Archimède: biographie et contributions à la science de ce chercheur grec

L'Antiquité classique fut une époque mouvementée mais, en même temps, pleine de nouvelles avancées et d'un développement de la science si significatif que, s'il n'y avait pas eu le Moyen Âge, nous serions sûrement allés beaucoup plus loin d'où nous sommes à présent.

Malgré le fait que la majorité de la population était analphabète et sans instruction, il n'y avait pas quelques grands hommes qui vivaient dans cette période, parmi eux Archimède, grand mathématicien, physicien et inventeur d'engins à des fins civiles et, surtout, militaire.

Ensuite, nous verrons la vie et les grandes contributions à la science de ce chercheur à travers cette biographie d'Archimède, et nous comprendrons mieux comment sont nées les fondations, bien que primitives, de ce que serait notre méthode scientifique après près de 2000 ans moderne.

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Archimède de Syracuse: biographie et contributions à la science

Archimède était un mathématicien, physicien, inventeur, ingénieur et astronome qui a vécu à l'époque de la Grèce antique il y a environ 2 000 ans. A cette époque peu de gens étaient ceux qui avaient le privilège de savoir lire et écrire, donc il n'y a pas beaucoup d'écrits sur lui et tout ce que nous savons de cet inventeur provient de la tradition orale et des témoignages de divers écrivains classiques, la plupart après Archimède.

Sa patrie était Syracuse, une ville située en Magna Graecia, une région installée sur l'île de Sicile et le sud de la péninsule italienne.. Le souverain de cette ville, qui la gouvernait en tyran, était Hiéron II, soupçonné d'être lié d'une manière ou d'une autre à Archimède. Quelle que soit leur relation, les deux avaient une relation très intéressante, puisque Herion II faisait confiance au mathématicien pour être conseiller et inventeur pour la défense de la cité.

De la famille Archimède, nous savons peu de choses. On ne sait pas grand-chose de sa mère, mais de son père Phidias, un astronome qui a transmis son intérêt pour la science du ciel. Il ne semble pas qu'il se soit marié ou eu d'enfants, et s'il l'a fait, cela a été effacé des annales de l'histoire. On ne peut pas non plus confirmer s'il a dit sa fameuse "eureka" marchant nu dans les rues de sa ville natale, ni s'il a vraiment dit la phrase "donne-moi un pied et je ferai bouger le monde".

Premières années

Archimède est né en 287 av. C. à Syracuse, en Sicile. Grâce à un fragment de son livre "Le Compteur de Sable" nous savons que son père s'appelait Phidias et qu'il était un astronome bien connu de l'époque. Voyant Phidias que son fils montrait de grandes capacités dès son plus jeune âge, il décida de l'initier au monde des mathématiques et de l'astronomie.

Grâce à ses grandes capacités et à ses bonnes relations avec le roi de Syracuse, Hiéron II Archimède fut envoyé à Alexandrie en 243 av. C., centre de science de l'époque, pour pouvoir approfondir ses connaissances en mathématiques sous l'enseignement des éminences de l'époque. Parmi ses professeurs figurait le chanoine de Samos, un grand mathématicien auprès duquel le jeune Archimède apprit beaucoup. Après son séjour dans la ville égyptienne, Archimède est retourné dans son pays natal pour commencer ses recherches.

Service pour la patrie

A son retour d'Alexandrie Archimède Il a été accepté comme conseiller de Hiero II, chargé de concevoir des systèmes et des gadgets qui aideraient à la défense de la ville.. Sous la protection et le patronage du monarque, le jeune mathématicien avait toute liberté pour faire toutes sortes d'expériences, tant qu'elles profitaient au roi et à Syracuse. Avec Hiéron II comme mécène, Archimède initierait une période de recherches approfondies et de grandes avancées.

L'un des épisodes les plus importants de cette époque pour sa carrière a été lorsque le roi a ordonné la construction du plus grand bateau jamais construit, avec une telle malchance que, une fois mis à la mer, il a été échoué. Comme même avec la force brute, le navire Hieron II ne pouvait pas être enlevé, il chargea Archimède de réussir à remettre le bateau à flot. Ainsi, Archimède a conçu un système de poulies composées qui a augmenté la force de poussée, déplaçant le navire avec peu d'effort, posant les bases de sa loi de levier.

Un autre des moments les plus importants de la vie d'Archimède fut lorsque le roi lui demanda de résoudre un doute qui le rendait sans sommeil. Le monarque voulait savoir si sa couronne était vraiment en or massif ou si elle avait été trompée et que son intérieur était fait d'un matériau de moindre valeur. Ce problème s'est avéré être un véritable casse-tête pour Archimède, puisqu'il ne savait pas comment résoudre cette question sans casser la couronne en deux et regarder à l'intérieur.

Le scientifique grec savait qu'il devait trouver la densité de la couronne et, considérant qu'elle pesait le même poids qu'un lingot d'or, la réponse devait se trouver dans son volume. Le problème était qu'il n'y avait aucun moyen connu à l'époque pour calculer le volume d'objets irréguliers. La légende raconte qu'il a découvert comment le faire en se baignant. En plongeant dans la baignoire, il vit le niveau de l'eau monter. La quantité d'eau qui montait était directement proportionnelle au volume du corps qui était submergé.

De là, il conclut que, S'il submergeait la couronne et mesurait la variation du niveau d'eau, il serait en mesure de savoir précisément quel était son volume. Ce fut l'une de ses grandes découvertes et, pour cette raison, il était connu comme le principe d'Archimède. On raconte que, face à une telle découverte, il est sorti du bain euphorique en criant "eureka", nu à travers les rues de Syracuse sous le regard surpris des passants.

Conflit à Syracuse

Pendant l'an 213 À. C. Les soldats romains ont attaqué Syracuse et ont harcelé ses habitants pour qu'ils se rendent. Cette action a été menée par Marco Claudio Marcelo, un éminent militaire et homme politique romain baptisé l'Épée de Rome, un personnage clé de la Seconde Guerre punique. La guerre a duré deux ans, au cours de laquelle les habitants de Syracuse se sont battus contre les Romains avec courage, ténacité et acharnement, parmi lesquels Archimède qui a joué un rôle très important dans la défense de la ville.

Mais malheureusement la ville a fini par tomber. Marco Claudio Marcelo, qui connaissait la grande intellectualité d'Archimède, a explicitement ordonné de ne pas le blesser ou de le tuer, car il le voulait parmi ses conseillers. Cependant, soit de l'ignorance ou de l'incompétence de ses propres subordonnés, Archimède est mort aux mains de l'un des soldats romains en 212 à. C. Il existe quatre versions de ce qui s'est passé.

Les quatre morts d'Archimède

L'une des versions dit qu'Archimède était en train de résoudre un problème mathématique lorsque le soldat romain l'a approché. Le mathématicien le a demandé un peu de temps pour régler le problème et cela n'aurait pas dû plaire au soldat, qui a décidé de mettre fin à ses jours.

Une autre version raconte qu'Archimède résolvait un problème mathématique lorsque Syracuse a été prise. Un soldat romain est entré dans son enceinte et lui a ordonné de rencontrer Marcelo, auquel le mathématicien a répondu qu'il voulait résoudre le problème sur lequel il travaillait. Le soldat, bouleversé par la réponse, assassina Archimède en désobéissant à Marcelo.

Il existe une troisième version qui raconte qu'Archimède avait entre les mains de nombreux instruments mathématiques. Le soldat l'a vu, pensant qu'il devait porter des objets de valeur ou une sorte d'arme pour gagner les envahisseurs romains, alors sans réfléchir à deux fois, il a mis fin à la vie du mathématicien.

Enfin, la quatrième version et la plus réaliste raconte qu'Archimède était accroupi sur le sol, contemplant l'un de ses plans. Pendant qu'il l'étudiait, un soldat romain s'approcha de lui par derrière qui, ne sachant pas que c'était le génie grec, il a décidé de lui tirer dans le dos.

Après sa mort

Ayant passé plus de 130 ans après sa mort, en l'an 137 av. C. l'écrivain, homme politique et philosophe romain Marco Tulio Cicero occupait un poste dans l'administration de Rome et voulait trouver le tombeau d'Archimède. Ce n'était pas facile pour lui, car Cicéron ne trouva personne pour indiquer l'endroit précis où le mathématicien avait été enterré.

Malgré les inconnues et l'ignorance totale de l'endroit où se trouvaient les restes d'Archimède, Cicéron a réussi à localiser le tombeau, tout près de la porte d'Agrigente. Son lieu de repos était en mauvais état, alors Cicéron a décidé de nettoyer sa tombe et, à sa grande surprise, a constaté que Il était inscrit sur une sphère à l'intérieur d'un cylindre, faisant allusion à l'une de ses découvertes.

Contributions à la science

Bien que le passage du temps et les ténèbres du Moyen Âge aient fait beaucoup connaître l'Antiquité perdu à jamais, il y a beaucoup de connaissances attribuées à Archimède qui ont réussi à atteindre notre jours. Parmi les plus importants, nous avons les suivants :

1. Le principe d'Archimede

Le principe d'Archimède est certainement l'héritage le plus célèbre et le plus important de la. Archimède a découvert par hasard comment calculer le volume de n'importe quel objet, qu'il ait ou non une forme régulière.

Ce principe stipule que tout corps partiellement ou totalement immergé dans un fluide (liquide ou gazeux) reçoit une poussée ascendante égale au poids du fluide délogé par l'objet. C'est-à-dire qu'en fonction du volume de l'objet, le fluide montera plus ou moins, quel que soit le poids de l'objet lui-même.

Ce principe permettait non seulement de connaître le volume de n'importe quel objet mais aussi était la clé pour perfectionner la flottaison des navires, des gilets de sauvetage, des sous-marins et des montgolfières, inventions qui, bien que beaucoup plus tardives qu'Archimède, n'existeraient pas sans ses découvertes.

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2. Principe du levier

Avant que les grues modernes ne soient inventées pour déplacer des objets lourds, il était nécessaire d'utiliser la force brute. Construire des bâtiments était une tâche à forte intensité de main-d'œuvre, et parfois il était impossible de les construire faute d'hommes.

Heureusement, Archimède trouvé la solution en utilisant l'un des principes les plus élémentaires et fondamentaux de la physique et de la mécanique. Il a observé qu'en plaçant un objet sur une extrémité d'une planche correctement équilibrée avec un point d'appui, tout pouvait être déplacé avec un effort relatif.

3. Avancées en mathématiques

De nombreuses avancées mathématiques sont attribuées à la figure d'Archimède. Parmi eux, le calcul précis du nombre Pi, les premières approximations du système de calcul infinitésimal et la découverte que le rapport entre le volume d'une sphère et le cylindre dans lequel elle se trouve est de 2:3, quelque chose qui était ainsi représenté dans sa tombe dans son honneur.

4. Méthode mécanique

Une autre des contributions les plus intéressantes d'Archimède a été l'inclusion d'une méthode purement mécanique dans le raisonnement et l'argumentation des problèmes géométriques, quelque chose d'inouï en son temps. Jusqu'alors, la géométrie était considérée comme une science purement théorique et il était courant de penser que la les mathématiques pures étaient descendues à d'autres sciences plus pratiques qui pourraient être plus utiles à des fins de guerre et de guerre. civils.

Archimède, dans une lettre adressée à son ami Eratosthène, indique qu'avec sa méthode mécanique il peut aborder les questions mathématiques par la mécanique. Cela indique également qu'il est plus facile de construire la preuve d'un théorème géométrique si vous avez des connaissances pratiques préalables plutôt que d'émettre des hypothèses théoriques. Cette nouvelle méthode de recherche serait le précurseur de l'étape informelle de la découverte d'hypothèses et de la formulation de la méthode scientifique actuelle.

5. Odomètre

Aussi surprenant que cela puisse paraître, Archimède a inventé le premier odomètre. Connu sous le nom de compteur kilométrique C'était un appareil construit sur le principe d'une roue qui, lorsqu'elle tourne, actionne des engrenages qui permettent de calculer la distance parcourue.

6. Le premier planétarium

Basé sur ce qui a été dit par de nombreux écrivains classiques, dont Cicéron, Ovidio, Claudiano, Marciano Capela, Cassiodorus, Sextus Empiricus et Lactance sont considérés comme ayant été Archimède inventé le premier planétarium.

Il en a sûrement construit deux, selon Cicéron. L'un d'eux représentait la Terre et plusieurs constellations proches, tandis qu'un autre, qui n'avait qu'une rotation, Il représentait le Soleil, la Lune, les planètes qui effectuaient leurs mouvements propres et indépendants par rapport aux étoiles fixé

7. Vis d'Archimède

Archimède a inventé une vis qui permis à l'eau d'être transportée de bas en haut à travers une pente. Selon Diodore, cette invention a facilité l'irrigation des terres fertiles du Nil dans l'Egypte ancienne, car les outils traditionnels impliquaient de mobiliser beaucoup d'efforts humains.

Ce cylindre avait à l'intérieur une vis de même longueur qui maintenait un système d'hélices effectuant un mouvement de rotation entraîné manuellement par un levier tournant. Ainsi, les hélices parvenaient à pousser n'importe quelle substance de bas en haut, formant une sorte de circuit sans fin.

8. Griffe d'Archimède

La griffe d'Archimède, aussi appelée la main de fer, C'était l'une des armes de guerre les plus redoutables créées par le mathématicien, cruciale dans la défense de la Sicile contre les invasions romaines.

C'était un grand levier qui avait un grappin attaché au levier au moyen d'une chaîne qui y pendait. Grâce à ce levier, le crochet était manipulé de telle sorte qu'il se précipitait sur le navire ennemi, l'accrochant et le faisant se renverser ou s'écraser contre les rochers du rivage.

Références bibliographiques:

• Torres-Asis, A.K. (2010) Archimède, le centre de gravité et la première loi de la mécanique: la loi du levier. Apeiron Montréal.
• Kires, M. (2007) Le principe d'Archimède en action. Enseignement de la physique.
• Parra, E. (2009) Archimède: sa vie, ses œuvres et ses contributions aux mathématiques modernes. Matemática, magazine numérique Educación e Internet.