Arhimede a fost, probabil, cel mai mare om de știință din lume – cu siguranță cel mai mare om de știință din epoca clasică.

A fost matematician, fizician, astronom, inginer, inventator și proiectant de arme. După cum vom vedea, el a fost un om care și-a depășit timpul și mult înaintea timpului său.

Arhimede s-a născut în orașul-stat grec Siracuza de pe insula Sicilia în aproximativ 287 î.Hr. Tatăl său, Phidias, era astronom.

Arhimede ar putea fi, de asemenea, legat de Hiero II, regele Siracuzei.

Ghid rapid – Cele mai mari realizări ale lui Arhimede

În secolul al III-lea î.Hr., Arhimede:

• a inventat științele mecanicii și hidrostaticii.

• a descoperit legile pârghiilor și scripetelor, care ne permit să deplasăm obiecte grele folosind forțe mici.

• a inventat unul dintre cele mai fundamentale concepte ale fizicii – centrul de greutate.

• calculat pi la cea mai precisă valoare cunoscută. Limita sa superioară pentru pi a fost fracțiunea 22⁄7. Această valoare era încă în uz la sfârșitul secolului al XX-lea, până când calculatoarele electronice au pus-o în sfârșit să se odihnească.

• a descoperit și a dovedit matematic formulele pentru volumul și suprafața unei sfere.

• a arătat cum exponenții ar putea fi folosiți pentru a scrie numere mai mari decât s-a crezut vreodată înainte.

• a demonstrat că pentru a multiplica numerele scrise ca exponenți, exponenții ar trebui să fie adunați împreună.

• matematicieni înfuriați care au încercat să-și replice descoperirile 18 secole mai târziu – nu au putut înțelege cum Arhimede a obținut rezultatele sale.

• i-au inspirat direct pe Galileo Galilei și Isaac Newton să investigheze matematica mișcării. Lucrările supraviețuitoare ale lui Arhimede (în mod tragic, multe s-au pierdut) au fost în cele din urmă tipărite în 1544. Leonardo da Vinci a avut norocul să vadă unele dintre lucrările copiate manual ale lui Arhimede înainte ca acestea să fie tipărite în cele din urmă.

• a fost unul dintre primii fizicieni matematici din lume, aplicând matematica sa avansată lumii fizice.

• a fost prima persoană care a aplicat lecții din fizică – cum ar fi legea pârghie – pentru a rezolva problemele din matematica pură.

• a inventat mașini de război, cum ar fi o catapultă extrem de precisă, care i-a oprit pe romani să cucerească Siracuza de ani de zile. Poate că a făcut acest lucru înțelegând matematica traiectoriei proiectilelor.

• a devenit faimos în lumea antică pentru mintea sa strălucitoare – atât de faimos încât nu putem fi siguri că tot ceea ce se spune că a făcut este adevărat. Un exemplu în acest sens, șurubul arhimedean sau cohlia este discutat mai jos. gol pe străzile Siracuzei strigând „Eureka”, însemnând „Am găsit-o”, după ce a realizat cum ar putea dovedi dacă coroana de aur a regelui avea argint în ea. / h4>

Primele zile și cultura greacă

Grecii antici au fost primii oameni care au făcut științe reale și au recunoscut știința ca disciplină de urmărit de dragul ei.

Deși alte culturi au făcut descoperiri științifice, acestea au fost făcute din motive temeinice practice, cum ar fi modul de a construi temple mai puternice sau de a prezice când cerurile ar fi potrivite pentru plantarea culturilor sau pentru a se căsători.

Astăzi, am descrie munca grecilor antici ca fiind o cercetare științifică a cerului albastru.

Au investigat lumea pentru pură plăcere de a adăuga la cunoștințele lor. Au studiat geometria pentru logica și frumusețea ei. Fără un scop practic în minte, Democrit a propus că toată materia era formată din particule minuscule numite atomi și că acești atomi nu puteau fi împărțiți în particule mai mici și se aflau în mișcare constantă și se ciocneau unul de altul. El a produs argumente logice pentru ideea sa.

Arhimede s-a născut în această cultură științifică greacă. În lucrarea sa The Sand Reckoner ne spune că tatăl său era astronom.

Arhimede și-a petrecut cea mai mare parte a vieții în Siracuza. În tinerețe, el a petrecut timp în orașul egiptean Alexandria, unde succesorul lui Alexandru cel Mare, Ptolemeu Lagides, a construit cea mai mare bibliotecă din lume.

Biblioteca din Alexandria, cu sălile sale de ședințe și sălile de curs, devenise punctul central al cărturarilor din lumea antică.

O parte din lucrarea lui Arhimede este păstrată în copii ale scrisori pe care le-a trimis de la Siracuza prietenului său Eratostene. Eratostene era conducătorul Bibliotecii din Alexandria și nu era el însuși un om de știință rău. El a fost prima persoană care a calculat cu precizie dimensiunea planetei noastre.

Scufundat în cultura științifică din Grecia Antică, Arhimede a înflorit într-una dintre cele mai bune minți ale noastre lumea a știut. El a fost Einstein al timpului său sau poate ar trebui să spunem că Einstein a fost Arhimede al timpului său.

Un matematician enervant aprinde curiozitatea departe în viitor

La două mii de ani după Arhimede „În timpul Renașterii și al anilor 1600, matematicienii s-au uitat din nou la opera sa.

Știau că rezultatele lui Arhimede erau corecte, dar nu puteau să-și dea seama cum le-a găsit marele om.

Arhimede a fost foarte frustrant, deoarece a dat indicii, dar nu a dezvăluit metodele sale complete. În adevăr, lui Arhimede îi plăcea să-i tachineze pe alți matematicieni. El le spunea răspunsul corect la probleme, apoi vedea dacă reușesc să rezolve singuri problemele.

O viață reală Indiana Jones Style Discovery

Misterul „matematicii lui Arhimede nu era” S-a rezolvat până în 1906, când profesorul Johan Heiberg a descoperit o carte în orașul Constantinopol, Turcia. (Orașul se numește acum, desigur, Istanbul.)

Cartea era o carte de rugăciune creștină scrisă în secolul al XIII-lea, când Constantinopolul era ultimul avanpost al Imperiului Roman. În zidurile Constantinopolului erau depozitate multe dintre marile opere ale Greciei Antice. Cartea găsită de Heiberg se numește acum Arhimede Palimpsest.

Heiberg a descoperit că rugăciunile cărții au fost scrise pe lângă matematică. Călugărul care a scris rugăciunile încercase să înlăture lucrarea matematică originală; au rămas doar urme slabe ale acestuia.

S-a dovedit că urmele matematicii erau de fapt copii ale operei lui Arhimede – o descoperire importantă. Textul lui Arhimede fusese copiat în secolul al X-lea.

Arhimede dezvăluit

Cartea conținea șapte tratate din Arhimede, inclusiv Metoda, care se pierduse de mai multe secole.

Arhimede scrisese Metoda pentru a dezvălui cum a făcut matematica. El l-a trimis la Eratostene pentru a fi cazat în Biblioteca din Alexandria. Arhimede a scris:

„Presupun că vor exista generații actuale și viitoare care pot folosi Metoda pentru a găsi teoreme pe care nu le-am descoperit.”

Și așa citind Metodă, matematicienii din secolul al XX-lea au aflat cât de departe era Arhimede și tehnicile pe care le-a folosit pentru a rezolva problemele. A rezumat seriile; și-a folosit descoperirile în fizică – legea pârghiei și cum să găsească centre de greutate – a descoperit noi teoreme în matematica pură și a folosit infinitesimale pentru a lucra la fel de aproape de calculul integral pe care l-ar obține oricine timp de 1.800 de ani.

Faimoasele descoperiri și invenții ale lui Arhimede

Șurubul arhimedian

Șurubul de apă este mai degrabă ca un tirbușon într-un tub gol. Poate trage apă din râu, lac sau fântână.

În mod tradițional, șurubul de apă sau cochlias s-a spus că ar fi fost i inventată de Arhimede.

Stephanie Dalley de la Universitatea din Oxford a descoperit scrieri cuneiforme asiriene din anul 680 î.Hr. intitulate Palatul fără rival care descrie ceea ce sună ca un șurub de apă care irigă grădinile din orașul Ninive din Mesopotamia ( Irak). Ea crede că aceste grădini au fost de fapt faimoasele grădini suspendate asociate odată cu Babilonul.

În culturile mesopotamiene, inventatorii au rămas anonimi sau invențiile lor au fost atribuite regelui care a plătit pentru lucrare. În cultura greacă, invențiile au fost atribuite inventatorului.

Este posibil ca numele lui Arhimede să fie legat de șurubul de apă, deoarece:

• dispozitivul a fost uitat după cucerirea Ninivei de babilonieni și Arhimede l-au inventat de la zero.

sau

• dispozitivul ar fi putut ajunge în Egipt, care se afla sub stăpânirea asiriană în 680 î.Hr. Arhimede ar fi putut să o vadă funcționând acolo patru secole mai târziu, când Egiptul se afla sub stăpânirea greacă. Este posibil să fi îmbunătățit mult șurubul de apă, făcându-l un dispozitiv mai ușor de utilizat, cu un angrenaj, mai degrabă decât unul rotit prin tractarea lanțurilor. Cu unelte, șurubul de apă ar fi putut fi folosit de fermieri individuali, mai degrabă decât de oamenii care își permiteau bandelor de lucru să tragă lanțuri.

sau

• pentru nici un motiv mai mare decât Arhimede a fost cel mai mare geniu al antichității.

Povestea coroanei de aur

Regele Hiero II a dat o sumă ponderată de aur unui meșter pentru a-i face o coroană. Coroana pe care a primit-o înapoi cântărea la fel, dar regele Hiero era suspicios. El a crezut că meșterul a furat niște aur și l-a înlocuit cu argint în coroană. Nu putea fi sigur, așa că a trimis după Arhimede și i-a explicat problema.

Arhimede știa că aurul este mai dens decât argintul, deci un cub de un centimetru de aur ar cântări mai mult de un cub de un centimetru. de argint.

Problema era că coroana avea o formă neregulată, așa că, deși greutatea ei era cunoscută, volumul ei nu era.

Se crede că Archimedes a măsurat cât de mult nivelul de apă într-o ceașcă a fost ridicată scufundând, de exemplu, un kilogram de aur în ea și comparând acest lucru cu un kilogram de argint.

Dacă am face această măsurare folosind echipamente moderne, am găsi 1 kg de aur ar crește nivelul apei cu 51,8 ml și 1 kg de argint cu 95,3 ml.

Deci, dacă coroana regelui Hiero ar cântări 1 kg și ar ridica nivelul apei cu 52 ml sau cam așa, atunci coroana ar fi aur pur. Dacă nivelul apei a crescut mai mult decât acesta, atunci o parte din aur a fost înlocuită cu argint.

Arhimede a descoperit că coroana era un amestec de aur și argint, ceea ce a fost o veste proastă pentru regele Hiero și chiar vești mai proaste pentru meșter!

Arhimede ar fi trebuit să aibă ideea de a rezolva această problemă în timp ce făcea baie, observând nivelul apei în mișcare pe măsură ce cobora și se ridica. Era atât de entuziasmat încât a sărit în sus și a fugit gol pe străzile din Siracuza strigând „Eureka”, adică „l-am găsit.” Se pare că chiar și acum mii de ani, oamenii de știință aveau reputația de a fi puțin nebuni!

Calculul lui Pi

π este numărul pe care îl obțineți atunci când împărțiți circumferința oricărui cerc la diametrul său.

Pentru a calcula aria sau circumferința unui cerc, trebuie să știți π.

Arhimede a fost intens interesat să calculeze proprietățile matematice ale solidelor curbate, cum ar fi cilindrii, sferele și conurile. Pentru a face acest lucru, el a dorit să afle mai multe despre π.

Acum știm că π este un număr irațional: 3.14159265358979 … numerele de după punctul zecimal nu urmează niciun model și nu se termină niciodată, deci o valoare exactă nu poate niciodată fi găsit.

Arhimede știa că circumferința unui cerc este egală cu 2 × π × r, unde r este raza cercului.

Iată cum a calculat Arhimede circumferința unui cerc de rază cunoscută și, prin urmare, a găsit π. Metoda sa se numește metoda epuizării, dezvoltată riguros cu aproximativ un secol mai devreme de unul dintre eroii lui Arhimede, Eudoxus din Cnid.

Arhimede și-a imaginat un cerc și, în mintea sa, a desenat un triunghi echilateral în interiorul său, cu fiecare punct al triunghiului atingând cercul. În afara cercului, a desenat un alt triunghi echilateral, cu fiecare parte atingând cercul.

El putea calcula cu ușurință perimetrul fiecărui triunghi și, prin urmare, știa că circumferința cercului era mai mare decât triunghiul interior și mai mică decât triunghiul exterior.

Apoi, folosind o formulă pe care a conceput-o pentru a calcula perimetrul unui poligon cu dublul numărului de laturi ale poligonului anterior, și-a repetat calculul, de data aceasta pentru un cerc cu un hexagon regulat în interior, și un hexagon regulat în afara acestuia. Hexagonele au închis cercul mai strâns decât triunghiurile, iar perimetrele lor erau mai aproape de circumferința reală a cercului.

În acest mod, Arhimede a strâns limitele pentru circumferința maximă și minimă a cercului.

poi, el și-a imaginat un cerc între două poligoane regulate cu 12 fețe, apoi două poligoane regulate cu 24 de fețe, apoi doi poligoane regulate cu 48 de fețe. În cele din urmă, Arhimede a calculat circumferința unui poligon regulat cu 96 de fețe în interiorul cercului său și a unui poligon regulat cu 96 de fețe în afara cercului său.

Un poligon normal cu 96 de fețe arată la fel ca un cerc, cu excepția cazului în care măriți cu o mărire mare.

Este acesta un poligon sau un cerc?

Deasupra este un poligon cu 90 de fețe. Are mai puține fețe decât poligonul cu 96 de fețe pe care l-a folosit Arhimede pentru calculul său.

Folosind poligonul cu 96 de fețe, Arhimede a descoperit că π era mai mare decât fracția 25344⁄8069 și mai mică decât fracția 29376⁄ 9347.

Pentru lumea în general, el a simplificat aceste numere, pierzând o cantitate mică de precizie, spunând că π a fost mai mare de 310⁄71 și mai mică de 31⁄7.

Dacă vom media cele mai bune limite superioare și inferioare ale lui Arhimede pentru π, ajungem să fie de 3,141868115 la nouă zecimale.Valoarea lui Arhimede a lui π diferă de valoarea de pe calculatorul dvs. cu mai puțin de 1 parte din 10.000.

De fapt, valoarea lui Arhimede a lui π de 31⁄7 (aceasta este adesea scrisă ca 22⁄7) a fost folosit pe scară largă până când a intrat într-o pensionare grațioasă în era noastră digitală.

Amintiți-vă că Arhimede nu a făcut efectiv măsurători pentru calculele sale. Nu ar fi putut fi niciodată suficient de precise. El a folosit puterea mentală pură pentru a calcula suprafețele implicate în fiecare situație.

Calculul volumului unei sfere

Arhimede a văzut dovada sa despre volumul unei sfere drept cea mai mare realizare personală a sa. Lucrarea sa este remarcabilă pentru similitudinea sa cu calculul modern.

Arhimede a dat instrucțiuni ca dovada sa să fie amintită pe piatra de mormânt.

Am plasat acest lucru ca articol separat aici:

Arhimede face cea mai mare descoperire

Numărul fiarei

Citiți despre modul în care Arhimede a inventat Numărul Bestiei, un număr atât de enorm încât universul vizibil nu este suficient de mare pentru a-l scrie în întregime.

Și toate acestea pentru că era sătul de oameni care spuneau că este imposibil să calculezi câte grăunte de nisip erau pe o plajă.

Am separat acest lucru într-o articol separat, pe care îl puteți citi aici:

Arhimede și numărul fiarei

Moarte și moștenire

Arhimede a murit în timpul cuceririi Siracuzei în 212 î.Hr. a fost ucis de un soldat roman.

El a fost îngropat într-un mormânt pe care era sculptată o sferă într-un cilindru. Aceasta a fost dorința lui, deoarece credea că cea mai mare realizare a sa a fost găsirea formulei pentru volumul unei sfere.

Mulți ani mai târziu, Cicero, guvernatorul roman al Siciliei, a căutat mormântul lui Arhimede.

El a descoperit că a crescut cu buruieni și tufe, pe care a ordonat să fie curățate.

Astăzi nu știm unde este mormântul lui Arhimede – a fost pierdut, probabil pentru totdeauna.

O mare parte din lucrarea sa s-a pierdut și pentru totdeauna, dar ceea ce știm despre ea ne lasă să ne temem de realizările sale.

La peste 300 de ani de la moartea lui Arhimede, istoricul Plutarh a spus despre el:

„El și-a plasat toată afecțiunea și ambiția în acele speculații mai pure în care nu poate exista nicio referire la nevoile vulgare ale vieții. ”

Arhimede a fost un mare om de știință practic, dar, mai presus de toate, a trăit la înălțimea etosului grecesc al cercetării cerului albastru. A lucrat la probleme matematice de dragul matematicii în sine, nu pentru a rezolva probleme practice. Destul de amuzant, toate descoperirile sale în matematică s-au dovedit a fi utile atât în mod practic cât și matematic.

Pe mormântul său, pe lângă sferă în cilindru, numele său a fost scris în greacă:

Distribuția noastră de personaje

• Arhimede a trăit în Grecia Antică. S-a născut în jurul anului 287 î.Hr. și a murit în 212 î.Hr.
• Democrit a trăit în Grecia Antică. S-a născut în jurul anului 460 î.Hr. și a murit în jurul anului 370 î.Hr.
• Eratostene a trăit în Grecia Antică. S-a născut în jurul anului 276 î.Hr. și a murit în jurul anului 194 î.Hr.
• Cicero a trăit în Imperiul Roman. S-a născut la 3 ianuarie 106 î.Hr. și a murit la 7 decembrie 43 î.Hr.
• Leonardo da Vinci a trăit în Italia. S-a născut la 15 aprilie 1452 și a murit la 2 mai 1519.
• Galileo Galilei a trăit în Italia. S-a născut la 15 februarie 1564 și a murit la 8 ianuarie 1642.
• Isaac Newton a trăit în Anglia. S-a născut la 25 decembrie 1642 și a murit la 20 martie 1727.
• Albert Einstein a trăit în Elveția, Germania și America. S-a născut la 14 martie 1879 și a murit la 18 aprilie 1955.

Autorul acestei pagini: Docul © © Toate drepturile rezervate.

Citează această pagină

Vă rugăm să utilizați următoarea citare conformă MLA:

Publicat de FamousScientists.org

Lecturi suplimentare
Stephanie Dalley și John Peter Oleson
Sennacherib, Arhimede și șurubul de apă: contextul invenției în lumea antică
Tehnologie și cultură Vol. 44, nr. 1, pp. 1-26, ianuarie 2003

Reviel Netz, William Noel
The Archimedes Codex: Revealing the Secretes of the World’s Greatest Palimpsest
Phoenix, 2008