Архимед открытия: Архимед основные открытия и достижения. Архимед и его открытия - Санкт-Петербургское государственное бюджетное учреждение социального обслуживания населения

Содержание

Архимед. Открытия Архимеда – презентация онлайн

Архимед родился в 287 году
до нашей эры в греческом
городе Сиракузы, где и
прожил почти всю свою
жизнь. Отцом его был
Фидий, придворный
астроном правителя города
Гиерона. После учебы в
Александрии Архимед вновь
вернулся в Сиракузы и
унаследовал должность
своего отца.
учитель математики МОУ ООШ с. Чкалово Дунина Н.П.
Дунина Н.П.

2. Открытия Архимеда

Архимед был
гениальным
математиком,
физиком,
конструктором. Он
автор многих
изобретений и
открытий: машины
для орошения полей,
рычагов и винтов
для подъема
больших грузов,
военных
метательных машин
и др.
Дунина Н.П.
Вклад Архимеда в математику
Важнейшие
математические работы –
«Квадратура параболы»,
«О цилиндре и шаре»,
«О спиралях»,
вычислил отношение длины
окружности к её диаметру(
число π)
Дунина Н.

П.
Открытие в геометрии
.
• Архимед вычислил число
Пи, умножив которое на
радиус, можно получить
площадь круга.
В работе «Об измерении круга» Архимед дал своё
приближение для числа Пи: 3,1415
Дунина Н.П.
•Как-то он принимал ванну, и
тут ему пришла в голову
блестящая
идея:
погружая
корону в воду, можно определить
её
объём,
измерив,
объём
вытесненной ею воды. Согласно
легенде, Архимед выскочил
голый на улицу с криком
«Эврика!», т. е, «Нашёл!». И
действительно, в этот момент
был открыт основной закон
гидростатики.
Дунина Н.П.
При обороне Сиракуз от римлян во
время второй Пунической войны

Архимед сконструировал несколько
боевых машин, которые позволили
горожанам отражать атаки
превосходящих в силе римлян в
течение почти трех лет. Одной из
них стала система зеркал, с
помощью которой египтяне смогли
сжечь флот римлян.

Этот его подвиг,
о котором рассказали Плутарх,
Полибий и Тит Ливии, конечно,
вызвал большее сочувствие у
простых людей, чем вычисление
числа «пи» — другой подвиг
Архимеда, весьма полезный в наше
время для изучающих математику
Дунина Н.П.
” Математика открывает
свои тайны только тому,
кто занимается ею с
чистой любовью, ради ее
собственной красоты”,сказал Архимед
Дунина Н.П.
Источники
1. http://www.istorya.ru/person/arhimed.php
2. http://interlibrary.narod.ru/encyclopedia/1000
0200/10000260/100002601.htm
3. С.В. Житомирский. Архимед. Пособие для
учащихся. М.: Просвещение .1981
Дунина Н.П.

5 самых удивительных изобретений и открытий Архимеда | „ΦΙΛΟΣΟΦΊΑ“ — ЭНЦИКЛОПЕДИЯ ДЛЯ ЛЮБОПЫТСТВУЮЩИХ

Архимед был не только гениальным математиком, но и астрономом, инженером, изобретателем. Причем многие его изобретения даже сегодня, спустя более 2000 лет, поражают новизной мысли и используются в быту.

Архимед — Доменико Фетти,1620 (Gemäldegalerie Alte Meister)

Представляем 5 самых поразительных его достижений и открытий.

Коготь Архимеда

На Сиракузы, где жил и творил Архимед, часто нападали римляне. Ученый придумал сразу несколько приспособлений для защиты от вражеских кораблей.

Архимед, управляющий защитой Сиракуз — Thomas Ralph Spence (1895)

Во-первых, под его руководством построили огромное количество больших катапульт и «скорпионов» — маленьких катапульт, которые стреляли стальными дротиками.

Осада Сиракуз, гравюра XVIII века

Во вторых, именно он первым в истории предложил сделать бойницы в оборонительных стенах, чтобы вести огонь по кораблям, которые смогли подойти к городу.

Архимед переворачивает землю — Mechanic’s Magazine (cover of bound Volume II, Knight & Lacey, London, 1824)

Самое же интересное орудие — коготь Архимеда или железная рука. Помните, как ученый говорил «Дайте мне точку опоры, и я переверну Землю»? К счастью, нашу планету великий физик не тронул, а вот корабли переворачивал с помощью хитрого механизма, состоящего из шкивов (тоже, кстати, изобретенных им) и рычагов.

Деталь фрески Луиджи Париджи с изображением когтя Архимеда

По сути, на судно римлян забрасывали крюк, а после люди на берегу тянули его на себя и таким образом переворачивали корабль.

Винт Архимеда

А это изобретение до сих пор используется на некоторых фермах и даже небольших электростанциях.

Винт помогает перемещать воду снизу вверх, при этом механизм работает, даже если туда попадет мусор или в воде окажется рыба.

С 1980 года в Техас-Сити (штат Техас, США) используется восемь винтов Архимеда диаметром 12 футов для управления ливневым стоком. Каждый винт приводится в действие дизельным двигателем мощностью 750 л.

с. и может накачать до 125 000 галлонов в минуту. (Popular Mechanics (April 1980, page 62))

Историки считают, что винт был изобретен во время строительства знаменитой «Сиракузии» — огромного корабля, вмещавшего 600 человек.

Архимед разработал механизм, который позволял откачивать воду из трюма.

Лучи смерти

Таким зловещим названием окрестили систему зеркал, с помощью которой ученый поджигал вражеские корабли.

Архимед использовал несколько десятков выпуклых зеркал, фокусировал лучи на цели, и она загоралась.

Впрочем, историки до сих пор спорят насчет назначения этого устройства. Так, некоторые считают, что зеркала служили только для наводки катапульт или ослепления вражеских лучников.

Одометр

Автомобилисты наверняка знают, что одометр – прибор, который фиксирует пробег авто. Изобрел его тоже Архимед. Он создал конструкцию, чем-то напоминающую тележку. Ее можно было катить рукой, а можно было прикрепить к повозке.

Каждую милю в коробочку в конструкции падал небольшой камешек. Когда человек прибывал на место, ему оставалось только подсчитать количество камней, чтобы определить расстояние между двумя точками.

Закон Архимеда

Конечно, нельзя не рассказать историю знаменитого восклицания «Эврика!».

Царь Сиракуз обратился к Архимеду с просьбой проверить золотую корону. У правителя было подозрение, что кузнец при изготовлении использовал не чистое золото, а разбавил сплав более дешевым серебром.

Ученый долго ломал голову над решением вопроса и нашел ответ в ванной. Великий физик заметил, что при погружении в ванную тело вытесняет определенное количество воды. Именно это открытие и заставило его воскликнуть «Эврика!».

Архимед бежит голый по улицам Сиракуз крича «Эврика!»

Как утверждают историки, ученый взял корону и слиток золота, который весил столько, сколько кузнецу дали для изготовления короны. Он опустил в воду поочередно эти предметы и выяснил, что корона вытесняет больше воды, чем слиток, несмотря на одинаковый вес. А значит, в сплав кузнец добавил более легкое серебро.

Смерть Архимеда — Thomas Degeorge (1815)

Изобретения Архимеда и по сей день поражают наше воображение. Но, к сожалению, гениальный ученый так и не смог уберечь свой город от римлян — он погиб при взятии Сиракуз в 212 году до н.э.

Интересно? Ставьте лайк и подписывайтесь на канал ΦΙΛΟΣΟΦΊΑ. Ещё нас можно читать во ВКонтакте и Твиттере!
Литература: wikipedia.org // zmescience.com // sciencestruck.com

Презентация “Архимед и его открытия”

библиотека
материалов

Содержание слайдов

Номер слайда 1

Подготовил ученик 5 класса: Золотов Алексей Романович руководитель. Слыхова Ольга Анатольевна. Архимед и его открытия

Номер слайда 2

Изучить биографию Архимеда. Познакомиться с научными открытиями Архимеда. Рассказать о роли открытий Архимеда в науке. Главная цель моей работы:

Номер слайда 3

Известно, что: Архимед родился в Сиракузах, греческой колонии на острове Сицилия. Отцом Архимеда был математик и астроном Фидий. Отец привил сыну с детства любовь к математике, механике и астрономии. Для обучения Архимед отправился в Александрию Египетскую — научный и культурный центр того времени. Биография

Номер слайда 4

Каждый знает историю о том, как Архимед открыл закон плавучести тел.

Номер слайда 5

По окончании обучения Архимед вернулся на Сицилию. В Сиракузах он был окружён вниманием и не нуждался в средствах. Из-за давности лет жизнь Архимеда тесно переплелась с легендами о нём.«Архимедов винт» был изобретен ученым еще в юношеские годы и предназначался для орошения полей.

Номер слайда 6

Номер слайда 7

Легенда рассказывает, что построенный Гиероном в подарок египетскому царю Птолемею тяжёлый многопалубный корабль «Сиракузия» никак не удавалось спустить на воду. Архимед соорудил систему блоков, с помощью которой он смог проделать эту работу одним движением руки. По легенде, Архимед заявил при этом: «Будь в моём распоряжении другая Земля, на которую можно было бы встать, я сдвинул бы с места нашу.»

Номер слайда 8

Архимед соорудил машины приспособленные к метанию снарядов на любое расстояние. Так, если неприятель подплывал издали, Архимед поражал его из дальнобойных камнеметальных орудий и повергал в трудное беспомощное положение.

Номер слайда 9

Также Архимед изобрел и применил механизмы, которые переворачивали вражеские корабли.

Номер слайда 10

Существует также легенда, что Архимед приказал воинам наполировать до блеска щиты и направить отраженный от них солнечный свет на римские корабли, что привело к их возгоранию.

Номер слайда 11

По словам Плутарха, Архимед был просто одержим математикой. Он забывал о пище, совершенно не заботился о себе.

Номер слайда 12

Номер слайда 13

Номер слайда 14

Номер слайда 15

Номер слайда 16

Определил центр тяжести плоских фигур, ввел понятие момента силы. Сделал расчет многоопорной балки («Книга опор»). Усовершенствовал винт, изобрел водоподъемные машины. Создал теорию рычага, описал простейшие механизмы. Интересовался вопросами гидростатики, в частности определил условия плавучести тел. Что сделал Архимед:

Номер слайда 17

Исследовал оптику, описал свойства зеркал и отражений в них (труд «Катоптрика»). Определил угловые размеры Солнца, соотношения орбит планет, размеров Солнечной системы; Создал движущуюся модель небесной сферы; Определил число песчинок во Вселенной; изобрел принцип формирования больших чисел Доказал ряд математических теорем для определения площадей и объемов фигур.

Номер слайда 18

На луне в честь Архимеда назван кратер. А вы знаете что?

Номер слайда 19

Спасибо за внимание!

По закону Архимеда – УДИВИТЕЛЬНЫЕ ОТКРЫТИЯ – Каталог статей

Архимед (287–212 до н. э.), один из самых великих математиков древности, родился в Сиракузах, греческой колонии на острове Сицилия. Отцом его был Фидий, придворный астроном правителя города царя Гиерона II, дожившего до 90 лет и сумевшего уберечь свою родину от завоевания Римом и Карфагеном.

Архимед

Отец дал сыну отличное образование, включая первоначальные знания по астрономии и математике. А потом Архимед, как и многие другие древнегреческие ученые, учился в Александрии, где правители Египта в то время собрали лучших ученых и мыслителей, а также основали знаменитую, самую большую в мире библиотеку.

Есть данные, что Архимед общался и даже был дружен с Кононом Самосским (280–220 до н. э.), служившим придворным астрономом у правителя Птолемея III. Считается, что именно под его влиянием Архимед начал серьезно заниматься математикой.

После учебы в Александрии Архимед вновь вернулся в Сиракузы, где унаследовал должность своего отца.

Основные научные работы Архимеда касались всевозможных практических применений математики, физики, гидростатики и механики. В частности, в сочинении «Параболы квадратуры» он обосновал метод расчета площади параболического сегмента. Удивительно, но сделано это было за 2000 лет до открытия интегрального исчисления.

В своем труде «Об измерении круга» Архимед впервые предложил математический способ вычисления числа «пи» (отношения длины окружности к длине ее диаметра) и доказал, что оно одинаково для любого круга.

Для этого Архимед вписывал в окружность и описывал около нее правильные многоугольники. Принимая диаметр окружности за единицу, он рассматривал периметр вписанного многоугольника как нижнюю оценку длины окружности, а периметр описанного многоугольника как верхнюю оценку. На примере правильного 96-угольника Архимеду удалось получить следующие значения числа «пи»:

Как видим, согласно Архимеду, значение числа «пи» находится в диапазоне от 3,1408 до 3,1428. В настоящее время вычислено огромное количество знаков после запятой, и число «пи» признано равным 3,14159265…

А еще мы до сих пор пользуемся придуманной Архимедом системой наименования целых чисел.

Важнейшим достижением Архимеда являются теоретические изыскания и практические работы в области механики. Фактически Архимед является создателем механики как науки, изучающей законы движения, покоя и равновесия тел. В течение многих веков фундаментом механики была теория рычага, изложенная Архимедом в сочинении «О равновесии плоских фигур». В основе этой теории лежат следующие постулаты:

…

«Равные тяжести на равных длинах уравновешиваются, на неравных же длинах не уравновешиваются, но перевешивают тяжести на большей длине.
Если при равновесии тяжестей на каких-нибудь длинах к одной из тяжестей будет что-нибудь прибавлено, то они не будут уравновешиваться, но перевесит та тяжесть, к которой было прибавлено.
Точно так же, если от одной из тяжестей будет отнято что-нибудь, то они не будут уравновешиваться, но перевесит та тяжесть, от которой не было отнято».

Даже по формулировкам видно, что эти постулаты были проверены на опыте, а не придуманы исключительно «за письменным столом». Основываясь на них, Архимед сделал следующие утверждения:

…

«Соизмеримые величины уравновешиваются на длинах, которые будут обратно пропорциональны тяжестям.
Если величины будут несоизмеримы, то они точно так же уравновесятся на длинах, которые обратно пропорциональны этим величинам».

В этих словах содержится первая точная формулировка закона рычага. Кроме того, в книге «О равновесии плоских фигур» содержатся примеры определения центров тяжести треугольника, параллелограмма, трапеции и других фигур. Кстати сказать, Архимед описывал центр тяжести следующим образом:

…

«Центром тяжести каждого тела является некоторая расположенная внутри его точка – такая, что если за нее мысленно подвесить тело, то оно остается в покое и сохраняет первоначальное положение».

Учение о гидростатике Архимед развил в своем труде «О плавающих телах», в котором было сказано:

…

«Предположим, что жидкость имеет такую природу, что из ее частиц, расположенных на одинаковом уровне и прилежащих друг к другу, менее сдавленные выталкиваются более сдавленными, и что каждая из ее частиц сдавливается жидкостью, находящейся над ней по отвесу, если только жидкость не заключена в каком-нибудь сосуде и не сдавливается еще чем-нибудь другим».

Основываясь на этом, Архимед математически доказал, что:

.

«Тела, равнотяжелые с жидкостью, будучи опущены в эту жидкость, погружаются так, что никакая их часть не выступает над поверхностью жидкости, и не будут двигаться вниз.
Тело, более легкое, чем жидкость, будучи опущено в эту жидкость, не погружается целиком, но некоторая часть его остается над поверхностью жидкости.
Тело, более легкое, чем жидкость, будучи опущено в эту жидкость, погружается настолько, чтобы объем жидкости, соответствующий погруженной [части тела], имел вес, равный весу всего тела.
Тела, более легкие, чем жидкость, опущенные в эту жидкость насильственно, будут выталкиваться вверх с силой, равной тому весу, на который жидкость, имеющая равный объем с телом, будет тяжелее этого тела.
Тела, более тяжелые, чем жидкость, опущенные в эту жидкость, будут погружаться, пока не дойдут до самого низа, и в жидкости станут легче на величину веса жидкости в объеме, равном объему погруженного тела».

Последнее утверждение фактически и содержит общеизвестный закон Архимеда, важный закон гидростатики, согласно которому каждое тело, погруженное в жидкость, теряет столько своего веса, сколько весит вытесненная им жидкость (на тело, погруженное в жидкость, действует сила, равная весу вытесненной им жидкости).

Отметим, что знаменитое восклицание «Эврика!» («Я нашел!») относится к первому практическому применению этого самого закона Архимеда.

Согласно легенде, однажды к Архимеду обратился недоверчивый правитель Сиракуз, подозревавший своего ювелира в обмане. Он попросил проверить, соответствует ли вес изготовленной для него золотой короны весу отпущенного им на нее золота.

Рассказ об этом приведен у древнеримского автора второй половины I века до н. э. Марка Витрувия Поллиона в его трактате «Десять книг об архитектуре»:

.

«Исходя из своего открытия, он, говорят, сделал два слитка, каждый такого же веса, какого была корона, – один из золота, другой из серебра. Сделав это, он наполнил водой сосуд до самых краев и опустил в него серебряный слиток, и вот, какой объем слитка был погружен в сосуд, соответственное ему количество вытекло воды. Вынув слиток, он долил в сосуд такое количество воды, на какое количество стало там ее меньше, отмеряя вливаемую воду секстарием [1] , чтобы, как и прежде, сосуд был наполнен водой до самых краев. Так отсюда он нашел, какой вес серебра соответствует какому определенному количеству воды.
Произведя такое исследование, он после этого таким же образом опустил золотой слиток в полный сосуд. Потом, вынув его и добавив той же мерой вылившееся количество воды, нашел на основании меньшего количества секстариев воды, насколько меньший объем занимает слиток золота по сравнению с одинаково с ним весящим слитком серебра. После этого, наполнив сосуд и опустив в ту же воду корону, нашел, что при погружении короны вытекло больше воды, чем при погружении золотой массы одинакового с ней веса; и таким образом на основании того заключения, что короной вытеснялось большее количество воды, чем золотым слитком, он вскрыл примесь в золоте серебра и обнаружил явное воровство поставщика».

Итак, Архимед сделал два слитка: один из золота, другой из серебра, и каждый – такого же веса, что и корона. Затем он поочередно положил их в сосуд с водой, отметив, насколько поднялся ее уровень. Опустив в сосуд корону, Архимед установил, что ее объем превышает объем золотого слитка, а это значило, что корона изготовлена не из чистого золота, а из сплава золота с серебром.

Я. Г. Дорфман в своей «Всемирной истории физики» отмечает:

…

«Это выдающееся открытие Архимеда знаменует собой первое в истории применение физического измерительного метода к контролю и анализу химического состава без нарушения целостности изделия. Огромное практическое значение этого открытия в эпоху, когда еще никаких других методов подобного рода не было, естественно, привлекло к себе всеобщее внимание и стало предметом дальнейших исследований и практических использований на протяжении многих последующих веков».

Но Архимед не ограничился описанным выше достаточно примитивным экспериментом, а перешел к более точному количественному измерению. По словам жившего в первой половине XII века среднеазиатского физика, астронома и математика Ал-Хазини, ссылавшегося на не дошедший до нас трактат грека Менелая Александрийского, Архимед «изобрел механическое приспособление, которое, благодаря своему тонкому устройству, позволило ему определить, сколько золота и сколько серебра содержится в короне, не нарушая ее формы».

Ал-Хазини привел схему этих «весов Архимеда». На них имелся подвижный груз, с помощью которого можно было, сравнивая веса упомянутых слитков, определять численное отношение удельных весов золота и серебра. А это, в свою очередь, позволяло установить относительное количество золота и серебра в короне.

Потом, основываясь на принципах Архимеда, грек Синезий из Кирены, живший в IV веке, изобрел гидроскоп — прибор для определения удельного веса жидкостей. Этот прибор, изготовленный из бронзы, имел насечки, и по ним можно было находить точные значения, используя специальные таблицы удельных весов различных жидкостей. К сожалению, подобные таблицы до наших дней не сохранились.

Наряду с фундаментальной наукой, Архимед много времени уделял практике. Он по праву считался одним из крупнейших инженеров своего времени.

Страстно увлеченный механикой, Архимед создал и проверил теорию пяти простых механизмов: рычага, клина, блока, бесконечного винта (он используется в современной мясорубке) и лебедки.

Архимед говорил: «Дайте мне точку опоры, и я сдвину Землю». Кстати сказать, ученые потом подсчитали, что теоретически это возможно, но для этого надо иметь рычаг, у которого один отрезок длиннее другого в 1023 раз.

В древности Архимеду приписывали около 40 открытий в области практической механики. Из того, что описано его биографами, известно, что на основе бесконечного винта Архимед изобрел машину для поливки полей (так называемую «улитку»), устройство для откачки воды из трюмов и шахт и, наконец, пришел к изобретению болта, сконструировав его из винта и гайки.

Но наиболее успешно Архимед придумывал конструкции военных машин. И это понятно. Могущественные соседи – Рим и Карфаген – прилагали немало усилий для того, чтобы подчинить себе Сиракузы. В свою очередь, царь Гиерон и его преемники делали все, чтобы сохранить независимость, поэтому в оборонительных планах Сиракуз военная техника занимала особое место.

Известно, что под руководством Архимеда сиракузцы построили множество устройств: это были и мощные метательные машины, и подъемные механизмы для переворачивания атакующих кораблей противника, и т. д. В основе всех этих конструкций лежал рычаг, позволявший поднимать большие тяжести, затрачивая относительно небольшие усилия. Отсюда, кстати, и пошло название «механика», что в переводе с греческого означает «искусство построения машин».

В очередной раз римляне, под командованием полководца Марка Клавдия Марцелла, осаждали Сиракузы во время второй Пунической войны. При этом Архимед был душой сопротивления. Он сконструировал несколько боевых машин, которые позволили горожанам в течение трех лет отражать атаки превосходящего в живой силе противника.

К сожалению, даже знания Архимеда не смогли спасти его родину от печальной участи: в 212 году до н. э. римляне вторглись в Сиракузы и подвергли город грабежу. При этом сам Архимед погиб: его зарубил мечом римский солдат. Согласно легенде, произошло это в тот момент, когда старик ученый был поглощен поисками решения очередной технической задачи. Он сидел на полу, посыпанном песком, на котором были начерчены какие-то замысловатые геометрические фигуры. Когда римлянин подбежал к нему, Архимед якобы встретил его словами: «Только не трогай моих фигур!».

Смерть Архимеда

Информация о жизни и смерти Архимеда известна нам из сочинений античных философов и историков Полибия, Тита Ливия, Цицерона, Плутарха и других. Но никто из них, как известно, не был современником Архимеда, поэтому достоверность их сведений оценить не всегда представляется возможным. Тем не менее, многие эпизоды явно имеют мифический оттенок.

Возьмем для примера так называемые «зажигательные зеркала» Архимеда. Считается, что великий сиракузец хорошо знал о зажигательном действии вогнутых зеркал. Следовательно, чисто теоретически он вполне мог использовать эти зеркала в борьбе с римским флотом, поджигая корабли сфокусированными солнечными лучами.

«Зажигательное зеркало» Архимеда

Тем не менее, в дошедших до нас описаниях штурма города нет никаких упоминаний о сожжении римских кораблей. Эта легенда появилась позднее. Например, четыре века спустя вопрос о «зажигательных зеркалах» разбирал византийский математик и архитектор Анфимий, который в сочинении «О чудесных механизмах» попытался дать реконструкцию изобретений Архимеда. При этом «о зеркалах божественного Архимеда» он писал следующее:

…

«При помощи многих плоских зеркал можно отразить в одну точку такое количество солнечного света, что его объединенное действие вызовет загорание».

Анфимию вторит и византиец Евстахий Солунский. В его «Комментариях к Илиаде» читаем:

…

«Архимед при помощи правил катоптрики [2] сжег римский флот на расстоянии полета стрелы».

А вот византийский историк XII века Иоанн Зонара в своих «Анналах» рассказывает:

.

«Этот геометр, собрав солнечные лучи на зеркале, с помощью этих лучей, собранных и отраженных затем толщиной и гладкостью зеркала, воспламенил воздух и разжег большое пламя, которое он затем направил на корабли, входившие в сферу его действия. Корабли были все обращены в пепел».

В своей «Истории» другой византиец конца XII века Цеци уточняет: Архимед действовал «шестиугольным зеркалом, составленным из небольших четырехугольных зеркал, которые можно было двигать при помощи шарниров и металлических планок».

Долгое время этому оставалось только верить. Но вот в XVII веке немецкий астроном Иоганн Кеплер (1571–1630) и французский математик Рене Декарт (1596–1650) обосновали невозможность создания таких фантастических зеркал.

С другой стороны, в 1747 году знаменитый французский естествоиспытатель Жорж- Луи де Бюффон (1707–1788) в своем труде «Изобретение зеркал для воспламенения предметов на больших расстояниях» сообщил, что произвел опыты и соорудил составное зеркало, которое подожгло дерево на расстоянии 50 метров. Этими опытами он подтвердил тот факт, что Архимед вполне мог создать грозное орудие – мощный гелиоконцентратор или «солнечный лазер». К сожалению, это могло быть лишь теоретически, ибо во времена Архимеда еще не существовало зеркал такого качества, с которыми проводились опыты де Бюффона.

После этого некоторые итальянские историки высказали предположение, что зеркала Архимеда существовали, но были предназначены не для поджога, а для наведения на цель. Они якобы били в глаза римлянам отраженным солнечным светом и «скрывали» от них полет зажигающих стрел сиракузцев.

Естественно, это всего лишь предположение, и стопроцентно доказать ничего невозможно. Впрочем, и того, что реально дошло до нас, совершенно достаточно, чтобы обессмертить память об Архимеде.

Недаром древнеримский политик и философ Марк Туллий Цицерон, величайший из ораторов древности, дал Архимеду следующую оценку:

.

«Этот сицилиец обладал гением, которого, казалось бы, человеческая природа не может достигнуть».

Читать “Эврика! Радость открытия. Архимед” – Агиляр Эугенио Мануэль Фернандес – Страница 1

Наука. Величайшие теории: выпуск 7: Эврика! Радость открытия.

Архимед. Закон Архимеда.

Пер. с итал. — М.: Де Агостини, 2015. — 160 с.

ISSN 2409-0069

Наука. Величайшие теории Выпуск № 7, 2015 Еженедельное издание

Введение

Моей сестре Джеки, потому что своими гелиоскопами и «эврикой» она всегда рада поделиться со всеми, ничего не прося взамен.

Международный математический союз учредил медаль Филдса, которая раз в четыре года вручается одному или нескольким (вплоть до шести) математикам, так или иначе отличившимся в своей научной области. Данная награда представляет собой высшую почесть, которой может удостоиться математик, потому что для этой науки Нобелевской премии не предусмотрено. На одной из сторон медали выбита строка римского поэта Марка Манилия, она обрамляет рельефный портрет Архимеда: Transire suum pectus mundoque potiri («Превзойти человеческую природу и покорить Вселенную»).

Математик, физик, инженер и астроном — такие определения обычно встречаются во множестве текстов об Архимеде из Сиракуз, человеке, посвятившем свою жизнь науке и оставившем в ней неизгладимый след на более чем две тысячи лет. Познакомиться с личностью Архимеда можно лишь совершив путешествие по его научным трудам, так как, по счастью, до нас дошли многие из его трактатов, чего нельзя сказать о деталях его биографии. Все, что сохранилось до наших дней, — это огромное количество книг по математике, содержащих в себе исследования по геометрии, арифметике и алгебре; среди них, например, удивительно точное вычисление величины, которая ныне называется числом пи. Ученый был почти полным современником Евклида — великого математика, чей главный труд «Начала» посвящен систематическому построению геометрии. Трактаты Архимеда поражают исключительной строгостью и весомостью, которых не удалось превзойти за последующие века, а также изящностью построений, делающей их приятным и гармоничным чтением. Можно даже сказать, что с академической точки зрения речь идет о фундаментальных текстах. Архимед занимался шарами, квадратами, параболами, параболоидами и огромным количеством других геометрических фигур. Но он не только исследовал то, что было известно в его время, но и вводил в математику новые геометрические фигуры, такие как спираль и разные трехмерные фигуры, носящие его имя. Вклад греческого математика в геометрию всем известен, но для большинства людей остается незамеченным другой неоспоримый факт: Архимед одним из первых начал использовать вычисления бесконечно малых величин, сделав таким образом первый шаг к интегральному исчислению. Очень жаль, но его идеи на данную тему не нашли сколько-нибудь серьезного отклика в научном сообществе из-за своей сложности, и вплоть до Нового времени им не придавали особого значения. Как бы то ни было, наследие Архимеда в этой области могло бы стать частью вводного курса математики университетского уровня.

Несмотря на вышесказанное, нельзя не признать, что фигура Архимеда у большинства людей преимущественно ассоциируется с физикой и инженерным делом. Связано это со знаменитыми законом Архимеда и законом рычага, которые помнят практически все. Принимая ванну, мы каждый раз чувствуем уменьшение нашего веса или замечаем повышение уровня воды. И кто из нас не открывал бутылки, используя как рычаг нож или ножницы? То, что два этих открытия близки к нашей повседневной жизни, сделало их такими популярными, не говоря уже об их простоте. Значительную часть математики и физики Архимеда можно было бы охарактеризовать как «повседневную» в смысле набора исследуемых явлений. В истории науки неоднократно случалось, что ученые занимались в первую очередь вопросами, касающимися непосредственно окружающего их мира, оставив более глубокие проблемы для будущих поколений. Так, исторический анализ показывает, что первые ученые пытались объяснить причины и способы функционирования самых обычных природных явлений, закладывая, таким образом, базу для современной нам науки. И Архимед — одно из первых звеньев этой цепи.

Он был человеком с широкими связями как в политических, так и в научных кругах. Дошедшие до нас источники подтверждают, что ученый вел оживленную переписку с Эратосфеном Киренским, который упоминается в книгах по истории науки как человек, первым измеривший радиус Земли (причем измерение он выполнил с необыкновенной точностью). И с ним, и с другими учеными своего времени Архимед часто обменивался письмами. Его сохранившиеся трактаты начинаются с личного письма, представляющего собой вместе с тем предисловие к самой научной работе. Известно и о тесных связях Архимеда с Гиероном II, царем Сиракуз и, кроме того, его родственником. Это Гиерон II подвиг Архимеда к постройке множества механизмов, многие из которых были военными машинами. Как раз благодаря его дружбе с царем известны некоторые детали биографии ученого. Например, мы знаем со слов Архимеда о том, что его отец Фидий был астрономом, и это, вероятно, повлияло на его образование.

Исторический момент, на который пришлась жизнь сиракузского мудреца, был непростым: речь идет об эпохе Пунических войн. Сиракузы занимали стратегическое положение между римлянами и карфагенянами, что стало актуальным, когда между этими двумя могущественными державами вспыхнула война. Эпоха, в которой выпало жить ученому, оказала влияние на круг его научных и технических изысканий. Несомненно, рассказ об обороне Сиракуз не может обойтись без описания вклада в нее Архимеда. Именно из-за этого вклада его часто представляют как великого инженера, настолько успешно построившего защиту города, что благодаря его изобретениям Сиракузы два года выдерживали римскую осаду.

Эту книгу мы начнем с биографии Архимеда (хотя, к сожалению, о его жизни известно не так много), включив ее, как было упомянуто выше, в общий социальный и исторический контекст. Мы рассмотрим некоторые наиболее достоверные источники, рассказывающие о его жизни, чтобы, насколько возможно, познакомиться поближе с великим математиком. В первой главе будет представлен список его сочинений, и мы остановимся на наиболее важных из них. Они достаточно просты в чтении для каждого, кто знаком с математическими и, особенно, геометрическими текстами.

Во второй главе нас ждут темы, связанные с физикой. Прежде всего, мы займемся знаменитым законом Архимеда и обратимся к рассказу о короне царя Гиерона II, а также популярнейшему возгласу «Эврика!», который издал Архимед после принятия, вероятно, самой известной в истории науки ванны. Затем мы не сможем обойти вниманием закон рычага. Мы разберем математический аппарат, который разработал в данной области Архимед. И наконец, в той же второй главе мы расскажем о его труде в области измерения Вселенной, где излагается, помимо прочего, интересный способ выражения больших чисел.

Третья глава посвящена основным математическим достижениям сиракузского мудреца, в ней мы рассмотрим главным образом ряд математических рассуждений, простых для понимания и призванных пояснить выкладки самого Архимеда современным языком. В той же главе нас ждет удивительное путешествие к истокам дифференциального исчисления. Оно начнется с анализа методов, использованных Архимедом. Мы рассмотрим различные фигуры, связанные с геометрией (окружности, параболы, спирали и тому подобное), а также покажем метод, с помощью которого Архимед приблизился к идее пределов, что интересно с математической точки зрения; разберем «Задачу о быках», написанную в поэтической форме и посвященную разным способам подсчета поголовья скота. Еще мы исследуем свойства особых геометрических фигур — «сапожного ножа» и «солонки».

В четвертой и последней главе мы обсудим некоторые изобретения, приписываемые герою нашей книги. Чтобы сделать чтение более увлекательным, они будут рассматриваться не столько в техническом аспекте, сколько с точки зрения их пользы, а также проблемы авторства нашего персонажа. Мы поговорим о винте Архимеда, о гигантском корабле, носившем имя «Сиракузия», о зажигательных зеркалах, о катапультах…

Что доказал архимед.

Архимед и его открытия

Если бы… Ах, если бы великие государства древности уделяли чуть больше внимания своим славным изобретателям – хотя бы так же, как нынешние правительства не скупятся на финансирование высокотехнологичных военных программ, то – кто знает, на каком языке мы бы сейчас с вами разговаривали и в какой стране жили? Что было бы, если Леонардо да Винчи или Никола Тесла получили возможность развернуть свои таланты во всю ширь?

О и да Винчи мы уже писали. Настала пора отдать дань уважения еще одному, пожалуй, самому первому техническому гению человечества. Великий математик, физик, инженер и астроном, недооцененный при жизни и случайно погибший от руки безграмотного солдата – он мог ускорить научно-техническую революцию почти на две тысячи лет, если бы…

Архимед (художник Доменико Фетти, 17 век).

Любые рассказы о великих людях обычно начинаются с их биографии. Увы, в случае с Архимедом нам придется довольствоваться лишь набором неподтвержденных фактов. О жизни этого ученого ходит множество легенд, но достоверных сведений крайне мало.

Родиной изобретателя была Сицилия, город Сиракузы. Большую часть жизни он провел именно там. Дата его рождения – 287 год до нашей эры – установлена на основании свидетельства византийского историка Иоанна Цена (12 век), писавшего, что Архимед прожил 75 лет и погиб в 212 году до нашей эры.

В своих трудах изобретатель упоминал, что его отцом был астроном и математик Фидий, происходивший из знатного сиракузского рода. Судя по всему, в юном возрасте мальчик был послан на обучение в Александрию – крупнейший культурный центр того времени. В дальнейшем он активно общался с математиками александрийской школы (например, с Эрастофеном), и это наталкивает на мысль о том, что в качестве «учебников» Архимед использовал труды александрийца Евклида. Тематика его дальнейших исследований также совпадала с «евклидовой наукой» и значительно развивала ее – это, прежде всего, теория чисел, а также планиметрия и геометрия.

Выучившись в Александрии, Архимед вернулся домой и устроился «на работу» при дворе своего дальнего родственника – сиракузского тирана Герона II. Существует множество легенд о том, как Архимед выполнял самые хитроумные задачи Герона, однако в реальности правитель, скорее всего, не придавал особого практического значения его исследованиям и покровительствовал выдающемуся ученому лишь потому, что его присутствие в Сиракузах заметно повышало культурный статус города.

Находясь «под крылом» просвещенного монарха в течение большей части своей жизни, изобретатель мог спокойно работать – и работал, да так плодотворно, что в наши дни слово «Архимед» неизвестно лишь тем, кто живет в лесу, молится колесу и падает в обморок при виде самолета.

Сиракузы – один из самых влиятельных и красивых городов в античном Средиземноморье. Был основан в 8 веке до нашей эры под названием Сирако («болото», т.к. рядом с городом действительно находилось болото). Герон II мудро правил Сиракузами 50 лет: избегал крупных войн, развивал юриспруденцию, науки и искусства. Его наследник – юный Иероним – взошел на трон в 215 году и почти сразу же привел город к краху, поссорившись с Римом. Сиракузы пали из-за того, что некоторые горожане решили обсудить условия мирного договора и открыли римлянам небольшую дверь в стене, однако те ворвались внутрь и быстро подавили сопротивление.

Войска римского консула Марцелла очень долго (около 8 месяцев) осаждали Сиракузы. Причиной задержки якобы было то, что великий ученый перед угрозой вторжения перешел от чистой математики к механике и начал создавать удивительные боевые приспособления для защиты родного города. Более того – по некоторым свидетельствам, Архимед лично руководил обороной города и распоряжался его техническими ресурсами.

Римляне были не дураки. Оценив оборонительные новшества греков, Марцелл приказал своим солдатам не трогать гениального инженера при захвате города, планируя, видимо, переманить его к себе на службу. Нетрудно представить, какие военные механизмы мог бы изобрести Архимед, работая на практичных и жестоких римлян.

Однако история распорядилась иначе. По легенде, один из легионеров нашел ученого в саду его дома, когда тот изучал чертежи на песке, не обращая никакого внимания на уличные бои. То ли римлянин не узнал этого грека, то ли сознательно нарушил приказ командующего (говорят, что Архимед сказал солдату не трогать его рисунки – «круги», однако в каких именно выражениях он это сделал, остается неясным) – в любом случае величайший ум своего времени был попросту зарублен на месте.

Смерть Архимеда. Гравюра из итальянской книги XVIII века.

Плутарх (45-120) сообщает, что по завещанию Архимеда на его могиле был установлен шар, заключенный в цилиндр, с указанием на то, что соотношение их объемов равно 2/3. В своем труде «О сфере и цилиндре» Архимед доказал такую же кратность соотношения площади поверхностей этих двух фигур.

Достаточно лишь мельком взглянуть на «ноу-хау» Архимеда, чтобы понять, насколько этот человек обогнал свое время и во что мог превратиться наш мир, если бы высокие технологии усваивались в античности так же быстро, как и сегодня. Архимед специализировался в математике и геометрии – двух важнейших науках, лежащих в основе технического прогресса. О революционности его исследований говорит тот факт, что историки считают Архимеда одним из трех величайших математиков человечества (другие два – Ньютон и Гаусс).

По части новшеств этот грек был на голову выше всех европейских математиков вплоть до эпохи Возрождения. В обществе, где применялась совершенно жуткая система исчисления, и в языке, где слово «мириад» (десять тысяч) было синонимом «бесконечности», он разработал четкую науку о цифрах и «сосчитал» их вплоть до 10 64 .

Архимед заложил основы интегрального исчисления и теории сверхмалых чисел. Он доказал, что соотношение длины окружности к ее диаметру равно соотношению площади круга к квадрату его радиуса. Ученый, конечно, не назвал это соотношение «числом Пи», однако довольно точно определил ее значение в интервале от 3+10/71 (примерно 3,1408) до 3+1/7 (примерно 3,1429).

До нашего времени дошли лишь некоторые трактаты Архимеда. Большинство из них погибло в двух пожарах Александрийской библиотеки – сохранились лишь некоторые переводы на арабский и латынь. К примеру, в работе «О равновесии плоскостей» автор исследовал центры тяжести различных фигур. Существует легенда, согласно которой Герон попросил Архимеда наглядно проиллюстрировать «эффект» рычага, известный по его знаменитой фразе «Дайте мне точку опоры и я переверну весь мир!» (Плутарх цитирует ее иначе: «Если бы имелась иная Земля, я бы стал на нее и сдвинул эту»).

Изобретатель приказал вытащить на берег большое судно и наполнить его грузом, после чего встал около полиспаста (катушечного блока) и стал без каких-либо видимых усилий тянуть на себя канат, привязанный к кораблю. Последний, на удивление присутствующих, «поплыл» по суше, как по воде.

Не менее значительны и другие сочинения: «О коноидах и сфероидах», «О спиралях», «Измерение круга», «Квадратура параболы», «Псаммит» («Исчисление песчинок» – здесь ученый предлагал способ узнать количество песчинок, заключенное в объеме всего мира, то есть описывал систему записи сверхбольших чисел).

Отдельно следует сказать о его работах в области механики. Здесь он действительно был пионером, во многом напоминая Леонардо да Винчи.

По свидетельствам Диодора Сицилийского, римские рабы в Испании осушали целые реки при помощи устройства, которое разработал Архимед во время визита в Египет. Это был так называемый «Архимедов винт» – мощный и одновременно очень простой винтовой насос. Впрочем, некоторые свидетельства говорят о том, что похожее устройство было изобретено на 300 лет раньше для орошения висячих садов Вавилона (так называемых «Садов Семирамиды»).

Архимед якобы изобрел мозаичную игру – «стомахион» (из плоских костяных кусочков разной геометрической формы необходимо составить узнаваемые фигуры – человека, животного, и т. п.). Ему также приписывается создание одометра (прибора, измеряющего пройденное расстояние).

Во время осады Сиракуз Архимед построил множество удивительных приспособлений, из которых можно выделить два самых эффективных. Первое – это «Лапа Архимеда», уникальная подъемная машина и прообраз современного крана. Внешне она была похожа на рычаг, выступающий за городскую стену и оснащенный противовесом. Полибий во «Всемирной истории» писал, что если римский корабль пытался пристать к берегу около Сиракуз, этот «манипулятор» под управлением специально обученного машиниста захватывал его нос и переворачивал (вес римских трирем превышал 200 тонн, а у пентер мог достигать и всех 500), затапливая атакующих.

Подъёмный кран – тоже оружие!

Римляне были шокированы, увидев машины Архимеда в действии. Плутарх пишет, что иногда дело доходило до абсурда: увидев на стене Сиракуз какую-нибудь веревку или бревно, непобедимые римские легионеры в панике спасались бегством, думая, что сейчас против них будет применен очередной адский механизм.

Похожие машины сбивали со стен осадные лестницы римлян, а дальнобойные и невероятно точные катапульты Архимеда обстреливали их корабли камнями. Но еще удивительнее был второй «сюрприз» – лучевое оружие.

Осознав тщетность попыток взять город штурмом, римский флот (по разным источникам, около 60 кораблей) встал на якорь неподалеку от города. По легенде, Архимед сконструировал большое зеркало, либо раздал солдатам небольшие вогнутые зеркала (у историков нет единой точки зрения – иногда здесь даже фигурируют начищенные до блеска медные щиты), при помощи которых «сконцентрировал» солнечный свет на флоте противника и спалил его дотла.

Цицерон писал, что после того, как Сиракузы были разграблены, Марцелл вывез оттуда два прибора – «сферы», создание которых приписывается Архимеду. Первый был неким подобием планетария, а второй моделировал движение светил по небу, что предполагало наличие в нем сложного шестереночного механизма.

До недавнего времени это свидетельство считалось сомнительным, однако в 1900 году около греческого острова Антикитера на глубине 43 метра были найдены останки корабля, с которого подняли остатки некоего устройства – «продвинутой» системы бронзовых шестеренок, датируемой 87 годом до нашей эры. Это доказывает, что Архимед вполне мог создать сложный механизм – своеобразный «компьютер» античных времен.

Антикитера – возможно, самый древний шестереночный механизм на свете

Действительно ли хитроумный грек мог накормить рыб в море около Сиракуз жареными римлянами? Этот миф проверялся несколько раз – причем с неодинаковыми результатами. Наиболее интересным оказался эксперимент Массачусетского технологического института, проведенный в 2005 году.

Древние источники описывают конструкцию архимедова «гиперболоида» очень противоречиво – то ли это были бронзовые щиты, то ли гигантский отражатель. Исследователи предположили, что Архимед вряд ли мог изготовить огромный (а потому очень уязвимый) рефлектор, и выбрали вариант со щитами, заменив их на 127 зеркал размером примерно 30 на 30 сантиметров.

Экспериментаторы не ставили целью полностью воссоздать условия применения «гиперболоида». Макет корабля был сделан из твердого дуба, хотя для изготовления римских судов использовались более горючие сорта древесины – например, кипарис. Корабельные борта были сухими, хотя в реальности они открыты волнам. Расстояние до цели – 30 метров, но на самом деле оно было гораздо больше (как минимум – дистанция полета стрелы). Кроме того, макет оставался неподвижным, а римские корабли слегка перемещались, даже стоя на якоре в бухте Сиракуз.

Зеркала навели на корабль и закрыли завесами. Тут же появилась проблема – «оружие» находилось на подставках, а не в руках у греческих солдат. Прицел приходилось постоянно корректировать, так как из-за движения Солнца по небу лучи смещались на 1,5 метра каждые 10 минут. Облака также не облегчали работу – мощность «лазера» периодически падала.

Что из этого получилось? «Оружие возмездия» работало всего 10 минут, однако эффект превзошел все ожидания. Сразу после раскрытия зеркал древесина начала обугливаться, потом появился дым и почти сразу за ним – сгусток яркого пламени. Через 3 минуты пожар был потушен. В борту корабля появилось сквозное отверстие.

Подвижность реальных мишеней, большое расстояние до них, плохие отражающие качества бронзы – все это говорит против легенды об Архимеде. Однако в распоряжении изобретателя находилось множество отражателей (количество солдат с начищенными щитами на стенах города исчислялось сотнями) и он не был ограничен во времени. Архимед действительно мог бы добиться эффекта «лазера», но не качеством, а количеством.

В эксперименте зеркала были плоскими, чего нельзя сказать о щитах греков. Если те отражатели, которыми пользовались они, были вогнутыми, их «дальнобойность» превышала бы 30 метров.

Сохранилось слишком мало исторических сведений, позволяющих воссоздать оружие Архимеда таким, каким оно действительно могло быть. Разумно говорить не об опровержении мифа, а о теоретической возможности «солнечного лазера». Эксперимент показал, что физика не противоречит истории. Это внушает оптимизм, поэтому легенду о «лучах смерти» Архимеда можно признать условно верной.

Современные Сиракузы почти не сохранили следов былого величия. Туристов часто водят на так называемую «Могилу Архимеда» в некрополе Гроттичелли. На самом деле это римское захоронение не содержит останков знаменитого ученого.
«Палимпсест Архимеда» – христианская книга, составленная в 12 веке из «языческих» пергаментов 10 века. Для этого с них смыли прежние письмена, и на полученном материале написали церковный текст. К счастью, палимпсест (от греческого palin – снова и psatio – стираю) был сделан некачественно, поэтому на просвет (а еще лучше – под ультрафиолетом) оказались видны старые буквы. В 1906 году выяснилось, что это три неизвестных ранее труда Архимеда.
Существует легенда о том, как царь Герон поручил Архимеду проверить, не подмешал ли ювелир серебра в его золотую корону. Целостность изделия нарушать было нельзя. Архимед долго не мог выполнить эту задачу – решение пришло случайно, когда он лег в ванную и вдруг обратил внимание на эффект вытеснения жидкости (закричал: «Эврика!» – «Нашел!», и выбежал голым на улицу). Он понял, что объем тела, погруженного в воду, равен объему вытесненной воды, и это помогло ему разоблачить обманщика.
Один из крупных лунных кратеров (82 километра в ширину) был назван именем Архимеда.

* * *

Архимед – самый подходящий кандидат для создания образа античного изобретателя, конструировавшего паровые танки и летательные машины за сотни лет до рождения Христа (этот жанр принято называть «сандалпанк» – по аналогии с «киберпанком» или «дизельпанком», где под словом «сандал» подразумевается сандаловое дерево, а также сандалии, в которых ходили древние греки). По нынешним меркам труды Архимеда – это уровень средней школы. Однако не стоит забывать, что они были сделаны свыше 2000 лет назад и опередили свое время как минимум на XVII веков. Благодаря этому героя нашей статьи можно с полным правом назвать одним из величайших гениев человечества.

Дата рождения: 287 г. до н. э.
Дата смерти: 212 г. до н. э.
Место рождения: город Сиракузы, Греция

Архимед – известный древнегреческий ученый. Архимед знаменит своими работами по физике, математике и механике. Ученый является автором многочисленных открытий в геометрии, основателем гидростатики и механики. Известен Архимед и как изобретатель.

Древнегреческий ученый родился в Сиракузах. Отец будущего изобретателя Фидий был математиком и астрономом. Увлечение отца передалось Архимеду и с течением времени, это увлечение точными науками, стало делом всей жизни античного ученого.

Александрия стала для Архимеда тем городом, где он смог получить образование. В античные времена этот город считался культурным и научным центром. В Александрии Архимед смог познакомиться с такими известными учеными как Эратсфен и Конон.

В те времена в Александрийской библиотеке было собрано порядка 700 тыс. рукописей. Архимед много времени проводил в библиотеке и знакомился с трудами геометров. Знания, приобретенные в Александрии, очень помогли ученому в его дальнейшей деятельности.

После окончания учебы Архимед вернулся в родной город. Его там встретили с распростертыми объятиями, ученый мог не думать, о том, как зарабатывать на жизнь, занимался открытиями и писал научные труды.

В истории практически не сохранилось источников его деятельности в этот период. Об Архимеде легенды слагались уже при жизни, а через много веков, путаница с фактами из его жизни только усилилась.

Так называемый винт Архимеда или шнек позволил добывать жителям города больше воды из водоемов. Благодаря этому оросительные каналы, стали бесперебойно получать воду, и жители Сиракуз могли не беспокоиться свой урожай.

На самой главной заслугой Архимеда является его участие во второй Пунической войне, которая велась в 212 году до н.э. Ему тогда было 75 лет, он был активным участником обороны города и использовал на практике свои изобретения.

Архимед создал мощные камнеметательные машины, которые останавливали римлян на подступах к городу. Краны, изобретенные Архимедом, переворачивали корабли врагов.

Римляне не смогли взять город, так как на защите стояли изобретения Архимеда. Тогда легионеры перешли на длительную осаду. Существует легенда о том, что сиракузцы смогли сжечь несколько кораблей противника при помощи больших зеркал.

Подтверждения эта легенда не имеет, и скорее всего жители Сиракуз сжигали корабли при помощи метательных машин.

Римлянам все же удалось захватить город, несмотря на старания Архимеда, в результате предательства. Сам ученый был убит во время штурма. Об этом также не существует достоверных сведений, так как в истории осталось несколько версий истории его гибели.

Византиец Иоанн Цец написал, что во время штурма Архимед был занят черчением на песке. Легионер наступил на этот чертеж, и ученый с криком бросился на солдата. В этот момент он и был убит.

Согласно версии Плутарха, за Архимедом отправил своего солдата римский полководец Марцелл. Но Архимед не стал следовать за легионером, и тот в гневе заколол его.

По версии Диодора Сицилийского, легионер пытался тащить Архимеда к полководцу, ученый стал упираться и грозился запустить свои машины. Так как римляне боялись этих изобретений, солдат не стал ждать и убил изобретателя.

Полководец Марцелл устроил Архимеду почетные похороны, а солдат, заколовший Архимеда, был обезглавлен.

Существует еще одна версия, согласно которой Архимед встретился с Марцеллом, для того чтобы показать свои изобретения. Легионеры приняли блеск стеклянных и металлических частей машины за блеск золота и убили Архимеда в расчете получить добычу.

Полуразрушенная могила Архимеда была найдена Цицероном в 75 г. до н.э.

Достижения Архимеда:

Архимед заложил основы точных наук
Решил проблемы, относящиеся к математическому анализу
Применил новый метод решения кубических уравнений.
Вычислил все полуправильные многогранники
Научился определять плотность тел при помощи погружения их в жидкость.
Усовершенствовал систему рычагов
Разработал винт Архимеда
Написал сочинение «Псаммит», где раскрыл тему о гелиоцентрической системе мироздания.

Даты из биографии Архимеда:

287 г. до н. э. – родился в Сиракузах
212 г. до н. э. – погиб при осаде Сиракуз от руки римского легионера

Интересные факты Архимеда:

Римский полководец Марцелл при осаде Сиракуз хотел прекратить войну против Архимеда
Принимая ванну, Архимед увидел, что его тело тяжелее воды и к нему пришла блистательная идея определения плотности тел
Создал метательную машину
Архимед бы уважаемой личностью у себя на родине, а его военных машин боялись римляне, которые до этого с подобным оружием не сталкивались.
После Архимеда не осталось учеников, так как он не захотел создать свою школу и вырастить новых ученых
Винт Архимеда был изобретен им еще в юности и использовался для наполнения оросительных каналов. Сегодня подобные винты используются в разных сферах
Архимед считается одним из лучших мировых изобретателей и математиков
Современники считали ученого сумасшедшим. Он демонстрировал свои умения перед правителем Сиракуз, вытаскивая на берег триеры при помощи системы блоков
Согласно некоторым легендам, при штурме Сиракуз, за Архимедом был отправлен отряд легионеров. Его смерть была нелепой случайностью.
Вычисления Архимеда много тысяч лет спустя повторили Ньютон и Лейбниц
Создал планетарий
Гераклид написал биографию Архимеда, но она утеряна, и сегодня о жизни великого ученого нет достоверных фактов
Математика была лучшим другом Архимеда
Некоторые ученые называют Архимеда изобретателем пушки. Плутарх, освещая штурм Сиракуз, писал, что во время штурма города, легионеров обстреливали из устройства с длинной трубой, из которого вылетали ядра
Легенда о зеркалах, при помощи которых жители осажденного города уничтожали римские корабли, была опровергнута много раз. Но историки говорят, что зеркала использовались для прицеливания машин, метающих камни, которыми и обстреливался римский флот

Архимед — это великий математик, физик, механик и инженер Древней Греции. Именно ему принадлежит множество открытий в геометрии.

О жизни Архимеда можно узнать из трудов Полибия, Тита Ливия, Цицерона, Плутарха, Витрувия и т.д., которые жили на много лет позже описываемых событий. Может быть, поэтому нельзя точно оценить их достоверность?

Известно, что родился Архимед в Сиракузах, греческой колонии на острове Сицилия в III веке до нашей эры. Отец его математик и астроном Фидий, согласно утверждению Плутарха, был родственником Гиерона, тирана Сиракуз. Неудивительно, что Архимед стал великим математиком, ведь отец с детства прививал ему любовь к этой науке, а также к механике и астрономии. Свое обучение Архимед продолжил в Александрии Египетской, которая на тот момент считалась главным научным и культурным центром.

Именно в Александрии Архимед познакомился и подружился со знаменитыми учеными: Кононом — астрономом, и Эратосфеном — разносторонним ученым, с которым потом переписывался до конца своей жизни. Окончив обучение, Архимед вернулся на родину — в Сицилию.

Эдуард Вимонт (1846—1930). Смерть Архимеда

Жизнь Архимеда была тесно связана с легендами о нем. Поводом для легенд служили его поразительные изобретения. Например, в одной из легенд рассказывается, как Архимед смог определить, сделана ли корона царя Гиерона из чистого золота или ювелир подмешал туда серебро. Удельный вес золота был известен. Однако надо было точно определить объем короны, ведь он была неправильной формы! Архимед долгое время размышлял над этой задачей. Однажды, принимая ванну, в голову ему пришла идея: погружая корону в воду, можно определить ее объем, измерив объем воды, который она вытеснила. Согласно это легенде, Архимед выбежал на улицу голый с криком «Эврика!», то есть «Нашел!». Так был открыт основной закон гидростатики: закон Архимеда.

Когда на Сиракузы напали римляне в ходе Второй Пунической войны, Архимед проявил себя как уникальный инженер. Кстати, в это время ему было уже 75 лет! Он построил мощные метательные машины, которые забрасывали римлян тяжелыми камнями. Римские войска думали, что у стен города они будут в безопасности. А не тут-то было! Как только они устремились туда, легкие метательные машины близкого действия забросали их градом ядер. Мощные краны имели железные крюки, которыми они захватывали корабли, приподнимали их кверху, а после этого бросали их вниз. В результате корабли переворачивались и тонули. Римляне, глядя на все это, решили не брать город штурмом. Даже во время осады не было римлянам покоя. Согласно легенде, римский флот был сожжен защитниками города. Архимед приказал при помощи зеркал и щитов, которые были отполированы до блеска, сфокусировать на римском флоте солнечные лучи.

Однако эта легенда не раз была опровергнута. Согласно одному из предположений, корабли были подожжены брошенными зажигательными снарядами. А сфокусированные лучи были прицельной меткой. Позже греческий ученый Иоаннис Саккас снова продемонстрировал иное. Он использовал 70 медных зеркал и с их помощью успешно поджег фанерную модель римского корабля с расстояния 50 метров.

Римские войска захватили Сиракузы в 212 году до нашей эры. Архимед был убит.

Существует несколько рассказов о том, как именно был убит Архимед.

Например, Иоанн Цеца рассказывает, что в разгаре боя Архимед сидел на пороге своего дома и размышлял над чертежами. Их он сделал прямо на дорожном песке. В это время мимо пробегал римский воин. Он наступил на чертеж, чем ученый был немало возмущен. Он бросился на римлянина со словами: «Не тронь моих чертежей!». Римский воин, не долго думая, остановился и зарубил старика мечом.

Согласно Плутарху к Архимеду подошел солдат и сказал, что его зовет Марцелл. Архимед попросил подождать его минуту, пока он решит задачу, которой занимался. Солдату не было никакого дела до его задач, он рассердился и пронзил его своим мечом.

Наряду с этими двумя рассказами, существуют еще похожие.

«Архимед» (Доменико Фетти, 1620)

Архимед – выдающийся древнегреческий математик, изобретатель и инженер, живший в III веке до н. э. Родился этот человек в 287 году до н. э. в городе Сиракузы на Сицилии. В то время это была колония Древней Греции и именовалась Великой Грецией. Она включала в себя территорию современной Южной Италии и Сицилию.

Дата рождения известна со слов византийского историка Иоанна Цеца. Жил он в Константинополе в XII веке. То есть почти через полторы тысячи лет после Архимеда. Он также написал, что знаменитый древнегреческий математик прожил 75 лет. Столь точная информация вызывает определённые сомнения, но проявим уважение к выдающимся умам древности и примем указанные даты и цифры за истину.

Биография Архимеда

Итак, родился выдающийся житель Великой Греции в 287 году до н. э., а умер в 212 году до н. э. Его отцом был астроном по имени Фидий, о котором ничего не известно. Также предполагаются родственные узы с тираном Сиракуз Гиероном II. Наиболее подробную биографию Архимеда написал его друг Гераклид. Но данный труд был утерян, а поэтому подробности жизни математика и изобретателя остались неясными. Ничего не известно о его жене и детях, зато не вызывает сомнение учёба в Александрии, где находилась знаменитая Александрийская библиотека .

Там стремящийся к знаниям молодой человек наладил дружеские связи с математиком и астрономом Кононом Самосским и астрономом, математиком и филологом Эрастофеном из Кирен – это были известные учёные того времени. С ними у нашего героя завязалась крепкая дружба. Она продолжалась всю жизнь, а выражалась в переписке.

Именно в стенах Александрийской библиотеки Архимед ознакомился с работами таких известных геометров как Евдокс и Демокрит. Он также почерпнул много других полезных знаний и через несколько лет вернулся на родину в Сиракузы. Там он быстро зарекомендовал себя умным и одарённым человеком, и прожил долгие годы, пользуясь уважением окружающих.

Умерла выдающаяся личность во время Второй Пунической войны, когда римские войска после 2-х лет осады захватили Сиракузы. Командовал римлянами Марк Клавдий Марцелл. Согласно Плутарху, он приказал найти Архимеда и доставить к нему. Римский солдат пришёл в дом к выдающемуся математику, когда тот размышлял над математическими формулами. Солдат потребовал немедленно отправляться с ним и встретиться с Марцеллом.

Но математик отмахнулся от навязчивого римлянина, сказав, что вначале должен завершить работу. Солдат возмутился и заколол умнейшего жителя Сиракуз мечом. Есть также версия, утверждающая, что Архимеда убили прямо на улице, когда он нёс в руках математические инструменты. Римские солдаты решили, что это ценные предметы и зарезали математика. Но как бы там ни было, а смерть этого человека возмутила Марцелла, так как был нарушен его приказ.

Архимеда убивает римский солдат

Через 140 лет после этих событий в Сицилию прибыл известный римский оратор Цицерон. Он попытался найти могилу Архимеда, но никто из местных жителей не знал, где она находится. Наконец, могила была найдена в полуразрушенном состоянии в зарослях кустарника на окраине Сиракуз. На могильном камне были изображены шар и вписанный в него цилиндр. Под ними были выбиты стихи. Однако данная версия не имеет никаких документальных доказательств.

В начале 60-х годов XX века во дворе отеля «Панорама» в Сиракузах также была обнаружена древняя могила. Владельцы отеля стали утверждать, что это и есть место захоронения великого математика и изобретателя древности. Но опять же не представили никаких убедительных доказательств. Одним словом, по сей день неизвестно, где похоронен Архимед, и в каком месте находится его могила.

Этот выдающийся человек внёс очень большой вклад в развитие математики. Он сумел найти общий метод при расчётах объёмов и площадей, используя бесконечно малые величины. То есть именно он заложил основу интегральных исчислений. Он также доказал, что отношение длины окружности к диаметру является величиной постоянной. Заложил основу дифференциальных исчислений, то есть сделал всё то, что математики сумели продолжить только в XVII веке. Отсюда можно смело утверждать, что этот человек обогнал математическую науку на 2 тыс. лет.

В механике он разработал рычаг и начал успешно применять его на практике. В порту Сиракуз были сделаны блочно-рычажные механизмы, которые поднимали и опускали тяжёлые грузы. Изобрёл также архимедов винт, с помощью которого вычерпывали воду. Создал теорию об уравновешивании равных тел.

Доказал, что на тело, погружённое в жидкость, действует выталкивающая сила, равная весу вытесненной жидкости. Эта идея пришла ему в голову в ванне. Она своей простотой так потрясла выдающегося математика и изобретателя, что он выскочил из ванны и в костюме Адама побежал по улицам Сиракуз с криком «эврика», что означает «нашёл». Впоследствии данное доказательство получило название закона Архимеда .

Коготь Архимеда поднимает римское судно

Во время долгой осады Сиракуз римлянами Архимед был уже пожилым человеком, но его ум не потерял остроты. Как писал Плутарх, под его руководством были построены метательные машины, забрасывающие римских воинов тяжёлыми камнями. Также были сделаны метательные машины близкого действия. Они уничтожали врагов вблизи стен, сбрасывая на них бочки с кипящей смолой и каменные ядра.

Римские галеры, снующие в порту Сиракуз, подверглись атакам специальных кранов с захватывающими крюками (коготь Архимеда). С помощью этих крюков осаждённые поднимали корабли в воздух и бросали вниз с большой высоты. Суда, ударяясь о воду, разбивались и тонули. Все эти технические достижения напугали захватчиков. Они отказались от штурма города и перешли к длительной осаде.

Существует легенда, что Архимед распорядился отполировать щиты до зеркального блеска, а затем расположил их таким образом, что они, отражая солнечный цвет, фокусировали его в мощные лучи. Их направили на римские корабли, и те сгорели. Уже в наше время греческий учёный Иоаннис Саккас создал каскад из 70 медных зеркал и с его помощью поджёг фанерный макет корабля, который находился на расстоянии 75 метров от зеркал. Так что данная легенда вполне могла иметь под собой практическую основу.

Сфокусированный солнечный луч поджигает судно

Ну и, конечно, выдающийся изобретатель не мог обойти своим вниманием астрономию, ведь в то далёкое время она была чрезвычайно популярна. Он пытался определить расстояние от Земли до планет, но при этом руководствовался тем, что центром мира является Земля, а Солнце и Луна вращаются вокруг неё. В то же время он предполагал, что Марс, Меркурий и Венера вращаются вокруг Солнца.

Наследие Архимеда

Свои работы Архимед писал на дорическом греческом языке – диалект, на котором говорили в Сиракузах. Но подлинники не сохранились. Они дошли до нас в пересказе других авторов. Всё это систематизировал и собрал в единый сборник византийский архитектор Исидор из Милета, живший в Константинополе в VI веке. Этот сборник в IX веке был переведён на арабский язык, а в XII веке его перевели на латынь.

В эпоху Возрождения труды греческого мыслителя были опубликованы в Базеле на латинском и греческом языках. На основе этих работ Галилео Галилей в конце XVI века изобрёл гидростатические весы.

В 1906 году профессор из Дании Йохан Людвиг Хейберг обнаружил в Константинополе молитвенный сборник из 174 страниц, написанный в XIII веке. Учёный выяснил, что это был палимпсест, то есть текст, написанный поверх старого текста. В то время такое являлось обычной практикой, так как выделанная козлиная кожа, из которой делали страницы, стоила очень дорого. Старый текст соскабливали, а поверх него наносили новый.

Выяснилось, что соскобленная работа являлась копией неизвестного трактата Архимеда. Написана копия была в X веке. С помощью ультрафиолетового и рентгеновского света этот неизвестный доселе труд был прочитан. Это были работы о равновесии, об измерении окружности сферы и цилиндра, о плавучих телах. В настоящее время данный документ хранится в музее города Балтимора (штат Мэриленд, США).

Древнегреческий ученый Архимед был изобретателем, математиком, конструктором, инженером, физиком, астрономом и механиком. Он основал такое направление, как математическая физика. Также исследователь разработал способы нахождения объёмов, поверхностей и площадей различных тел и фигур, предвосхитив интегральное исчисление. Является автором многих изобретений. С именем ученого связано появление законов рычага, введение термина «центр тяжести» и исследование в области гидростатики. Когда римляне напали на Сиракузы, организацией инженерной обороны города занимался именно Архимед.

Во времена высоких технологий и научных открытий мы привыкли воспринимать достижения как нечто обыденное, забывая о том, что основы существующих знаний были заложены древними учёными. Именно они были первопроходцами. А Архимед Сиракузский так вообще был гением. Ведь он подтвердил большинство собственных идей на практике. Наши современники успешно их используют в работе, хотя даже не знают, кто был их автором. Биография Архимеда дошла до наших дней лишь из легенд и воспоминаний. Предлагаем вам с ней ознакомиться.

Детство и учёба

Архимед, краткая биография которого будет представлена ниже, родился в городе Сиракузы примерно в 287 г. до н. э. Его детство пришлось на тот период, когда царь Пирр вёл войны с карфагенянами и римлянами, пытаясь создать греческое государство нового образца. Особо отличился в этой войне Гиерон – родственник Архимеда, который стал впоследствии правителем Сиракуз. Фидий (отец мальчика) был приближённым Гиерона. Это позволило ему дать Архимеду хорошее образование. Но юноше не хватало теоретических знаний, и он отправился в Александрию, которая была в то время научным центром. Здесь Птолемеями – правителями Египта – были собраны лучшие греческие учёные и мыслители того времени. Также в Александрии находилась самая большая в мире библиотека, где Архимед на протяжении долгого времени изучал математику и труды Евдокса, Демокрита и т.д. В те годы будущий исследователь подружился с астрономом Кононом, географом и математиком Эратосфеном. Потом он вёл с ними частую переписку.

Первая профессия

После учёбы Архимед, краткая биография которого известна всем учёным, вернулся в Сиракузы и унаследовал должность Фидия – придворный астроном. Благодаря Гиерону в городе наступило мирное время. Чтобы выйти из участия в Первой он заплатил Риму огромную контрибуцию. Во «Всеобщей истории» Полибий охарактеризовал его так: «Гиерон пришёл к власти, не имея ни славы, ни богатства, ни каких-то даров судьбы. Он никого не обижал, не изгонял, не убивал, а правил целых 54 года…» Тем не менее Гиерон, как и его преемники, с большим вниманием относился к укреплению города, готовясь к возможным военным схваткам.

Научные труды

Должность астронома была необременительной, и Архимед мог свободно заниматься другими видами деятельности. В теоретическом отношении его исследования носили многогранный характер. Первые труды Архимеда были посвящены механике. Он опирался на неё и в некоторых математических работах. Например, исследователь применил принцип рычага для решения нескольких геометрических задач. Сделанные математические выводы он изложил в труде «О равновесии плоских фигур». Эта работа учёного стала краеугольным камнем «Параболы квадратуры» (интегрального исчисления), которую откроют через 2000 лет. А в сочинении «Об измерении круга» исследователь вычислил отношение к её длине, или, другими словами, (3.14). Кроме этого, все до сих пор используют придуманную им систему наименования целых чисел.

Научные достижения

Биография Архимеда описывает два его самых значимых научных достижения: учение о центре тяжести и формулировка принципа рычага. Также он заложил основы гидростатики. Только в конце 16 и начале 17 века эти идеи были развиты Паскалем, Галилеем, Стевиным и другими учёными, которые использовали описанный им в труде «О плавающих телах». Это сочинение было первой попыткой проверки на практике фундаментального предположения о строении вещества путём создания его модели. Архимед не только доказал несколько главных положений о физических характеристиках атомов жидкости, но и подтвердил целый ряд атомистических идей Демокрита. В этом труде научный гений исследователя проявился с особой силой. Полученные им результаты смогли доказать только в 19 веке.

Другие исследования

Как гласит биография Архимеда, кроме механики, физики и математики, он занимался метеорологической и геометрической оптикой. Также учёный провёл ряд экспериментов по Имеются многочисленные сведения, что Архимед написал большое сочинение – «Катоптрика», но, к сожалению, оно до нас не дошло. На основе сохранившихся из него цитат можно предположить, что исследователь знал о зажигательном действии вогнутых линз, проводил эксперименты по преломлению света в водной и воздушной средах, а также имел представление о свойствах изображений в вогнутых, выпуклых и Помимо цитат, уцелела всего лишь одна теорема, доказывающая, что при отражении луча света от зеркала угол падения равен углу отражения.

Оборона Сиракуз

Открытия Архимеда в сфере инженерного дела принесли ему наибольшую славу, которая перешагнула границы не только стран, но и столетий. Особенно ярко его инженерный гений проявился в 214 г. до н. э. при осаде его родных Сиракуз. Архимед уже разменял седьмой десяток лет. Это был один из величайших триумфов в жизни учёного. Здесь он проявил себя не только как изобретатель, но и как незаурядный строитель. Всем известно, что античные сооружения состояли из сплошных стен. Архимед вмонтировал в них бойницы и амбразуры, предназначенные для среднего и нижнего боя. Созданные им в мирное время боевые машины позволили оборонять Сиракузы от нападения Римлян в течение трёх лет.

Последние годы

Как видите, научная жизнь Архимеда была яркой и насыщенной. В последние годы он занимался вычислительно-астрономической деятельностью. Тит Ливий (римский писатель) называл его «единственным в своём роде наблюдателем звёзд и неба». И хотя до нас не дошло ни одно астрономическое сочинение Архимеда, можно не сомневаться в подлинности этой характеристики. О занятиях этим видом деятельности свидетельствуют и рассказ о созданной им астрономической сфере, и сочинение «Псаммит», где учёный пытается посчитать количество песчинок во Вселенной.

В сочинении исследователя есть момент, который можно отнести к категории «открытия Архимеда». Учёный первым в истории науки сопоставил две системы мира – гелиоцентрическую и геоцентрическую. Архимед писал: «Большинство астрономов считают, что мир – это шар, заключенный между центрами Земли и Солнца». Таким образом, он осознавал размеры мира и понимал, что тот конечен. Это и позволило исследователю довести свои расчёты до конца.

Заключение

На этом заканчивается биография Архимеда. Он предстал перед нами инженером, исследователем, теоретиком и популяризатором науки. Сочетание практического мышления с математическим талантом и организаторскими способностями было в то время редкостью. В историю науки Архимед вошёл как яркий пример исследователя, сумевшего гармонично соединить теорию с практикой. Несомненно, он является образцовым учёным, с которого надо брать пример другим поколениям исследователей. Предложенная Архимедом математическая физика не была всерьёз воспринята ни его потомками, ни учёными Средневековья. Если рассуждать об исследователях, опередивших время, то Архимед был среди них рекордсменом. Лишь в 16-17 веке европейские математики смогли осознать важность и значимость его научного вклада. С тех пор у древнегреческого учёного появилось много последователей-энтузиастов, горевших желанием доказать собственные теории конкретными завоеваниями. И сейчас, в память об этом гении, учёные, сделавшие открытие, повторяют тот же возглас, что и Архимед: «Эврика! Я нашёл».