кто это и когда жил, список изобретений и их история, чем прославился
Архимед – это известный древнегреческий ученый и инженер. Он родился в городе Сиракузы, расположенном на Сицилии. Всем известен знаменитый закон Архимеда. Тем не менее, далеко не каждый человек знает, что еще открыл за свою жизнь Архимед. Он сделал много важного в области геометрии и даже предвосхитил ряд идей математического анализа. К тому же ученый заложил базу гидростатики и механики.
Содержание
Кто такой Архимед
Архимед считается древнегреческим ученым, который сделал много открытий в физике и математике. Также исследователя считают выдающимся инженером. Он сделал много открытий в геометрии, механике и гидростатике. При этом изобретения ученого стали базой для последующего развития науки. Легенды об Архимеде стали появляться еще при жизни.
Многих людей интересует, когда родился ученый. Считается, он будущий исследователь появился на свет в 287 году до нашей эры. Он жил в городе Сиракузы – греческой колонии, расположенной на Сицилии.
Биография великого исследователя описывается в трудах Цицерона, Тита, Ливия и остальных авторов, которые жили позже. При этом оценить достоверность такой информации весьма сложно. Считается, что образование Архимед получал в Александрии Египетской. В течение нескольких веков этот город считался научным и культурным центром древней цивилизации. После получения образования будущий ученый возвратился в Сиракузы и прожил там до самой смерти.
Изобретения Архимеда
За свою жизнь исследователь сделал очень много важных открытий. Каждое из них внесло существенный вклад в развитие науки.
Закон Архимеда
Архимед прославился своим важным открытием в области физики. Всем известно, что оно называлось законом Архимеда. Согласно открытию ученого, на любое тело, опущенное в жидкость, производит давление выталкивающая сила. Она направляется кверху и по величине равняется весу жидкости, вытесненной при помещении тела в такую среду. При этом плотность жидкости значения не имеет.
Существует миф, что сделать важное физическое открытие ученому помогла ванна. Согласно этой легенде, исследователь во время купания немного поднял ногу и обратил внимание, что в воде она весит меньше. В результате его посетило настоящее озарение. Такая ситуация действительно имела место, однако она позволила придумать закон удельного веса металлов, а не закон Архимеда, как считают многие.
Архимедов винт
В 200 годы до нашей эры главной сферой деятельности людей было сельское хозяйство. При этом фермеры сталкивались с серьезными проблемами орошения. Потому Архимед придумал специальный винт. Конструкция могла приводиться во вращение вручную или посредством ветряной мельницы. Сооружение собирало воду и двигало ее через корпус, пока она не попадала в канавки для орошения полей. Эта конструкция и сейчас применяется в промышленности.
Железный коготь
Изобретатель известен созданием военных машин для Сиракуз. В частности, он сделал важное устройство под названием Железный коготь. Сооружение ставилось на стены города и позволяло захватывать и топить приближающиеся к ней суда.
Одометр
Архимеду приписывают создание первого одометра или как минимум механический способ определения пройденного расстояния. По мнению Витрувия, Архимед создал устройство, которое крепилось к тачке. По мере движения объекта вперед сооружение бросало камни в контейнер. При этом каждый из них представлял собой определенное расстояние. В конце пути можно было подсчитать камешки и определить дистанцию, которая была преодолена.
Система шкивов
Архимед не изобрел шкив. Однако ученому удалось усовершенствовать существующие на тот момент конструкции. Он показал, что колесо, которое опиралось на веревку, могло использоваться как способ передачи энергии. Это обеспечивало оператору механическое преимущество. Архимед улучшил технологию, чтобы получить систему блоков и захватов. При этом он применял составные шкивы и краны.
Закон рычага
Ученого считают изобретателем рычага. Ему поручили спустить на воду крупный корабль, поскольку это не удавалось сделать при помощи стандартной рабочей силы. В результате Архимед придумал рычажный механизм и серию шкивов. Если оглянуться назад, ученый был не первым. Однако ему удалось впервые описать физические принципы устройства и улучшить его дизайн.
Геометрия форм
В работах Плутарха сказано, что Архимед не слишком ценил собственные открытия в сфере механики. Значительно больше внимания он уделял физическим и математическим теориям и доказательствам. Именно этот ученый считается первым, кому удалось создать формулу для определения площади поверхности сферы конкретного радиуса.
Катапульты, баллисты и скорпионы
В период осады Сиракуз ученый создал артиллерию, которая охватывала множество диапазонов. Пока вражеские суда находились на значительном расстоянии, стрельба велась из баллист и катапульт. При этом корабли врагов забрасывались крупными бревнами и камнями. В случае приближения кораблей к крепостным стенам для штурма они сталкивались с настоящим потоком стрел из так называемых скорпионов. Этим словом назывались катапульты небольших размеров. Они метали дротики, изготовленные из стали.
Нужно сказать, что именно Архимеду принадлежит идея создания бойниц. Это стало настоящей новинкой в военном деле. Это позволяло лучникам стрелять по врагам из небольших отверстий. Как следствие, римляне не могли подступиться к стенам города. Если же войска все-таки приближались, они несли значительные потери.
Если рассматривать изобретения с исторической точки зрения, Архимед не был первым создателем перечисленных конструкций. Однако он внес в них много усовершенствований, сделав значительно точнее, и успешно применял сооружения в оборонных целях.
Поджигающие зеркала
Эта разработка стала настоящим прорывом по тем временам. Ученый догадался, что корабли врагов можно сжигать, используя энергию солнца. В отдельных материалах его разработку называют «лучами смерти».
Изобретение удалось оценить, когда римляне расположились неподалеку от Сиракуз. Ученый много знал об оптике, а потому мог сделать выпуклые зеркала. Считается, что это была целая система зеркал. Все элементы конструкции направлялись в одно место, чтобы сфокусировать лучи. Предполагается, что система включала 24 зеркала, которые объединялись в одну раму и крутились при помощи шарниров. При этом углы поворота постоянно менялись.
В действительности до конца не известно, для какой цели ученый пользовался зеркалами. При этом считается, что он планировал ими не сжигать флот, а слепить лучников. Также существует версия, по которой на суда катапультами бросали особые снаряды. Затем их поджигали, используя зеркала.
В 1973 году греческий исследователь Ионнис Саккас решил проверить разработку великого ученого. Потому он решил провести эксперимент. В ходе опыта исследователя 60 моряков удерживали 70 зеркал с покрытием из меди. Их размеры составляли 1,5х1 метр. Эти конструкции направлялись на макет корабля, изготовленный из фанеры. Он располагался на расстоянии 50 метров. Зеркала без труда подожгли макет. Это продемонстрировало практическую возможность применения изобретения Архимеда.
Планетарий Архимеда
Позже римлянам все же удалось захватить Сиракузы, используя подкуп. Предатели открыли захватчикам ворота. При этом Архимед был убит. Впоследствии Цицерон описал возвращение римлян домой. Среди выигранных римлянами трофеев был планетарий, придуманный Архимедом. Он показывал перемещение 5 планет и затмения. Сооружение демонстрировало движение звезд вокруг Земли. Оно отражало затмения Луны и Солнца, а также показывало их перемещение по эклиптике.
Архимед по праву считается великим древнегреческим ученым, который сделал много важных открытий и изобретений. Благодаря этому исследователю удалось внести значимый вклад в развитие науки и техники.
Сказка об учёном Архимеде, который стоил целой армии
Другие научные сказки Ник. Горькавого печатались в журнале «Наука и жизнь» в 2010—2013 годах.
Доменико Фетти. Архимед размышляет. 1620 год. Картина из Галереи старых мастеров, Дрезден.
Эдуард Вимон. Смерть Архимеда. 1820-е годы.
Гробница Архимеда в Сиракузах. Фото: Codas2.
Остров Ортигия, исторический центр Сиракуз, родного города Архимеда. У этих берегов Архимед сжёг и потопил римские галеры. Фото: Marcos90.
Греческий театр в Сиракузах. Фото: Victoria|photographer_location_London, UK.
Архимед переворачивает Землю с помощью рычага. Старинная гравюра. 1824 год.
Шар, вписанный в цилиндр. Автор иллюстрации Андре Карвас.
Изображение Архимеда на золотой медали Филдса — высшей награде среди математиков. Надпись на латыни: «Transire suum pectus mundoque potiri» — «Превзойти свою человеческую ограниченность и покорить Вселенную». Фото Стефана Захова.
‹
›
Открыть в полном размере
Каждая новая сказка писателя и астрофизика, доктора физико-математических наук Николая Николаевича Горькавого (Ник. Горькавого) — это рассказ о том, как совершались важные открытия в той или иной области науки. И неслучайно героями его научно-популярных романов и сказок стали принцесса Дзинтара и её дети — Галатея и Андрей, ведь они из породы тех, кто стремится «всё знать». Истории, рассказанные Дзинтарой детям, вошли в сборник «Звёздный витамин». Он оказался таким интересным, что читатели потребовали продолжения. Предлагаем вам ознакомиться с некоторыми сказками из будущего сборника «Создатели времён». Перед вами — первая публикация.
Величайший учёный античного мира древнегреческий математик, физик и инженер Архимед (287—212 годы до н.
Каменные дома горожан обступали дворец царя Сиракуз Гиерона II, высокие стены защищали город от врагов. Жители любили собираться на стадионах, где состязались бегуны и метатели диска, и в банях, где не просто мылись, а отдыхали и обменивались новостями.
В тот день в банях на главной площади города было шумно — смех, крики, плеск воды. Молодёжь плавала в большом бассейне, а люди почтенного возраста, держа в руках серебряные кубки с вином, вели неспешную беседу на удобных ложах. Солнце заглядывало во внутренний дворик бань, освещая проём двери, ведущей в отдельную комнату. В ней, в небольшом бассейне, похожем на ванну, сидел в одиночестве человек, который вёл себя совсем не так, как другие.
Началось с того, что царь Гиерон II пригласил Архимеда к себе во дворец, налил ему лучшего вина, спросил про здоровье, а потом показал золотую корону, изготовленную для правителя придворным ювелиром.
— Я не разбираюсь в ювелирном деле, но разбираюсь в людях, — сказал Гиерон. — И думаю, что ювелир меня обманывает.
Царь взял со стола слиток золота.
— Я дал ему точно такой же слиток, и он сделал из него корону. Вес у короны и слитка одинаковый, мой слуга проверил это. Но меня не оставляют сомнения, не подмешано ли в корону серебро? Ты, Архимед, самый великий учёный Сиракуз, и я прошу тебя это проверить, ведь, если царь наденет фальшивую корону, над ним будут смеяться даже уличные мальчишки…
Правитель протянул корону и слиток Архимеду со словами:
— Если ты ответишь на мой вопрос, то оставишь золото себе, но я всё равно буду твоим должником.
Архимед взял корону и слиток золота, вышел из царского дворца и с тех пор потерял покой и сон. Уж если он не сможет решить эту задачу, то и никто не сможет. Действительно, Архимед был самым известным учёным Сиракуз, учился в Александрии, дружил с главой Александрийской библиотеки, математиком, астрономом и географом Эратосфеном и другими великими мыслителями Греции. Архимед прославился множеством открытий в математике и геометрии, заложил основы механики, на его счету несколько выдающихся изобретений.
Озадаченный учёный пришёл домой, положил корону и слиток на чаши весов, поднял их за середину и убедился, что вес у обоих предметов одинаковый: чаши покачивались на одном уровне. Плотность чистого золота была Архимеду известна, предстояло узнать плотность короны (вес, делённый на объём). Если в короне есть серебро, её плотность должна быть меньше плотности золота. А раз веса` короны и слитка совпадают, то объём фальшивой короны должен быть больше объёма золотого слитка. Объём слитка измерить можно, но как определить объём короны, в которой столько сложных по форме зубцов и лепестков? Вот эта проблема и мучила учёного. Он был прекрасным геометром, например, решил сложную задачу — определение площади и объёма шара и описанного вокруг него цилиндра, но как найти объём тела сложной формы? Нужно принципиально новое решение.
В баню Архимед пришёл, чтобы смыть с себя пыль жаркого дня и освежить уставшую от размышлений голову. Обычные люди, купаясь в бане, могли болтать и жевать инжир, а Архимеда мысли о нерешённой задаче не оставляли ни днём, ни ночью. Его мозг искал решение, цепляясь за любую подсказку.
Архимед снял хитон, положил его на лавку и подошёл к маленькому бассейну. Вода плескалась в нём на три пальца ниже края. Когда учёный погрузился в воду, её уровень заметно поднялся, и первая волна даже выплеснулась на мрамор пола. Учёный прикрыл глаза, наслаждаясь приятной прохладой. Мысли об объёме короны привычно кружились в голове.
Вдруг Архимед почувствовал, что случилось что-то важное, но не мог понять — что. Он с досадой открыл глаза. Со стороны большого бассейна доносились голоса и чей-то горячий спор — кажется, о последнем законе правителя Сиракуз. Архимед замер, пытаясь осознать, что же всё-таки произошло? Он осмотрелся вокруг: вода в бассейне не доставала до края всего на один палец, а ведь когда он входил в воду, уровень её был ниже.
Архимед встал и вышел из бассейна. Когда вода успокоилась, она вновь оказалась на три пальца ниже края. Учёный снова забрался в бассейн — вода послушно поднялась. Архимед быстро оценил размер бассейна, вычислил его площадь, потом умножил на изменение уровня воды. Получилось, что объём воды, вытесненной его телом, равен объёму тела, если принять, что плотности воды и человеческого тела почти одинаковы и каждый кубический дециметр, или кубик воды со стороной в десять сантиметров, можно приравнять к килограмму веса самого учёного. Но при погружении тело Архимеда потеряло в весе и плавало в воде. Каким-то таинственным образом вода, вытесненная телом, отобрала у него вес…
Архимед понял, что он на верном пути, — и вдохновение понесло его на своих могучих крыльях. Можно ли применить найденный закон об объёме вытесненной жидкости к короне? Конечно! Надо опустить корону в воду, измерить увеличение объёма жидкости, а потом сравнить с объёмом воды, вытесняемой золотым слитком. Задача решена!
Согласно легенде, Архимед с победным криком «Эврика!», что значит по-гречески «Нашёл!», выскочил из бассейна и, забыв надеть хитон, помчался домой. Надо было срочно проверить своё решение! Он бежал по городу, а жители Сиракуз приветственно махали ему руками. Всё-таки не каждый день открывается важнейший закон гидростатики и не каждый день можно увидеть голого человека, бегущего по центральной площади Сиракуз.
На следующий день царю доложили о приходе Архимеда.
— Я решил задачу, — сказал учёный. — В короне действительно много серебра.
— Как ты это узнал? — поинтересовался правитель.
— Вчера, в банях, я догадался, что тело, которое погружается в бассейн с водой, вытесняет объём жидкости, равный объёму самого тела, и теряет при этом в весе. Вернувшись домой, я провёл множество опытов с чашами весов, погружёнными в воду, и доказал, что тело в воде теряет в весе ровно столько, сколько весит вытесненная им жидкость. Поэтому человек может плавать, а золотой слиток — нет, но всё равно в воде он весит меньше.
— И как же это доказывает наличие серебра в моей короне? — спросил царь.
— Вели принести чан с водой, — попросил Архимед и достал весы. Пока слуги тащили чан в царские покои, Архимед положил на весы корону и слиток. Они уравновесили друг друга.
— Если в короне есть серебро, то объём короны больше, чем объём слитка. Значит, при погружении в воду корона потеряет в весе больше и весы изменят своё положение, — сказал Архимед и осторожно погрузил обе чаши весов в воду.
— Ты поистине великий учёный! — воскликнул царь. — Теперь я смогу заказать себе новую корону и проверить — настоящая она или нет.
Архимед спрятал в бороде усмешку: он понимал, что закон, открытый им накануне, гораздо ценнее тысячи золотых корон.
Закон Архимеда остался в истории навсегда, им пользуются при проектировании любых кораблей. Сотни тысяч судов бороздят океаны, моря и реки, и каждое из них держится на поверхности воды благодаря силе, открытой Архимедом.
Когда Архимед состарился, его размеренные занятия наукой неожиданно закончились, впрочем как и спокойная жизнь горожан, — быстро растущая Римская империя решила завоевать плодородный остров Сицилию.
В 212 году до н.э. огромный флот галер, набитых римскими воинами, подошёл к острову. Преимущество в силе римлян было очевидным, и командующий флотом нисколько не сомневался, что Сиракузы будут захвачены очень быстро.
Римский полководец не растерялся и скомандовал капитанам своего флота:
— Подойдите к самым стенам города! На близком расстоянии катапульты будут нам не страшны, а лучники смогут прицельно стрелять.
Когда флот с потерями прорвался к городским стенам и приготовился его штурмовать, римлян ждал новый сюрприз: теперь уже лёгкие метательные машины забросали их градом ядер. Спускаемые крюки мощных подъёмных кранов цепляли римские галеры за носы и поднимали их в воздух. Галеры переворачивались, падали вниз и тонули.
Знаменитый историк древности Полибий писал о штурме Сиракуз: «Римляне могли бы быстро овладеть городом, если бы кто-либо изъял из среды сиракузцев одного старца». Этим старцем был Архимед, который сконструировал метательные машины и мощные подъёмные краны для защиты города.
Быстрый захват Сиракуз не получился, и римский полководец дал команду отступить. Сильно поредевший флот отошёл на безопасное расстояние. Город стойко держался благодаря инженерному гению Архимеда и мужеству горожан. Лазутчики донесли римскому полководцу имя учёного, который создал столь неприступную оборону. Полководец решил, что после победы нужно заполучить Архимеда как самый ценный военный трофей, ведь он один стоил целой армии!
День за днём, месяц за месяцем мужчины дежурили на стенах, стреляли из луков и заряжали катапульты тяжёлыми камнями, которые, увы, не достигали цели. Мальчишки подносили солдатам воду и еду, но воевать им не давали — малы ещё!
Архимед был стар, он, как и дети, не мог стрелять из лука так далеко, как молодые и сильные мужчины, но у него был могучий мозг. Архимед собрал мальчишек и спросил их, показывая на вражеские галеры:
— Хотите уничтожить римский флот?
— Мы готовы, говори, что делать!
Мудрый старец объяснил, что придётся серьёзно поработать. Он велел каждому мальчишке взять большой медный лист из уже приготовленной стопы и положить его на ровные каменные плиты.
— Каждый из вас должен отполировать лист так, чтобы он сиял на солнце, как золотой. И тогда завтра я покажу вам, как потопить римские галеры. Работайте, друзья! Чем лучше вы сегодня отполируете медь, тем легче нам будет завтра воевать.
— А мы сами будем воевать? — спросил маленький кудрявый мальчуган.
— Да, — твёрдо сказал Архимед, — завтра вы все будете на поле боя наравне с воинами. Каждый из вас сможет совершить подвиг, и тогда о вас будут складывать легенды и песни.
Трудно описать энтузиазм, который охватил мальчишек после речи Архимеда, и они энергично взялись надраивать свои медные листы.
Назавтра, в полдень, солнце обжигающе пылало в небе, а римский флот неподвижно стоял на якорях на внешнем рейде. Деревянные борта вражеских галер разогрелись на солнце и сочились смолой, которую использовали для защиты кораблей от протечек.
На крепостных стенах Сиракуз, там, куда не доставали вражеские стрелы, собрались десятки подростков. Перед каждым из них стоял деревянный щит с отполированным медным листом. Опоры щита были сделаны так, что лист меди можно было легко поворачивать и наклонять.
— Вот сейчас мы и проверим, как хорошо вы отполировали медь, — обратился к ним Архимед. — Надеюсь, все умеют пускать солнечные зайчики?
Архимед подошёл к маленькому кудрявому мальчику и сказал:
— Поймай своим зеркалом солнце и направь солнечный зайчик в середину борта большой чёрной галеры, как раз под мачтой.
Мальчишка бросился выполнять указание, а воины, столпившиеся на стенах, удивлённо переглянулись: что ещё затеял хитрец Архимед?
Учёный остался доволен результатом — на боку чёрной галеры появилось световое пятно. Тогда он обратился к остальным подросткам:
— Наведите свои зеркала в то же место!
Заскрипели деревянные опоры, загремели медные листы — стая солнечных зайчиков сбежалась к чёрной галере, и её бок стал наливаться ярким светом. На палубы галер высыпали римляне — что происходит? Вышел главнокомандующий и тоже уставился на сверкающие зеркала на стенах осаждённого города. Боги Олимпа, что ещё придумали эти упрямые сиракузцы?
Архимед инструктировал своё воинство:
— Не спускайте глаз с солнечных зайчиков — пусть они всё время будут направлены в одно место.
Не прошло и минуты, как от сияющего пятна на борту чёрной галеры повалил дым.
— Воды, воды! — закричали римляне. Кто-то бросился черпать забортную воду, но дым быстро сменился пламенем. Сухое просмолённое дерево прекрасно горело!
— Переведите зеркала на соседнюю галеру справа! — скомандовал Архимед.
Считаные минуты — и соседняя галера тоже занялась огнём. Римский флотоводец вышел из оцепенения и приказал сниматься с якоря, чтобы отойти подальше от стен проклятого города с его главным защитником Архимедом.
Сняться с якорей, посадить гребцов на вёсла, развернуть огромные корабли и отвести их в море на безопасное расстояние — дело не быстрое. Пока римляне суматошно бегали по палубам, задыхаясь от удушливого дыма, юные сиракузцы переводили зеркала на новые корабли. В суматохе галеры подходили друг к другу так близко, что огонь перекидывался с одного судна на другое. Спеша отплыть, некоторые корабли развернули паруса, которые, как оказалось, горели ничуть не хуже смоляных бортов.
Вскоре сражение было окончено. На рейде догорало множество римских кораблей, а остатки флота отступили от стен города. Среди юного воинства Архимеда потерь не было.
— Слава великому Архимеду! — кричали восхищённые жители Сиракуз и благодарили и обнимали своих детей. Могучий воин в блестящих доспехах крепко пожал руку кудрявому мальчику. Его маленькая ладонь была покрыта кровавыми мозолями и ссадинами от полировки медного листа, но он даже не поморщился при рукопожатии.
— Молодец! — уважительно сказал воин. — Этот день сиракузцы запомнят надолго.
Прошло два тысячелетия, а этот день остался в истории, и запомнили его не только сиракузцы. Жители разных стран знают удивительную историю о сожжении Архимедом римских галер, но он один ничего бы не сделал без своих юных помощников. Кстати, совсем недавно, уже в ХХ веке нашей эры, учёные провели эксперименты, которые подтвердили полную работоспособность древнего «сверхоружия», изобретённого Архимедом для защиты Сиракуз от захватчиков. Хотя есть историки, считающие это легендой…
— Эх, жаль, меня там не было! — воскликнула Галатея, внимательно слушавшая вместе с братом вечернюю сказку, которую рассказывала им мать — принцесса Дзинтара. Та продолжила читать книгу:
— Потеряв надежду захватить город с помощью оружия, римский полководец прибег к старому испытанному способу — подкупу. Он нашёл в городе предателей, и Сиракузы пали. Римляне ворвались в город.
— Найдите мне Архимеда! — приказал командующий. Но солдаты, опьянённые победой, плохо понимали, чего он от них хочет. Они врывались в дома, грабили и убивали. Один из воинов выбежал на площадь, где работал Архимед, рисуя на песке сложную геометрическую фигуру. Солдатские башмаки затоптали хрупкий рисунок.
— Не тронь моих чертежей! — грозно сказал Архимед.
Римлянин не узнал учёного и в гневе ударил его мечом. Так погиб этот великий человек.
Известность Архимеда была столь велика, что книги его часто переписывали, благодаря чему ряд трудов сохранился до нашего времени, несмотря на пожары и войны двух тысячелетий. История дошедших до нас книг Архимеда нередко была драматической. Известно, что в XIII веке какой-то невежественный монах взял книгу Архимеда, написанную на прочном пергаменте, и смыл формулы великого учёного, чтобы получить чистые страницы для записи молитв. Прошли века, и этот молитвенник попал в руки других учёных. Они с помощью сильной лупы исследовали его страницы и различили следы стёртого драгоценного текста Архимеда. Книга гениального учёного была восстановлена и напечатана большим тиражом. Теперь она уже никогда не исчезнет.
Архимед был настоящим гением, сделавшим множество открытий и изобретений. Он опередил своих со-временников даже не на века — на тысячелетия.
В книге «Псаммит, или Исчисление песчинок» Архимед пересказал смелую теорию Аристарха Самосского, согласно которой в центре мира расположено большое Солнце. Архимед писал: «Аристарх Самосский … полагает, что неподвижные звёзды и Солнце не меняют своего места в пространстве, что Земля движется по окружности около Солнца, находящегося в его центре…» Архимед считал гелиоцентрическую теорию Самосского убедительной и использовал её, чтобы оценить размеры сферы неподвижных звёзд. Учёный даже построил планетарий, или «небесную сферу», где можно было наблюдать движение пяти планет, восход солнца и луны, её фазы и затмения.
Правило рычага, которое открыл Архимед, стало основой всей механики. И хотя рычаг был известен до Архимеда, он изложил его полную теорию и успешно применил её на практике. В Сиракузах он в одиночку спустил на воду новый многопалубный корабль царя Сиракуз, используя хитроумную систему блоков и рычагов. Именно тогда, оценив всю мощь своего изобретения, Архимед воскликнул: «Дайте мне точку опоры, и я переверну мир».
Неоценимы достижения Архимеда в области математики, которой, по словам Плутарха, он был просто одержим. Его главные математические открытия относятся к математическому анализу, где идеи учёного легли в основу интегрального и дифференциального исчисления. Огромное значение для развития математики имело вычисленное Архимедом отношение длины окружности к диаметру. Архимед дал приближение для числа π (Архимедова числа):
Своим наивысшим достижением учёный считал работы в области геометрии и, прежде всего, расчёт шара, вписанного в цилиндр.
— Что за цилиндр и шар? — спросила Галатея. — Почему он так ими гордился?
— Архимед сумел показать, что площадь и объём сферы относятся к площади и объёму описанного цилиндра как 2:3.
Дзинтара поднялась и сняла с полки модель земного шара, который был впаян внутрь прозрачного цилиндра так, что соприкасался с ним на полюсах и на экваторе.
— Я с детства люблю эту геометрическую игрушку. Посмотрите, площадь шара равна площади четырёх кругов такого же радиуса или площади боковой стороны прозрачного цилиндра. Если добавить площади основания и верха цилиндра, то получится, что площадь цилиндра в полтора раза больше площади шара внутри него. То же самое соотношение выполняется для объёмов цилиндра и шара.
Архимед был восхищён полученным результатом. Он умел ценить красоту геометрических фигур и математических формул — именно поэтому не катапульта и не горящая галера украшают его могилу, а изображение шара, вписанного в цилиндр. Таково было желание великого учёного.
7 удивительных изобретений Архимеда
Архимед — один из величайших мыслителей в истории. Он был проницателен как в философии, так и в искусстве, активно занимался математикой и физикой и был признан одним из величайших инженеров своего времени. Его наследие живет в современную эпоху благодаря историческим отчетам о его бесчисленных изобретениях и открытиях, сделанных 2000 лет назад.
Давайте рассмотрим 7 изобретений, за которые отвечал Архимед.
Одной из основных забот фермеров в доиндустриальном обществе была необходимость орошения своих земель, что было серьезной проблемой во времена, когда еще не было сложных насосных систем. В разных культурах были разные способы справиться с этим. Одним из решений, введение которого в Древнюю Грецию приписывают Архимеду, был водяной винт или винтовой насос, который сегодня более известен как винт Архимеда.
Источник: Wikimedia/Carlito. Когда вся установка вращалась, вода поднималась внутри спиральной трубы на большую высоту.
Конструкция этого устройства была настолько полезной, что его даже перенесли в другие отрасли, где его использовали для перемещения легких материалов, таких как зерно, в сельскохозяйственные силосы и из них.
Принцип Архимеда
Архимеду приписывают открытие принципа плавучести, также известного как принцип Архимеда. В нем говорится, что на тело, полностью или частично погруженное в покоящуюся жидкость, действует направленная вверх или выталкивающая сила, и что величина этой силы равна весу жидкости, вытесненной телом.
История гласит, что Архимед открыл этот принцип после того, как царь поручил ему выяснить, была ли сделанная для него корона чистым золотом или она содержала другие металлы. Архимед понял, что если он возьмет кусок золота, весящий столько же, сколько золотая корона, то два предмета должны вытеснить одинаковое количество воды, независимо от формы.
Самый популярный
Если бы ювелир, изготовивший корону, заменил часть золота более дешевым металлом, корона вытеснила бы больше воды.
Согласно легенде, Архимед использовал эту идею, чтобы доказать, что ювелир выманил у короля законное количество золота в короне.
Рассказы о том, как Архимед на самом деле смог обнаружить, что корона не из чистого золота, расходятся.
Железный Коготь
Архимед особенно известен созданием военных машин для своего родного штата Сиракузы во время Пунических войн. Одно известное устройство называлось «Железный коготь», также известное как «Коготь Архимеда».
Считалось, что эта машина была установлена на обращенных к морю стенах города Сиракузы, чтобы защитить город от морского десанта. Об устройстве известно только из фрагментов исторических отчетов, но считалось, что это был какой-то кран с крюком на одном конце, который мог частично поднимать атакующие корабли из воды, а затем либо вызывать корабль перевернуться или внезапно уронить его. Его также могли сбросить на вражеские корабли, чтобы заставить их развернуться и уничтожить себя..
Одометр
Архимеду также приписывают первую идею одометра или, по крайней мере, механического метода отслеживания пройденного расстояния.
Римский инженер Маркус Витрувий Поллион (80/70 г. до н.э.-15 г. до н.э.) написал отчет об этой идее, которую он приписал Архимеду. Одометр основывался на идее, что каждый раз, когда колесо вращается, оно проходит свою собственную окружность. В одометре могло использоваться большое колесо известной окружности вместе с рядом шестерен.
Теория состоит в том, что у шестерни на приводном валу был только один зуб, а у шестерни, удерживающей коробку с камешками, были дополнительные зубья. Каждый раз, когда колесо колесницы совершает полный оборот, камешковая шестерня перемещается на одну ступеньку. После того, как колесо сделало оборотов, равных одной миле, шестеренка с камушками сместилась бы так, что отверстие, выходящее из ящика для камешков, совпало с отверстием под шестерней, и камешек упал бы в ведро. Подсчет камешков мог сказать вам, сколько миль было пройдено. Каждый упавший шарик представляет собой пройденную милю.
Система шкивов
Архимед не изобретал шкив, но он разработал различные системы составных шкивов, улучшив существующие технологии того времени. Он ясно продемонстрировал, что колесо, поддерживаемое веревкой, можно использовать в качестве метода передачи энергии, предоставляя оператору механическое преимущество в этом процессе.
Источник: Эрик Габа/Викимедиа Архимед разработал эффективную систему блоков и талей, позволяющую морякам использовать рычаги для подъема тяжелых предметов.
Закон рычага
Архимеду также приписывают поиск новых применений рычага. Предположительно, великий изобретатель однажды сказал: «Дайте мне точку опоры и рычаг достаточной длины, и я переверну Землю». На что ему было предложено доказать это.
В одной истории ему поручили запустить самый большой корабль Сиракуз. Говорят, что Архимед принял эту задачу и использовал массивный рычажный механизм вместе с рядом шкивов, чтобы спустить на воду только что построенный корабль.
Хотя Архимед не был первым, кто придумал рычажный механизм, он точно описал лежащую в его основе физику и объяснил соотношения силы, нагрузки и того, как точка опоры взаимодействует с возможностями рычага.
Геометрия форм
Римский историк Плутарх писал, что Архимед не высоко ценил свои механические изобретения. Скорее, он гораздо больше гордился своими доказательствами и теориями в области физики и математики. Великому инженеру приписывают доказательство того, что площадь круга равна π, умноженному на квадрат радиуса круга. Он также доказал, что площадь, ограниченная параболой и прямой линией, в 4/3 раза больше площади соответствующего вписанного треугольника.
Как вы, вероятно, можете понять из этого краткого списка, изобретатель внес значительный вклад в разъяснение ранней физики, математики, механического проектирования и даже искусства. Возможно, он был величайшим эрудитом из когда-либо живших и по праву заслуживает своего места в учебниках истории.
Для вас
Инновации
От альпинистских роботов и искусственного интеллекта до виртуальных строительных миров, компания Interest Engineering посетила лабораторию Oracle в Великобритании, чтобы изучить будущее строительных технологий.
Саде Агард | 24.01.2023
healthExplainer: Показатели выживаемости от рака выше, чем когда-либо прежде. Вот почему
Бритни Граймс| 11.11.2022
наука Поведение темной материи может противоречить нашей лучшей теории Вселенной
Пол Ратнер| 27. 07.2022
Больше историй
Инновация
Больше конечностей? Вскоре у нас может появиться третий робот-манипулятор
Лукия Пападопулос| 03.03.2023
инновации
Билл Гейтс обвиняет людей в том, что ИИ Microsoft Bing выглядит «глупо»
Баба Тамим| 03.03.2023
инновации
Новая электронная кожа позволит роботам ощущать прикосновения и окружающую среду
Лукия Пападопулос| 03.03.2023
Архимед, первый великий инженер в истории
ДОРИ ГАСКЕНЬЯ ЛОПЕС | Tungsteno
Плодовитый изобретатель, инженер-механик и военный стратег, а также пионер науки — история его жизни могла бы составить большую сагу телевизионной фантастики. Архимед (287 г. до н. э. – 212 г. до н. э.) прожил большую часть своей жизни в Сиракузах, на острове Сицилия, который в то время принадлежал Греции и в конце концов подвергся римской осаде во время Второй Пунической войны. Здесь закончилась жизнь Архимеда и началась его легенда, сделавшая его мифической фигурой науки и техники.
Этот персонаж уже был загадкой для тех римских историков, которые составляли его работу спустя десятилетия после его смерти (Плутарх, Диодор, Тит Ливий…), поэтому легко понять, что сегодня трудно отличить миф от реальности . То, что дошло до нас относительно фигуры Архимеда, представляет собой смесь прямой информации из его сочинений в сочетании со ссылками великих историков на его жизнь и творчество.
Три рукописи хранят тексты оригинальных трактатов Архимеда на греческом языке. Третий, кодекс, содержащий Archimedes Palimpsest был продан в Нью-Йорке за 2 миллиона долларов на аукционе Christie’s в 1998 году. потерян на несколько тысячелетий и находился в сложной сохранности. В настоящее время он доступен каждому в цифровом формате благодаря проекту Archimedes Palimpsest Project.
Палимпсест Архимеда X века содержит единственные известные копии Метод механических теорем и о плавающих телах . Предоставлено: Художественный музей Уолтерса.
Неизвестный инженер
Как инженеру история приписывает ему изобретение инструментов, таких как рычаг или винт Архимеда, и военных машин, таких как катапульта , тепловой луч или Коготь Архимеда, но его письменные наследие не упоминает об этих изобретениях. Несомненно то, что Архимед был человеком науки и также высоко ценился при дворе царя Гиерона II, у которого он был близким советником и с которым он работал над военной стратегией . По мнению некоторых экспертов, это могло быть одним из главных побуждений Архимеда продвигать свою грань инженера. Кроме того, практика была для него способом сделать осязаемым то, что действительно его увлекало: теорию .
Об этом говорится в письме, которое он написал Эратосфену из Кирены, в то время библиотекарю и директору Александрийского музея, где Архимед учился в юности. В 20 веке историк Йохан Людвиг Хейберг расшифровал текст, в котором Архимед объяснял свой метод: он исследовал с помощью механики математическое соотношение, которое хотел установить, а затем искал его геометрическое подтверждение. 9Таким образом, 0114 Эксперименты и наблюдения были основой его успешного метода в то время, когда наука делала свои первые шаги.
Его достижения в разных областях знаний столь же блестящие, сколь и разнообразны: он получил очень точное приближение числа Пи, разработал основу кораблестроения благодаря принципу Архимеда и сформулировал закон рычага . Крис Роррес, почетный профессор математики Университета Дрекселя, организовал конференцию в Нью-Йорке в 2013 году с целью расшифровать с группой историков, какие из достижений, приписываемых гению из Сиракуз, были осуществимы 23 века назад. На том совещании были дискредитированы некоторые изобретения, которые можно было бы счесть слишком выдуманными: «луч смерти» (или тепловой луч) был полностью отвергнут, как это уже произошло в 2010 году в американской телепрограмме «Разрушители мифов», когда тогдашний президент США, Барак Обама запросил научное подтверждение того, было ли на самом деле осуществимо легендарное изобретение, способное сжечь римский флот за счет концентрации солнечных лучей через большие отражающие зеркала.
Некоторые гипотезы указывают на то, что знаменитый винт Архимеда уже использовался в Египте и что ученый действительно усовершенствовал его конструкцию. Кредит: Викисклад.
От винта к оружию
Что касается знаменитого винта Архимеда, который позволяет поднимать воду и другие материалы без особых усилий и без их повреждения , Роррес в своей книге Архимед в 21 веке собирает доказательства того, что Архимед мог видел их во время своего пребывания в Египте и произвел улучшенную версию. Римский инженер Марк Витрувий Поллион, который впервые записал винт Архимеда в своей работе De architectura , не приписывает свой дизайн Архимеду или какому-либо другому автору.
Хотя с течением времени становится трудно отличить миф от реальности, история науки продолжает углубляться в личность этого загадочного гения. Не вызывает сомнений то, что его изобретательность снискала ему уважение даже его врагов. Для римского полководца Марко Клаудио Марсело, окончательно завоевавшего Сиракузы, математик и его изобретения стали причиной того, что осада города длилась почти 3 года. Благодаря своим математическим познаниям Архимед развил уникальное понимание свойств материи, поэтому у него было привилегированное мнение о возможности использования некоторых тел в качестве оружия . Таким образом, он воспользовался своими знаниями о весе и плотности в связи с законами физики, чтобы разработать оружие столь же изобретательное, сколь и разрушительное . Марцелл с почестями похоронил Архимеда.
Конкретные обстоятельства его смерти также поблекли на протяжении веков. Несмотря на разные версии истории, многие сходятся во мнении, что именно его страсть к математике стоила ему жизни . Томас Литтл Хит собирает в книге T Труды Архимеда , некоторые из них: возможно, он рисовал на песке, чтобы решить какую-то математическую загадку, или манипулировал какими-то другими инструментами, но дело в том, что он был настолько поглощен в своих размышлениях, что, по-видимому, он отказался следовать за солдатом, который пришел забрать его.