АРХИМЕД: БИОГРАФИЯ, ПРИНОСИ И ИЗОБРЕТЕНИЯ - НАУКА - 2025

Архимед от Сиракуза (287 г. пр. Н. Е. - 212 г. пр. Н. Е.) Е гръцки математик, физик, изобретател, инженер и астроном от древния град Сиракуза, на остров Сицилия. Най-забележителният му принос са архимедовият принцип, разработването на метода на изтощаване, механичния метод или създаването на първия планетариум.

В момента той се смята за една от трите най-важни фигури в древната математика, заедно с Евклид и Аполоний, тъй като техният принос означаваше важни научни постижения за времето в областта на смятането, физиката, геометрията и астрономията. От своя страна това го прави един от най-изтъкнатите учени в човешката история.

Въпреки факта, че са известни малко подробности от личния му живот - а тези, които са известни, са със съмнителна надеждност -, неговите приноси са известни благодарение на поредица от писма, написани за неговото творчество и постижения, които са съхранени и до днес, принадлежащи на на кореспонденцията, която поддържаше години наред с приятели и други математици от онова време.

Архимед е бил известен по своето време със своите изобретения, които привличат много внимание от съвременниците му, отчасти защото са използвани като военни устройства за успешно предотвратяване на многобройни римски нашествия.

Казва се обаче, че единственото, което наистина е важно, е математиката и че изобретенията му са просто продукт на хобито на приложената геометрия. По потомство, неговите произведения по чиста математика са били много по-ценени от неговите изобретения.

биография

Архимед от Сиракуза е роден около 287 г. пр.н.е. Не се знае много информация за ранните му години, въпреки че може да се каже, че той е роден в Сиракуза, град, считан за главно морско пристанище на остров Сицилия, днес в Италия.

По това време Сиракуза е един от градовете, съставляващи така наречената Magna Graecia, която е била пространството, населено от заселници от гръцки произход към южната зона на италианския полуостров и в Сицилия.

Не са известни конкретни данни за майката на Архимед. Във връзка с бащата се знае, че това се е казвало Фидии и че той е бил посветен на астрономията. Тази информация за баща му е известна благодарение на фрагмент от книгата The Counter Sand, написана от Архимед, в която той споменава името на баща си.

Хераклид, който беше гръцки философ и астроном, беше близък приятел с Архимед и дори написа биография за него. Този документ обаче не е запазен, така че цялата информация, съдържаща се в него, е неизвестна.

От друга страна, историкът, философ и биограф Плутарх посочи в своята книга, озаглавена Паралелни животи, че Архимед има кръвна връзка с Йеро II, тиранин, който командваше в Сиракуза от 265 г. пр.н.е.

обучение

В резултат на малкото информация, която има за Архимед, не се знае със сигурност къде е получил първата си подготовка.

Различни историографи обаче са определили, че има голяма вероятност Архимед да учи в Александрия, която е била най-важният гръцки културен и преподавателски център в региона.

Това предположение се подкрепя от информация, предоставена от гръцкия историк Диодор Сикул, който посочи, че Архимед вероятно е учил в Александрия.

Освен това в много от своите произведения самият Архимед споменава за други учени от времето, чиято работа е била съсредоточена в Александрия, така че може да се предположи, че тя действително се е развила в този град.

Някои от личностите, с които се смята, че Архимед е взаимодействал в Александрия, са географът, математикът и астрономът Ератостен от Кирине и математикът и астроном Конон де Санос.

Семейна мотивация

От друга страна, фактът, че бащата на Архимед е астроном, може да е оказал значително влияние върху склонностите, които впоследствие демонстрира, тъй като по-късно и от ранна възраст в него е доказано специално привличане към областта на науката. наука.

След времето му в Александрия се смята, че Архимед се е завърнал в Сиракуза.

Научна работа

След като се върнал в Сиракуза, Архимед започнал да измисля различни артефакти, които много скоро го накарали да придобие известна популярност сред жителите на този град. В този период той се отдаде изцяло на научната работа, произвеждаше различни изобретения и извеждаше различни математически понятия доста преди времето си.

Например, изучавайки характеристиките на плътно извити и равнинни фигури, той стигна до създаването на концепции, свързани с интегрално и диференциално смятане, което беше разработено по-късно.

По същия начин Архимед е този, който определи, че обемът, свързан със сфера, съответства на два пъти по-големия от цилиндъра, който го съдържа, и той е този, който е измислил съставната шайба, въз основа на откритията си относно закона на лоста.

Конфликт в Сиракуза

През 213 г. пр. Н. Е. Римските войници влизат в град Сиракуза и обграждат заселниците му, за да ги накарат да се предадат.

Тази акция е ръководена от гръцкия военен и политик Марко Клаудио Марсело в рамките на Втората пуническа война. По-късно е известен като Римския меч, тъй като в крайна сметка завладява Сиракуза.

В разгара на конфликта, продължил две години, жителите на Сиракуза се сражаваха срещу римляните със смелост и свирепост и Архимед изигра много важна роля, тъй като се посвети на създаването на инструменти и инструменти, които да помогнат за победата на римляните.

Накрая Марко Клаудио Марсело превзел град Сиракуза. Преди великата интелигенция на Архимед Марсело строго заповядал да не го наранят или убият. Архимед обаче е убит от ръцете на римски войник.

смърт

Архимед умира през 212 г. пр.н.е. Повече от 130 години след смъртта му, през 137 г. пр. Н. Е., Писателят, политик и философ Марко Тулио Цицерон заема длъжност в администрацията на Рим и иска да намери гробницата на Архимед.

Тази задача не беше лесна, защото Цицерон не можа да намери никого, който да посочи точното местоположение. Въпреки това в крайна сметка го получи, много близо до портата на Агридженто и в плачевно състояние.

Цицерон почисти гробницата и откри, че вътре в цилиндър е вписана сфера, като препратка към откриването на обем на Архимед преди време.

Версии за неговата смърт

Първа версия

Една от версиите гласи, че Архимед е бил в средата на решаването на математически проблем, когато към него е бил приет римски войник. Говори се, че Архимед може би е поискал малко време, за да реши проблема, така че войникът щял да го убие.

Втора версия

Втората версия е подобна на първата. В него се разказва, че Архимед е решавал математически проблем при завземането на града.

Римски войник влезе в състава си и му нареди да се срещне с Марцел, на което Архимед отговори, като каза, че първо трябва да реши проблема, върху който работи. Войникът се разстрои в резултат на този отговор и го уби.

Трета версия

Тази хипотеза показва, че Архимед е имал в ръцете си голямо разнообразие от математически инструменти. Тогава войник го видял и изглеждало, че може да носи ценни вещи, затова го убил.

Четвърта версия

Тази версия илюстрира, че Архимед е бил притиснат близо до земята, обмисляйки някои планове, които е изучавал. Явно римски войник излезе зад него и, като не знаеше, че това е Архимед, го застреля.

Научни приноси на Архимед

Принцип на Архимед

Архимедовият принцип се счита от съвременната наука за едно от най-важните наследства на античната епоха.

В цялата история и устно се предава, че Архимед пристига при откритието си случайно благодарение на крал Йерон, който го поръчва да провери дали златна корона, наредена да бъде направена от него, е направена само от злато чист и не съдържа никакъв друг метал. Той трябваше да направи това, без да разруши короната.

Говори се, че докато Архимед обмислял как да разреши този проблем, той решил да се изкъпе и когато влязъл във ваната, разбрал, че нивото на водата се повишава, когато се потопи в нея.

По този начин той ще открие научния принцип, който гласи, че "всяко тяло, изцяло или частично потопено във флуид (течност или газ), получава тласък нагоре, равен на теглото на течността, изхвърлена от обекта".

Този принцип означава, че течностите упражняват нагоре сила - бутане нагоре - върху всеки потопен в тях предмет и че количеството на тази изтласкваща сила е равно на теглото на течността, изместена от потопеното тяло, независимо от теглото му.

Обяснението на този принцип описва феномена на флотацията и се намира в неговия Трактат за плаващи тела.

Принципът на Архимед се прилага изключително много в потомството при плаващите предмети от масово използване като подводници, кораби, спасители и горещи въздушни балони.

Механичен метод

Друг от най-важните приноси на Архимед за науката беше включването на чисто механичен - тоест технически - метод в разсъжденията и аргументацията на геометричните проблеми, което означаваше безпрецедентен за времето начин за решаване на този тип проблеми.

В контекста на Архимед геометрията се е разглеждала като изключително теоретична наука и общото е, че от чистата математика се спуска към други практически науки, в които могат да се прилагат нейните принципи.

Поради тази причина днес тя се счита за предшественик на механиката като научна дисциплина.

В написаното, в което математикът излага новия метод на своя приятел Ератостен, той посочва, че той ни позволява да адресираме въпросите на математиката чрез механика и че по определен начин е по-лесно да конструираме доказателството за геометрична теорема, ако то вече е имате някои предварителни практически знания, че ако нямате представа за това.

Този нов изследователски метод, проведен от Архимед, ще се превърне в предвестник на неформалния етап на откриване и формулиране на хипотези на съвременния научен метод.

Обяснение на закона за лоста

Въпреки че лостът е обикновена машина, която се използва много преди Архимед, именно той формулира принципа, който обяснява действието му в трактата си за баланса на самолетите.

При формулирането на този закон Архимед установява принципи, които описват различните поведения на лоста, когато поставят върху него две тела, в зависимост от теглото им и разстоянието им от опората.

По този начин той посочва, че две тела, които могат да бъдат измерени (съизмерими), поставени на лост, да балансират, когато са на разстояния, обратно пропорционални на теглото им.

По същия начин правят неизмерими тела (които не могат да бъдат измерени), но този закон беше доказуем от Архимед само с тела от първи тип.

Формулирането му на принципа на лоста е добър пример за приложението на механичния метод, тъй като според това, което той обяснява в писмо, адресирано до Доситео, той е открит отначало чрез механичните методи, които той прилага на практика.

По-късно ги формулира, използвайки методи на геометрия (теоретични). От това експериментиране върху тела възникна и представата за център на тежестта.

Разработване на метода за изтощение или изтощение за научна демонстрация

Изчерпването е метод, използван в геометрията, който се състои от приближаване на геометрични фигури, чиято площ е известна чрез надпис и обрязване над някои други, чиято площ е предназначена да бъде известна.

Въпреки че Архимед не е бил създателят на този метод, той го е разработил майсторски, като е успял да изчисли точна стойност на Pi чрез него.

Архимед, използвайки метода на изчерпване, надписва и описва шестоъгълници до обиколка с диаметър 1, намалявайки разликата между площта на шестоъгълниците и тази на обиколката до абсурд.

За да направи това, той разцепи шестоъгълниците, създавайки многоъгълници с до 16 страни, както е показано на предишната фигура.

По този начин той стигна да уточни, че стойността pi (на връзката между дължината на обиколката и нейния диаметър) е между стойностите 3.14084507… и 3.14285714….

Архимед майсторски използва метода за изтощение, тъй като не само успя да се доближи до изчисляването на стойността на Pi с доста ниска граница на грешка, и следователно, желано, но и защото Pi е ирационално число, чрез Този метод и получените резултати поставят основите, които ще покълнат в безкрайно малката система на смятане, а по-късно и в съвременното интегрално смятане.

Мярката на кръга

За да определи площта на кръг, Архимед използва метод, който се състои в начертаване на квадрат, който се побира точно вътре в кръг.

Знаейки, че площта на квадрата е сборът на неговите страни и че площта на окръжността е по-голяма, той започва да работи по получаване на приближения. Той направи това, като замени 6-страничен многоъгълник за квадрата и след това работи с по-сложни многоъгълници.

Архимед е първият математик в историята, който се доближи до правенето на сериозно изчисление на числото Pi.

Геометрията на сферите и цилиндрите

Сред деветте трактата, съставящи работата на Архимед по математика и физика, има два тома за геометрията на сферите и цилиндрите.

Тази работа се занимава с определянето, че площта на всяка сфера на радиус е четири пъти по-голяма от най-големия й кръг и че обемът на една сфера е две трети от този на цилиндъра, в който е вписана.

Изобретения

одометър

Известен също като километров брояч, това беше изобретение на този известен човек.

Това устройство е построено на принципа на колело, което при въртене активира предавки, които позволяват да се изчисли изминатото разстояние.

Съгласно същия този принцип Архимед проектира различни видове одометри за военни и граждански цели.

Първият планетариум

Въз основа на свидетелствата на много писатели-класици като Цицерон, Овидий, Клавдий, Марциано Капела, Касиодор, Секст Емпирик и Лактантий днес много учени приписват създаването на първия рудиментарен планетариум на Архимед.

Това е механизъм, съставен от поредица от „сфери“, които успяха да имитират движението на планетите. Засега подробностите за този механизъм не са известни.

Според Цицерон планетариумите, построени от Архимед, са два. В една от тях бяха представени земята и различните съзвездия в близост до нея.

В другата, с едно въртене, Слънцето, Луната и планетите извършват свои собствени и независими движения по отношение на неподвижните звезди по същия начин, както в реалния ден. В последното освен това могат да се наблюдават последователни фази и затъмнения на Луната.

Архимедов винт

Архимедовият винт е устройство, използвано за транспортиране на вода отдолу нагоре през наклон, като се използва тръба или цилиндър.

Според гръцкия историк Диодор благодарение на това изобретение напояването на плодородните земи, разположени по поречието на река Нил в Древен Египет, е било улеснено, тъй като традиционните инструменти изискват огромни физически усилия, които изтощават работниците.

Използваният цилиндър има вътрешен винт със същата дължина, който поддържа взаимосвързана система от витла или перки, които извършват въртеливо движение, задвижвано ръчно от въртящ се лост.

По този начин витлата успяват да избутат всяко вещество отдолу нагоре, образувайки един вид безкрайна верига.

Архимедов нокът

Нокътът на Архимед, или желязната ръка, както е известно, беше едно от най-страховитите военни оръжия, създадени от този математик, ставайки най-важното за отбраната на Сицилия от римските нашествия.

Според проучвания, проведени от професорите от университета в Дрексел Крис Рорес (катедра по математика) и Хари Харис (катедра „Гражданско строителство и архитектура“), това е голям лост, който е имал грайферна кука, прикрепена към лоста с помощта на верига, която висеше от нея.

Чрез лоста куката се манипулира така, че пада върху вражеския кораб, а целта е да се закачи и повдигне до такава степен, че когато бъде освободен, той ще може да го преобърне напълно или да го накара да се разбие върху скалите на брега.

Рорес и Харис представиха на симпозиума "Изключителни машини и конструкции от древността" (2001 г.), миниатюрно представяне на този артефакт, озаглавен "Огромен военна машина: Изграждане и експлоатация на желязната ръка на Архимед"

За да извършат тази работа, те разчитат на аргументите на древните историци Полибий, Плутарх и Тито Ливио.

Препратки

1. ASSIS, A. (2008). Архимед, центърът на тежестта и първият закон на механиката. Достъп до 10 юни 2017 г. на bourabai.ru.
2. DIJKSTERHUIS, E. (1956). Архимед. Получено на 9 юни 2015 г. в световната мрежа: books.google.co.ve/books.
3. МОЛИНА, А. (2008). Методът на изследване на Архимед от Сиракуза: интуиция, механика и изтощение. Консултиран на 10 юни 2017 г. на World Wide Webproduccioncientifica.luz.edu.
4. O'CONNOR, J. & ROBERTSON, R. (1999). Архимед от Сиракуза. Проверено на 9 юни 2017 г. от history.mcs.st-and.ac.uk.
5. PARRA, E. (2009). Архимед: неговият живот, творби и принос към съвременната математика. Проверено на 9 юни 2017 г. на адрес lfunes.uniandes.edu.co.
6. QUINN, L. (2005). Архимед от Сиракуза. Произведено на 9 юни 2017 г. от math.ucdenver.edu.
7. RORRES, C. & HARRIS, H. (2001). Страхотна военна машина: Конструкция и експлоатация на желязната ръка на Архимед. Проверено на 10 юни 2017 г. от cs.drexel.edu.
8. ВИТЕ, Л. (2014). Принцип на Архимед. Достъп до 10 юни 2017 г. на repository.uaeh.edu.mx.