Archimede: biografia e contributi alla scienza di questo ricercatore greco

L'antichità classica fu un'epoca turbolenta ma, allo stesso tempo, ricca di nuovi progressi e di uno sviluppo della scienza così significativo che, se non fosse stato per il Medioevo, sicuramente saremmo arrivati ​​molto più lontano da dove siamo adesso.

Nonostante il fatto che la maggioranza della popolazione fosse analfabeta e senza istruzione, non erano pochi i grandi uomini che vivevano in quel periodo, tra cui Archimede, grande matematico, fisico e inventore di aggeggi ad uso civile e, soprattutto, militare.

Successivamente vedremo la vita e i grandi contributi alla scienza di questo ricercatore attraverso questa biografia di Archimede, e capiremo meglio come siano sorte le basi, seppur primitive, di quello che sarebbe stato il nostro metodo scientifico dopo quasi 2000 anni moderno.

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Archimede di Siracusa: biografia e contributi alla scienza

Archimede era un matematico, fisico, inventore, ingegnere e astronomo vissuto nell'antica Grecia circa 2000 anni fa. A quel tempo poche persone erano quelle che avevano il privilegio di saper leggere e scrivere, quindi non ci sono molti scritti su di lui e su tutto ciò che sappiamo di questo inventore proviene dalla tradizione orale e dalle testimonianze di vari scrittori classici, la maggior parte dopo Archimede.

La sua patria era Siracusa, città che si trovava nella Magna Grecia, regione stanziata nell'isola di Sicilia e nel sud della penisola italiana.. Il sovrano di quella città, che la governava da tiranno, era Ierone II, sospettato di essere imparentato in un modo o nell'altro con Archimede. Qualunque sia la loro relazione, i due avevano un rapporto molto interessante, dal momento che Herion II confidava nel matematico come consigliere e inventore per la difesa della città.

Della famiglia Archimede sappiamo poco. Non si sa molto di sua madre, ma di suo padre Fidia, un astronomo che trasmise il suo interesse per la scienza del cielo. Non sembra che si sia sposato o abbia avuto figli, e se lo ha fatto, è stato cancellato dagli annali della storia. Né possiamo confermare se ha pronunciato la sua famosa "eureka" camminando nudo per le strade della sua città natale, né se ha pronunciato davvero la frase "dammi un punto d'appoggio e muoverò il mondo".

Nei primi anni

Archimede nacque nel 287 a.C. c. a Siracusa, in Sicilia. Grazie ad un frammento del suo libro "The Sand Counter" sappiamo che suo padre si chiamava Fidia e che era un noto astronomo dell'epoca. Vedendo Fidia che suo figlio mostrava grandi capacità fin da giovanissimo, decise di introdurlo al mondo della matematica e dell'astronomia.

Grazie alle sue grandi capacità e ai suoi buoni rapporti con il re di Siracusa, Gerone II Archimede fu inviato ad Alessandria nel 243 a.C. C., centro della scienza del tempo, per poter ampliare le proprie conoscenze in matematica sotto l'insegnamento delle eminenze del tempo. Tra i suoi maestri c'era il Canonico di Samo, un grande matematico dal quale il giovane Archimede imparò molto. Dopo il soggiorno nella città egiziana, Archimede tornò in patria per iniziare le sue ricerche.

Servizio per la madrepatria

Al suo ritorno da Alessandria Archimede Fu accettato come consigliere di Gerone II, incaricato di progettare sistemi e gadget che avrebbero aiutato la difesa della città.. Sotto la protezione e il patrocinio del monarca, il giovane matematico aveva piena libertà di fare ogni genere di esperimenti, purché ne beneficiassero il re e Siracusa. Con Gerone II come patrono, Archimede avrebbe avviato un periodo di ricerche approfondite e grandi progressi.

Uno degli episodi più importanti di questo periodo per la sua carriera fu quando il re ne ordinò la costruzione della più grande barca mai costruita, con una tale sfortuna che, una volta messa in mare, fu incagliato. Poiché nemmeno con la forza bruta la nave Hieron II non poteva essere rimossa, incaricò Archimede di riuscire a mettere a galla la barca. Così, Archimede ideò un sistema di pulegge composte che aumentavano la forza di spinta, muovendo la nave con poco sforzo, ponendo le basi della sua legge della leva.

Un altro dei momenti più importanti della vita di Archimede fu quando il re gli chiese di sciogliere un dubbio che lo rendeva insonne. Il monarca voleva sapere se la sua corona fosse davvero d'oro massiccio o se fosse stata ingannata e il suo interno fosse realizzato con un materiale meno pregiato. Questo problema si rivelò un vero rompicapo per Archimede, poiché non sapeva come risolvere questa domanda senza rompere in due la corona e guardarsi dentro.

Lo scienziato greco sapeva di dover trovare la densità della corona e, considerando che pesava quanto un lingotto d'oro, la risposta doveva essere trovata nel suo volume. Il problema era che all'epoca non si conosceva alcun modo per calcolare il volume degli oggetti irregolari. La leggenda narra che abbia scoperto come farlo mentre faceva il bagno. Mentre si tuffava nella vasca, vide il livello dell'acqua salire. La quantità di acqua che saliva era direttamente proporzionale al volume del corpo che veniva sommerso.

Da ciò concluse che, Se avesse immerso la corona e misurato la variazione del livello dell'acqua, avrebbe potuto sapere con precisione qual era il suo volume. Questa fu una delle sue grandi scoperte e, per questo motivo, fu conosciuta come principio di Archimede. Si narra che, di fronte a una tale scoperta, uscì dal bagno euforico gridando "eureka", nudo per le strade di Siracusa davanti allo sguardo sorpreso dei passanti.

Conflitto a Siracusa

Durante l'anno 213 a. c. I soldati romani attaccarono Siracusa e molestarono i suoi abitanti affinché si arrendessero. Questa azione è stata guidata da Marco Claudio Marcelo, un distinto militare e politico romano battezzato come la Spada di Roma, una figura chiave nella seconda guerra punica. La guerra durò due anni, in cui gli abitanti di Siracusa combatterono contro i Romani con coraggio, tenacia e fierezza, tra cui Archimede che ebbe un ruolo molto importante nella difesa della cittadina.

Ma purtroppo la città ha finito per cadere. Marco Claudio Marcelo, che conosceva la grande intellettualità di Archimede, ordinò esplicitamente di non ferirlo né ucciderlo, poiché lo voleva tra i suoi consiglieri. Tuttavia, o per ignoranza o per inettitudine dei suoi stessi subordinati, Archimede morì per mano di uno dei soldati romani nel 212 a. c. Ci sono quattro versioni di quello che è successo.

Le quattro morti di Archimede

Una delle versioni dice che Archimede stava risolvendo un problema matematico quando il soldato romano gli si avvicinò. Il matematico lAbbiamo chiesto un po' di tempo per risolvere il problema e questo non avrebbe dovuto piacere al soldato, che ha deciso di porre fine alla sua vita.

Un'altra versione racconta che Archimede stava risolvendo un problema matematico quando Siracusa fu presa. Un soldato romano entrò nel suo recinto e gli ordinò di incontrare Marcelo, al quale il matematico rispose che voleva risolvere il problema su cui stava lavorando. Il soldato, infastidito dalla risposta, uccise Archimede disobbedendo a Marcelo.

Esiste una terza versione che racconta che Archimede avesse tra le mani moltissimi strumenti matematici. Il soldato l'ha visto, pensando che portasse oggetti di valore o qualche tipo di arma per vincere gli invasori romani, così senza pensarci due volte pose fine alla vita del matematico.

Infine, la quarta e più realistica versione racconta che Archimede era accucciato a terra, contemplando uno dei suoi piani. Mentre lo studiava da dietro gli si avvicinò un soldato romano che, non sapendo che fosse il genio greco, decise di sparargli alla schiena.

Dopo la sua morte

Dopo aver trascorso più di 130 anni dopo la sua morte, nell'anno 137 a.C. c. lo scrittore, politico e filosofo romano Marco Tulio Cicerone occupava una posizione nell'amministrazione di Roma e voleva trovare la tomba di Archimede. Non fu facile per lui, perché Cicerone non trovò nessuno che gli indicasse il luogo preciso dove era stato sepolto il matematico.

Nonostante le incognite e la totale ignoranza su dove fossero le spoglie di Archimede, Cicerone riuscì a localizzare la tomba, vicinissima alla porta di Agrigento. Il suo luogo di riposo era in cattive condizioni, così Cicerone decise di pulire la sua tomba e, con sua grande sorpresa, scoprì che Era inscritto su una sfera all'interno di un cilindro, alludendo a una delle sue scoperte.

Contributi alla scienza

Sebbene il passare del tempo e le tenebre del Medioevo abbiano fatto conoscere molto l'Antichità perdute per sempre, sono molte le conoscenze attribuite ad Archimede che sono riuscite a raggiungere il nostro giorni. Tra i più importanti abbiamo i seguenti:

1. Principio di Archimede

Il principio di Archimede è, sicuramente, l'eredità più famosa e importante del greco. Archimede scoprì completamente per caso come calcolare il volume di qualsiasi oggetto, che avesse o meno una forma regolare.

Questo principio afferma che ogni corpo parzialmente o totalmente immerso in un fluido (liquido o gas) riceve una spinta verso l'alto pari al peso del fluido spostato dall'oggetto. Cioè, a seconda del volume dell'oggetto, il fluido salirà più o meno, indipendentemente dal peso dell'oggetto stesso.

Questo principio non solo permetteva di conoscere il volume di qualsiasi oggetto ma anche è stata la chiave per perfezionare il galleggiamento di navi, giubbotti di salvataggio, sottomarini e mongolfiere, invenzioni che, anche se molto più tardi di Archimede, non esisterebbero senza le sue scoperte.

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2. Principio della leva

Prima che venissero inventate le gru moderne per spostare oggetti pesanti era necessario usare la forza bruta. Costruire edifici era un compito ad alta intensità di lavoro e talvolta era impossibile costruirli per mancanza di uomini.

Per fortuna, Archimede trovato la soluzione utilizzando uno dei principi più basilari e fondamentali della fisica e della meccanica. Osservò che posizionando un oggetto su un'estremità di una tavola adeguatamente bilanciata con un fulcro, qualsiasi cosa poteva essere spostata con uno sforzo relativo.

3. Progressi in matematica

Sono molti i progressi matematici che vengono attribuiti alla figura di Archimede. Tra questi stanno calcolando proprio il numero Pi, facendo le prime approssimazioni al sistema di calcolo infinitesimale e scoprendo che il rapporto tra il volume di una sfera e il cilindro in cui si trova è di 2:3, cosa che era così rappresentata nella sua tomba nel suo onore.

4. Metodo meccanico

Un altro dei contributi più interessanti di Archimede è stato l'inclusione di un metodo puramente meccanico nel ragionamento e nell'argomentazione dei problemi geometrici, qualcosa di inaudito a suo tempo. Fino ad allora la geometria era considerata una scienza puramente teorica ed era comune pensare che la la matematica pura discese ad altre scienze più pratiche che potevano essere più utili per la guerra e per scopi bellici. civili.

Archimede, in una lettera indirizzata all'amico Eratostene, indica che con il suo metodo meccanico può affrontare questioni matematiche attraverso la meccanica. Indica anche che è più facile costruire la dimostrazione di un teorema geometrico se si hanno precedenti conoscenze pratiche piuttosto che fare ipotesi teoriche. Questo nuovo metodo di ricerca sarebbe il precursore della fase informale di scoperta di ipotesi e formulazione dell'attuale metodo scientifico.

5. Odometro

Per quanto sorprendente possa sembrare, Archimede ha inventato il primo contachilometri. Conosciuto come contachilometri Era un dispositivo costruito in base al principio di una ruota che, quando ruota, aziona gli ingranaggi che consentono di calcolare la distanza percorsa.

6. Il primo planetario

Sulla base di quanto detto da molti scrittori classici, tra cui Cicerone, Ovidio, Claudiano, Marciano Si ritiene che Capela, Cassiodoro, Sesto Empirico e Lattanzio siano stati inventati da Archimede il primo planetario.

Ha sicuramente costruito due, secondo Cicerone. Uno di essi rappresentava la Terra e diverse costellazioni ad essa vicine, mentre un altro, che aveva una sola rotazione, Rappresentava il Sole, la Luna, i pianeti che effettuavano movimenti propri e indipendenti rispetto alle stelle fisso

7. Vite di Archimede

Archimede inventò una vite che ha permesso all'acqua di essere trasportata dal basso verso l'alto attraverso un pendio. Secondo Diodoro, questa invenzione ha facilitato l'irrigazione nelle fertili terre del fiume Nilo nell'antico Egitto, poiché gli strumenti tradizionali implicavano la mobilitazione di un grande sforzo umano.

Questo cilindro aveva all'interno una vite della stessa lunghezza che teneva interconnessa una sistema di eliche che eseguivano un movimento rotatorio azionato manualmente da una leva rotante. Pertanto, le eliche sono riuscite a spingere qualsiasi sostanza dal basso verso l'alto, formando una sorta di circuito infinito.

8. Artiglio di Archimede

Artiglio di Archimede, detto anche mano di ferro, Fu una delle armi da guerra più temibili create dal matematico, cruciale nella difesa della Sicilia contro le invasioni romane.

Era una grande leva che aveva un rampino attaccato alla leva per mezzo di una catena che pendeva da essa. Attraverso questa leva il gancio veniva manipolato in modo tale da precipitare sulla nave nemica agganciandola e facendola ribaltare o schiantarsi contro gli scogli a riva.

Riferimenti bibliografici:

• Torres-Asis, A.K. (2010) Archimede, il centro di gravità e la prima legge della meccanica: la legge della leva. Apeiron Montreal.
• Kires, M. (2007) Principio di Archimede in azione. Educazione fisica.
• Parra, E. (2009) Archimede: la sua vita, opere e contributi alla matematica moderna. Matemática, rivista digitale Educación e Internet.