Archimedes: biografia i wkład w naukę tego greckiego badacza

Starożytność klasyczna była okresem burzliwym, ale jednocześnie pełnym nowych osiągnięć i rozwoju nauki tak znaczące, że gdyby nie średniowiecze, z pewnością odeszlibyśmy znacznie dalej od miejsca, w którym się znajdujemy teraz.

Pomimo faktu, że większość ludności była analfabetami i niewykształconymi, nie było niewielu wielkich ludzi, którzy żyli w tym między innymi Archimedes, wielki matematyk, fizyk i wynalazca urządzeń do celów cywilnych, a przede wszystkim wojskowy.

Następnie zobaczymy życie i wielki wkład w naukę tego badacza poprzez tę biografię Archimedesa i… lepiej zrozumiemy, jak powstały, choć prymitywne, podwaliny naszej metody naukowej po prawie 2000 latach nowoczesny.

• Powiązany artykuł: „Arcesilao: biografia tego greckiego filozofa”

Archimedes z Syracuse: biografia i wkład w naukę

Archimedes był matematykiem, fizykiem, wynalazcą, inżynierem i astronomem, który żył w czasach starożytnej Grecji około 2000 lat temu. W tamtym czasie mało kto miał przywilej umieć czytać i pisać, więc nie ma zbyt wielu pism o nim i o wszystkim to, co wiemy o tym wynalazcy, pochodzi z tradycji ustnej i zeznań różnych pisarzy klasycznych, głównie po Archimedesie.

Jego ojczyzną były Syrakuzy, miasto położone w Magna Graecia, regionie osiadłym na Sycylii i na południu półwyspu włoskiego.. Władcą tego miasta, który rządził nim jak tyran, był Hieron II, podejrzewany o spokrewnienie w ten czy inny sposób z Archimedesem. Niezależnie od ich relacji, oboje mieli bardzo interesującą relację, ponieważ Herion II ufał, że matematyk jest doradcą i wynalazcą w obronie miasta.

Niewiele wiemy o rodzinie Archimedesa. Niewiele wiadomo o jego matce, ale o jego ojcu Fidiaszu, astronomie, który przekazał swoje zainteresowanie nauką o niebie. Nie wydaje się, żeby się ożenił lub miał dzieci, a jeśli tak, to zostało to wymazane z annałów historii. Nie możemy też potwierdzić, czy powiedział, że jego słynna „eureka” chodzi nago po ulicach swojego rodzinnego miasta, ani czy naprawdę powiedział zdanie „daj mi przyczółek, a poruszę świat”.

Wczesne lata

Archimedes urodził się w 287 pne. DO. w Syrakuzach na Sycylii. Dzięki fragmentowi jego książki „Licznik piasku” wiemy, że jego ojciec nazywał się Fidiasz i był znanym wówczas astronomem. Widząc Fidiasza, że ​​jego syn już od najmłodszych lat wykazywał wielkie zdolności, postanowił wprowadzić go w świat matematyki i astronomii.

Dzięki swoim wielkim zdolnościom i dobrym relacjom z królem Syrakuz, Hieron II Archimedes został wysłany do Aleksandrii w 243 rpne. C., centrum nauki tamtych czasów, aby móc poszerzać swoją wiedzę matematyczną pod kierunkiem ówczesnych eminencji. Wśród jego nauczycieli był kanonik z Samos, wielki matematyk, od którego młody Archimedes wiele się nauczył. Po pobycie w egipskim mieście Archimedes wrócił do ojczyzny, aby rozpocząć badania.

Służba dla ojczyzny

Po powrocie z Aleksandrii Archimedes Został przyjęty jako doradca Hiero II, odpowiedzialny za projektowanie systemów i gadżetów, które miałyby pomóc w obronie miasta.. Pod opieką i patronatem monarchy młody matematyk miał pełną swobodę w przeprowadzaniu wszelkiego rodzaju eksperymentów, o ile przyniosły one korzyść królowi i Syrakuzom. Mając Hieron II jako patrona, Archimedes zapoczątkował czas rozległych badań i wielkich postępów.

Jednym z najważniejszych epizodów tego czasu w jego karierze był moment, w którym król zarządził budowę największej łodzi, jaką kiedykolwiek zbudowano, z takim pechem, że po wrzuceniu do morza na mieliźnie. Ponieważ nawet z brutalną siłą nie można było usunąć statku Hieron II, zlecił on Archimedesowi postawienie łodzi na wodzie. W ten sposób Archimedes opracował system złożonych krążków, które zwiększały siłę ciągu, poruszając statkiem z niewielkim wysiłkiem, kładąc podwaliny pod jego prawo dźwigni.

Kolejnym z najważniejszych momentów w życiu Archimedesa był moment, w którym król poprosił go o rozwianie wątpliwości, które sprawiały, że nie mógł spać. Monarcha chciał wiedzieć, czy jego korona była naprawdę z litego złota, czy też została oszukana, a jej wnętrze wykonano z mniej wartościowego materiału. Ten problem okazał się dla Archimedesa prawdziwym bólem głowy, ponieważ nie wiedział, jak rozwiązać to pytanie bez złamania korony na pół i zajrzenia do środka.

Grecki naukowiec wiedział, że musi znaleźć gęstość korony, a biorąc pod uwagę, że ważyła ona tyle samo, co sztabka złota, odpowiedź musiała znaleźć się w jej objętości. Problem polegał na tym, że nie było wówczas znanego sposobu obliczenia objętości nieregularnych obiektów. Legenda głosi, że odkrył, jak to zrobić podczas kąpieli. Kiedy zanurzył się w wannie, zobaczył, że poziom wody się podnosi. Ilość wody, która się podniosła, była wprost proporcjonalna do objętości zanurzonego ciała.

Z tego wywnioskował, że Gdyby zanurzył koronę i zmierzył zmianę poziomu wody, mógł dokładnie wiedzieć, jaka jest jej objętość. Było to jedno z jego wielkich odkryć iz tego powodu zostało nazwane zasadą Archimedesa. Mówi się, że w obliczu takiego odkrycia wyszedł z łaźni w euforii krzycząc „eureka”, nagi ulicami Syrakuz przed zdziwionym wzrokiem przechodniów.

Konflikt w Syrakuzach

W roku 213 a. DO. Żołnierze rzymscy zaatakowali Syrakuzy i zmusili jego mieszkańców do poddania się. Tą akcją kierował Marco Claudio Marcelo, wybitny rzymski wojskowy i polityk ochrzczony jako Miecz Rzymu, kluczowa postać w II wojnie punickiej. Wojna trwała dwa lata, w której mieszkańcy Syrakuz walczyli z Rzymianami z odwaga, wytrwałość i zaciekłość, a wśród nich Archimedes, który odegrał bardzo ważną rolę w obronie miasto.

Niestety, miasto upadło. Marco Claudio Marcelo, który znał wielką inteligencję Archimedesa, wyraźnie nakazał, aby go nie krzywdzili ani nie zabijali, ponieważ chciał go wśród swoich doradców. Jednak, albo z niewiedzy, albo z nieudolności własnych podwładnych, Archimedes zginął z rąk jednego z rzymskich żołnierzy w 212 roku. DO. Istnieją cztery wersje tego, co się wydarzyło.

Cztery śmierci Archimedesa

Jedna z wersji mówi, że Archimedes był w trakcie rozwiązywania problemu matematycznego, gdy podszedł do niego rzymski żołnierz. Matematyk lPoprosiliśmy o trochę czasu na rozwiązanie problemu i to nie powinno ucieszyć żołnierza, który postanowił zakończyć swoje życie.

Inna wersja mówi, że Archimedes rozwiązywał problem matematyczny, kiedy zabrano Syracuse. Do jego kompleksu wszedł rzymski żołnierz i kazał mu spotkać się z Marcelo, na co matematyk odpowiedział, że chce rozwiązać problem, nad którym pracuje. Żołnierz, zdenerwowany odpowiedzią, zabił Archimedesa nieposłusznego Marcelo.

Istnieje trzecia wersja, która mówi, że Archimedes miał w swoich rękach wiele instrumentów matematycznych. Żołnierz widziałem go, myśląc, że musi mieć przy sobie kosztowności lub jakąś broń zdobyć rzymskich najeźdźców, więc bez zastanowienia zakończył życie matematyka.

Wreszcie czwarta i najbardziej realistyczna wersja mówi, że Archimedes przykucnął na ziemi, kontemplując jeden ze swoich planów. Gdy go studiował, od tyłu podszedł do niego rzymski żołnierz, który: nie wiedząc, że to grecki geniusz, postanowił strzelić mu w plecy.

Po jego śmierci

Spędziwszy ponad 130 lat po jego śmierci, w roku 137 p.n.e. DO. Rzymski pisarz, polityk i filozof Marco Tulio Cicero zajmował stanowisko w administracji Rzymu i chciał znaleźć grób Archimedesa. Nie było mu łatwo, bo Cyceron nie znalazł nikogo, kto wskazałby dokładne miejsce pochówku matematyka.

Pomimo niewiadomych i całkowitej niewiedzy o tym, gdzie znajdują się szczątki Archimedesa, Cyceronowi udało się zlokalizować grób, bardzo blisko drzwi Agrigento. Jego miejsce spoczynku było w złym stanie, więc Cyceron postanowił oczyścić swój grób i ku swojemu zdziwieniu odkrył, że Został wyryty na kuli wewnątrz cylindra, nawiązując do jednego z jego odkryć.

Wkład do nauki

Chociaż upływ czasu i ciemność średniowiecza sprawiły, że wiele wiedzy o starożytności zostało utracone na zawsze, istnieje wiele wiedzy przypisywanej Archimedesowi, którym udało się dotrzeć do naszych dni. Wśród najbardziej znanych mamy następujące:

1. Zasada Archimedesa

Zasada Archimedesa jest z pewnością najsłynniejszą i najważniejszą spuścizną po grece. Archimedes zupełnie przypadkowo odkrył, jak obliczyć objętość dowolnego obiektu, niezależnie od tego, czy ma on regularny kształt.

Zasada ta mówi, że każde ciało częściowo lub całkowicie zanurzone w płynie (cieczy lub gazie) otrzymuje pchnięcie w górę równe ciężarowi płynu wyrzuconego przez obiekt. Oznacza to, że w zależności od objętości przedmiotu płyn wzrośnie mniej więcej, niezależnie od ciężaru samego przedmiotu.

Ta zasada pozwalała nie tylko poznać objętość dowolnego obiektu, ale także był kluczem do doskonalenia flotacji statków, kamizelek ratunkowych, łodzi podwodnych i balonów na ogrzane powietrze, wynalazki, które choć znacznie później niż Archimedes, nie istniałyby bez jego odkryć.

• Możesz być zainteresowany: „Galileo Galilei: biografia i wkład w naukę tego badacza”

2. Zasada dźwigni

Zanim wynaleziono nowoczesne dźwigi do przenoszenia ciężkich przedmiotów, konieczne było użycie brutalnej siły. Budowanie budynków było pracochłonnym zadaniem, a czasem nie można było ich zbudować z braku ludzi.

Na szczęście Archimedes znalazł rozwiązanie, korzystając z jednej z najbardziej podstawowych i fundamentalnych zasad fizyki i mechaniki. Zauważył, że umieszczając przedmiot na jednym końcu odpowiednio wyważonej deski z punktem podparcia, wszystko można przesunąć ze względnym wysiłkiem.

3. Postępy w matematyce

Istnieje wiele osiągnięć matematycznych, które przypisuje się postaci Archimedesa. Wśród nich jest dokładne obliczenie liczby Pi, dokonanie pierwszych przybliżeń do nieskończenie małego systemu rachunku różniczkowego i odkrycie że stosunek objętości kuli do cylindra, w którym się ona znajduje, wynosi 2:3, co zostało w ten sposób przedstawione w jego grobowcu w jego honor.

4. Metoda mechaniczna

Kolejnym z najciekawszych wkładów Archimedesa był: włączenie metody czysto mechanicznej do rozumowania i argumentacji problemów geometrycznych, coś niespotykanego w swoim czasie. Do tego czasu geometria była uważana za naukę czysto teoretyczną i powszechnie uważano, że czysta matematyka zstąpiła do innych, bardziej praktycznych nauk, które mogą być bardziej przydatne do celów wojennych i wojennych. cywile.

Archimedes w liście zaadresowanym do swego przyjaciela Eratostenesa wskazuje, że swoją mechaniczną metodą może podchodzić do zagadnień matematycznych poprzez mechanikę. Wskazuje również, że łatwiej jest skonstruować dowód twierdzenia geometrycznego, jeśli masz wcześniejszą wiedzę praktyczną, niż teoretycznie. Ta nowa metoda badawcza byłaby prekursor nieformalnego etapu odkrywania hipotez i formułowania aktualnej metody naukowej.

5. Drogomierz

Choć może się to wydawać zaskakujące, Archimedes wynalazł pierwszy licznik kilometrów. Znany jako licznik kilometrów Było to urządzenie zbudowane na zasadzie koła, które obracając się, uruchamia biegi które pozwalają obliczyć przebytą odległość.

6. Pierwsze planetarium

Na podstawie tego, co zostało powiedziane przez wielu klasycznych pisarzy, m.in. Cycerona, Ovidio, Claudiano, Marciano Capela, Cassiodorus, Sextus Empiricus i Lactantius uważani są za wynalezienie pierwszego planetarium przez Archimedesa.

Z pewnością zbudował dwa, według Cycerona. Jeden z nich reprezentował Ziemię i kilka bliskich jej konstelacji, podczas gdy inny, który miał tylko jeden obrót, Reprezentował Słońce, Księżyc, planety, które wykonywały własne i niezależne ruchy w stosunku do gwiazd naprawiony

7. Śruba Archimedesa

Archimedes wynalazł śrubę, która… pozwalał na transport wody od dołu do góry po zboczu. Według Diodorusa wynalazek ten ułatwił nawadnianie żyznych ziem Nilu w starożytnym Egipcie, ponieważ tradycyjne narzędzia wymagały dużego wysiłku ludzkiego.

Ten cylinder miał wewnątrz śrubę o tej samej długości, która utrzymywała połączenie ze sobą układ śmigieł wykonujących ruch obrotowy napędzany ręcznie dźwignią obracanie. W ten sposób śmigła zdołały wypchnąć dowolną substancję od dołu do góry, tworząc rodzaj nieskończonego obwodu.

8. Pazur Archimedesa

pazur Archimedesa, zwany także żelazną ręką, Była to jedna z najbardziej przerażających broni wojennych stworzona przez matematyka, kluczowa w obronie Sycylii przeciwko najazdom rzymskim.

Była to duża dźwignia z hakiem przymocowanym do dźwigni za pomocą zawieszonego na niej łańcucha. Za pomocą tej dźwigni manipulowano hakiem w taki sposób, że przeskakiwał nad wrogim statkiem, zahaczając go i powodując, że przewrócił się lub rozbił o skały na brzegu.

Odniesienia bibliograficzne:

• Torres-Asis, A.K. (2010) Archimedes, środek ciężkości i pierwsze prawo mechaniki: prawo dźwigni. Apeiron w Montrealu.
• Kires, M. (2007) Zasada Archimedesa w działaniu. Edukacja fizyczna.
• Parra, E. (2009) Archimedes: jego życie, prace i wkład do współczesnej matematyki. Matematyka, Educación e Internetowy magazyn cyfrowy.