, через що далеко не кожна написана ним формула дійшла до наших днів.
Гідним відкриттям вчений вважав винахід формул для обчислення площі поверхні і об'єму кулі. Якщо в попередніх з описаних випадків Архімед допрацьовував і вдосконалив чужі теорії, або створював швидкі методи розрахунку як альтернативу вже існуючим формулами, то у випадку з визначенням обсягу та поверхні кулі він був першим. До нього жоден учений не впорався з цим завданням. Тому математик попросив вибити на своєму могильному камені куля, вписаний в циліндр.
закон Архімеда
Відкриттям ученого в галузі фізики стало твердження, яке відоме як закон Архімеда. Він визначив, що на будь-яке тіло, занурене в рідину, чинить тиск виштовхує сила. Вона спрямована вгору, а по величині дорівнює вазі рідини, яка була витіснена при приміщенні тіла в рідину, незалежно від того, яка щільність цієї рідини.
Є легенда, пов'язана з цим відкриттям. Одного разу до вченого нібито звернувся Гиерон II, який засумнівався в тому, що вага виготовленої для нього корони відповідає вазі золота, яке було надано для її створення. Архімед зробив два злитки такої ж ваги, як і корона: срібний і золотий. Далі він по черзі помістив ці злитки в посудину з водою і зазначив, наскільки підвищився її рівень. Потім вчений поклав в посудину корону і виявив, що вода піднялася не до того рівня, до якого вона піднімалася при приміщенні в посудину кожного з злитків. Таким чином було виявлено, що майстер залишив частину золота собі.
Є міф про те, що зробити ключове відкриття у фізиці Архімеда допомогла ванна. Під час купання вчений нібито злегка підняв ногу в воді, виявив, що в воді вона важить менше, і випробував осяяння. Подібна ситуація мала місце бути, однак з її допомогою вчений відкрив не закон Архімеда, а закон питомої ваги металів.
Астрономія
Архімед став винахідником першого планетарію. При русі цього приладу спостерігають:
- схід Місяця і Сонця;
- рух п'яти планет;
- зникнення Місяця і Сонця за лінією горизонту;
- фази і затемнення Місяця.
Вчений також намагався створити формули для обчислення відстаней до небесних тіл. Сучасні дослідники припускають, що Архімед вважав центром світу Землю. Він вважав, що Венера, Марс і Меркурій обертаються навколо Сонця, і вся ця система обертається навколо Землі.
Особисте життя
Про особисте життя вченого відомо значно менше, ніж про його науці. Ще його сучасники складали численні легенди про обдарованого математики, фізики та інженера. Легенда розповідає, що одного разу Гиерон II вирішив піднести в подарунок Птолемею, царю Єгипту, багатопалубний корабель. Водне судно було вирішено назвати «Сіракузи», проте його ніяк не виходило спустити на воду.
У цій ситуації правитель знову звернувся до Архімеда. З декількох блоків він спорудив систему, за допомогою якої спуск важкого судна вдалося зробити за допомогою одного руху руки. Якщо вірити переказам, під час цього руху Архімед сказав:
«Дайте мені точку опори, і я переверну світ».смерть
У 212 році до нашої ери під час Другої Пунічної війни Сіракузи були обложені римлянами. Архімед активно використовував інженерні знання, щоб допомогти своєму народу здобути перемогу. Так, він сконструював метальні машини, за допомогою яких воїни Сіракуз закидали противників важкими каменями. Коли римляни кинулися до стін міста, сподіваючись, що там вони не потраплять під обстріл, інший винахід Архімеда - легкі метальні пристрої близького дійства - допомогли грекам закидати їх ядрами.
Вчений допоміг своїм співвітчизникам і в морських боях. Розроблені ним крани захоплювали ворожі судна залізними гаками, злегка піднімали їх, а потім різко кидали назад. Через це кораблі переверталися і зазнавали аварії. Довгий час ці крани вважалися чимось на зразок легенди, однак в 2005 році група дослідників довела працездатність таких пристроїв, реконструювавши їх за збереженими описами.
Завдяки старанням Архімеда надія римлян на штурм міста провалилася. Тоді вони вирішили перейти до облоги. Восени 212 року до нашої ери колонія була взята римлянами в результаті зради. Архімед під час цієї події був убитий. Згідно з однією версією, його зарубав римський воїн, на якого вчений накинувся за те, що той наступив на його креслення.
Інші дослідники стверджують, що місцем загибелі Архімеда стала його лабораторія. Вчений нібито настільки сильно захопився дослідженнями, що відмовився відразу піти за римським солдатом, якому було велено проводити Архімеда до воєначальника. Той в гніві простромив старого своїм мечем.
Є ще варіації цієї історії, проте вони сходяться на тому, що давньоримський політичний діяч і воєначальник Марцелл був вкрай засмучений загибеллю вченого і, об'єднавшись і з громадянами Сіракуз, і з власними поданими, влаштував Архімеда пишні похорони. Цицерон, який знайшов зруйновану могилу вченого через 137 років після його загибелі, побачив на ній куля, вписаний в циліндр.
твори
- квадратура параболи
- Про кулі і циліндрі
- Про спіралі
- Про коноїд і сфероидах
- Про рівновагу плоских фігур
- Послання до Ератосфену про метод
- За плаваючих тілах
- Вимірювання кола
- Псамміт
- Стомахіон
- Завдання Архімеда про биків
- Трактат про побудову близько кулі тілесної фігури з чотирнадцятьма підставами
- книга лем
- Книга про побудову кола, розділеного на сім рівних частин
- Книга про стосуються колах