อาร์คิมิดีส: ชีวประวัติและผลงานทางวิทยาศาสตร์ของนักวิจัยชาวกรีกคนนี้

สมัยโบราณคลาสสิกเป็นช่วงเวลาที่วุ่นวาย แต่ในขณะเดียวกันก็เต็มไปด้วยความก้าวหน้าและการพัฒนาทางวิทยาศาสตร์ สำคัญว่าถ้าไม่ใช่ในยุคกลาง เราคงไปได้ไกลกว่าที่เราอยู่แน่นอน ตอนนี้

แม้ว่าประชากรส่วนใหญ่จะไม่รู้หนังสือและไม่ได้รับการศึกษา แต่มีชายผู้ยิ่งใหญ่เพียงไม่กี่คนที่อาศัยอยู่ในนั้น ในยุคนั้น ได้แก่ อาร์คิมิดีส นักคณิตศาสตร์ผู้ยิ่งใหญ่ นักฟิสิกส์ และนักประดิษฐ์สิ่งประดิษฐ์เพื่อวัตถุประสงค์ทางแพ่ง และเหนือสิ่งอื่นใด ทหาร.

ต่อไปเราจะเห็นชีวิตและการมีส่วนร่วมอย่างมากในด้านวิทยาศาสตร์ของนักวิจัยคนนี้ผ่านชีวประวัติของอาร์คิมิดีสและ เราจะเข้าใจได้ดีขึ้นว่ารากฐานของสิ่งที่จะกลายเป็นวิธีการทางวิทยาศาสตร์ของเรานั้นเป็นอย่างไร แม้จะผ่านมาแล้วเกือบ 2,000 ปีก็ตาม ทันสมัย.

• บทความที่เกี่ยวข้อง: "Arcesilao: ชีวประวัติของปราชญ์ชาวกรีกคนนี้"

อาร์คิมิดีสแห่งซีราคิวส์: ชีวประวัติและผลงานทางวิทยาศาสตร์

อาร์คิมิดีสเป็นนักคณิตศาสตร์ นักฟิสิกส์ นักประดิษฐ์ วิศวกร และนักดาราศาสตร์ ซึ่งอาศัยอยู่ในสมัยกรีกโบราณเมื่อประมาณ 2,000 ปีก่อน สมัยนั้นน้อยคนนักที่มีโอกาสได้รู้วิธีอ่านเขียน จึงมีงานเขียนเกี่ยวกับเขาและทุกเรื่องไม่มากนัก สิ่งที่เรารู้เกี่ยวกับนักประดิษฐ์คนนี้มาจากประเพณีปากเปล่าและคำให้การของนักเขียนคลาสสิกหลายคน ส่วนใหญ่ตามหลังอาร์คิมิดีส

บ้านเกิดของเขาคือซีราคิวส์ เมืองที่ตั้งอยู่ในมักนา กราเซีย ภูมิภาคหนึ่งตั้งรกรากอยู่บนเกาะซิซิลีและทางใต้ของคาบสมุทรอิตาลี. ผู้ปกครองเมืองนั้นซึ่งปกครองเมืองนี้ในฐานะเผด็จการคือ Hieron II ซึ่งต้องสงสัยว่าเกี่ยวข้องกับอาร์คิมิดีสไม่ทางใดก็ทางหนึ่ง ไม่ว่าความสัมพันธ์ของพวกเขาจะเป็นอย่างไร ทั้งสองก็มีความสัมพันธ์ที่น่าสนใจมาก เนื่องจาก Herion II ไว้วางใจให้นักคณิตศาสตร์เป็นที่ปรึกษาและนักประดิษฐ์เพื่อปกป้องเมือง

เรารู้จักครอบครัวอาร์คิมิดีสเพียงเล็กน้อย ไม่ค่อยมีใครรู้จักเกี่ยวกับแม่ของเขา แต่เกี่ยวกับพ่อของเขา ฟีเดียส นักดาราศาสตร์ที่ถ่ายทอดความสนใจในศาสตร์แห่งท้องฟ้า ดูเหมือนว่าเขาไม่ได้แต่งงานหรือมีบุตร และถ้าเขาทำ สิ่งนั้นก็ถูกลบออกจากพงศาวดารของประวัติศาสตร์ เราไม่สามารถยืนยันได้ว่าเขาพูดว่า "ยูเรก้า" ที่มีชื่อเสียงของเขากำลังเดินเปลือยกายอยู่ตามถนนในบ้านเกิดของเขาหรือไม่ หรือเขาพูดวลีที่ว่า "ตั้งหลักให้ฉันแล้วฉันจะขยับโลก

ปีแรก

อาร์คิมิดีสเกิดเมื่อ 287 ปีก่อนคริสตกาล ค. ในเมืองซีราคิวส์ ซิซิลี ขอบคุณส่วนหนึ่งของหนังสือ "The Sand Counter" ที่ทำให้เรารู้ว่าพ่อของเขาชื่อ Phidias และเขาเป็นนักดาราศาสตร์ที่มีชื่อเสียงในสมัยนั้น เมื่อเห็น Phidias ลูกชายของเขาแสดงความสามารถที่ยอดเยี่ยมตั้งแต่อายุยังน้อย เขาจึงตัดสินใจแนะนำให้เขารู้จักโลกของคณิตศาสตร์และดาราศาสตร์

ด้วยความสามารถที่ยอดเยี่ยมและความสัมพันธ์ที่ดีของเขากับกษัตริย์แห่งซีราคิวส์ Hieron II Archimedes ถูกส่งไปยังอเล็กซานเดรียใน 243 ปีก่อนคริสตกาล ค. ศูนย์กลางของศาสตร์แห่งเวลา เพื่อให้สามารถขยายความรู้ในวิชาคณิตศาสตร์ภายใต้การสอนของความโดดเด่นของเวลา ในบรรดาครูของเขาคือ Canon de Samos นักคณิตศาสตร์ผู้ยิ่งใหญ่ซึ่งอาร์คิมิดีสรุ่นเยาว์ได้เรียนรู้มากมาย หลังจากที่เขาอยู่ในเมืองอียิปต์ อาร์คิมิดีสก็กลับไปบ้านเกิดเพื่อเริ่มการวิจัย

บริการเพื่อแผ่นดิน

เมื่อกลับมาจากอเล็กซานเดรีย อาร์คิมิดีส เขาได้รับการยอมรับให้เป็นที่ปรึกษาของ Hiero II ซึ่งรับผิดชอบการออกแบบระบบและอุปกรณ์ต่างๆ ที่จะช่วยป้องกันเมือง. ภายใต้การคุ้มครองและการอุปถัมภ์ของพระมหากษัตริย์ นักคณิตศาสตร์รุ่นเยาว์มีอิสระเต็มที่ที่จะทำการทดลองทุกประเภท ตราบใดที่พวกเขาได้รับประโยชน์จากกษัตริย์และซีราคิวส์ โดยมี Hieron II เป็นผู้อุปถัมภ์ อาร์คิมิดีสจะเริ่มต้นช่วงเวลาแห่งการวิจัยอย่างกว้างขวางและความก้าวหน้าที่ยิ่งใหญ่

ตอนที่สำคัญที่สุดตอนหนึ่งสำหรับอาชีพการงานของเขาคือตอนที่กษัตริย์มีคำสั่งให้ก่อสร้าง ของเรือที่ใหญ่ที่สุดเท่าที่เคยสร้างมาด้วยความโชคร้ายที่เมื่อลงทะเลแล้วมันก็ ติดอยู่ แม้ว่าจะใช้กำลังดุร้ายก็ตาม เรือ Hieron II ก็ไม่สามารถถอดออกได้ เขาได้มอบหมายให้อาร์คิมิดีสจัดการเพื่อให้เรือลอยได้ ดังนั้น อาร์คิมิดีสจึงคิดค้นระบบรอกแบบผสมที่เพิ่มแรงผลัก เคลื่อนย้ายเรือโดยใช้ความพยายามเพียงเล็กน้อย วางรากฐานของกฎของคาน

ช่วงเวลาที่สำคัญที่สุดอีกช่วงหนึ่งในชีวิตของอาร์คิมิดีสคือเมื่อกษัตริย์ขอให้เขาแก้ไขข้อสงสัยที่ทำให้เขานอนไม่หลับ พระมหากษัตริย์ต้องการทราบว่ามงกุฎของเขาเป็นทองคำแท้หรือถูกหลอกและภายในทำด้วยวัสดุที่มีค่าน้อยกว่า. ปัญหานี้กลายเป็นเรื่องน่าปวดหัวอย่างแท้จริงสำหรับอาร์คิมิดีส เพราะเขาไม่รู้ว่าจะแก้ปัญหานี้อย่างไรโดยไม่ทำลายมงกุฎและมองเข้าไปข้างใน

นักวิทยาศาสตร์ชาวกรีกรู้ว่าเขาต้องหาความหนาแน่นของมงกุฎ และเมื่อพิจารณาว่ามีน้ำหนักเท่ากับแท่งทองคำ คำตอบจึงต้องมีอยู่ในปริมาตร ปัญหาคือในขณะนั้นไม่ทราบวิธีคำนวณปริมาตรของวัตถุที่ไม่สม่ำเสมอ ในตำนานเล่าว่าเขาค้นพบวิธีทำในขณะที่อาบน้ำ ขณะที่เขากระโดดลงไปในอ่าง เขาเห็นระดับน้ำสูงขึ้น ปริมาณน้ำที่เพิ่มขึ้นนั้นแปรผันตรงกับปริมาตรของร่างกายที่จมอยู่ใต้น้ำ

จากนี้ท่านสรุปว่า ถ้าเขาจุ่มเม็ดมะยมลงไปและวัดความผันแปรของระดับน้ำ เขาก็จะสามารถรู้ได้อย่างแม่นยำว่าปริมาตรของมันคืออะไร. นี่เป็นหนึ่งในการค้นพบที่ยิ่งใหญ่ของเขา และด้วยเหตุนี้ จึงเป็นที่รู้จักในนามหลักการของอาร์คิมิดีส ว่ากันว่าเมื่อเผชิญกับการค้นพบดังกล่าว เขาออกมาจากห้องอาบน้ำอย่างร่าเริงตะโกนว่า "ยูเรก้า" เปลือยกายอยู่ตามถนนในซีราคิวส์ ก่อนที่ผู้คนจะจ้องมองด้วยความประหลาดใจ

ความขัดแย้งในซีราคิวส์

ในช่วงปี 213 ก. ค. ทหารโรมันโจมตีเมืองซีราคิวส์และรังควานชาวเมืองให้ยอมจำนน. การกระทำนี้นำโดย Marco Claudio Marcelo ทหารและนักการเมืองชาวโรมันผู้มีชื่อเสียงที่ได้รับศีลล้างบาปในฐานะ Sword of Rome ซึ่งเป็นบุคคลสำคัญในสงครามพิวนิกครั้งที่สอง สงครามกินเวลาสองปีซึ่งชาวเมืองซีราคิวส์ต่อสู้กับชาวโรมันด้วย ความกล้าหาญความดื้อรั้นและความดุร้ายในหมู่พวกเขาอาร์คิมิดีสซึ่งมีบทบาทสำคัญในการป้องกัน เมือง

แต่น่าเสียดายที่เมืองจบลงด้วยการล่มสลาย มาร์โก เคลาดิโอ มาร์เซโล ผู้ซึ่งรู้จักความเฉลียวฉลาดของอาร์คิมิดีส ได้สั่งอย่างชัดเจนว่าอย่าทำร้ายหรือฆ่าเขา เพราะเขาต้องการให้เขาอยู่ท่ามกลางที่ปรึกษา อย่างไรก็ตาม อาร์คิมิดีสตายด้วยน้ำมือของทหารโรมันคนหนึ่งจากความเขลาหรือความโง่เขลาของลูกน้องเอง ใน 212 ก. ค. สิ่งที่เกิดขึ้นมีสี่เวอร์ชัน

การตายของอาร์คิมิดีสสี่ราย

รุ่นหนึ่งบอกว่าอาร์คิมิดีสอยู่ในระหว่างการแก้ปัญหาทางคณิตศาสตร์เมื่อทหารโรมันเข้ามาหาเขา นักคณิตศาสตร์ lเอ๋ขอเวลาแก้ปัญหาเล็กน้อยและนั่นไม่ควรทำให้ทหารพอใจที่ตัดสินใจจบชีวิตลง

อีกเวอร์ชันหนึ่งบอกว่าอาร์คิมิดีสกำลังแก้ปัญหาทางคณิตศาสตร์เมื่อนำซีราคิวส์ไป ทหารโรมันเข้ามาในบริเวณบ้านและสั่งให้เขาไปพบกับมาร์เซโล ซึ่งนักคณิตศาสตร์ตอบว่าเขาต้องการแก้ปัญหาที่เขากำลังทำอยู่ ทหารไม่พอใจกับคำตอบ ลอบสังหารอาร์คิมิดีสที่ไม่เชื่อฟังมาร์เซโล

มีรุ่นที่สามที่บอกว่าอาร์คิมิดีสมีเครื่องมือทางคณิตศาสตร์มากมายอยู่ในมือของเขา ทหาร เห็นเขาคิดว่าเขาต้องพกของมีค่าหรืออาวุธบางอย่าง เพื่อเอาชนะผู้รุกรานชาวโรมัน ดังนั้นเขาจึงจบชีวิตนักคณิตศาสตร์โดยไม่คิดสองครั้ง

ในที่สุด รุ่นที่สี่และสมจริงที่สุดบอกว่าอาร์คิมิดีสหมอบอยู่บนพื้น ครุ่นคิดถึงแผนการของเขาอย่างใดอย่างหนึ่ง ขณะที่เขากำลังศึกษาเขาอยู่ ทหารโรมันคนหนึ่งเดินเข้ามาหาเขาจากข้างหลังซึ่ง โดยไม่รู้ว่าเป็นอัจฉริยะชาวกรีก เขาจึงตัดสินใจยิงเขาที่ด้านหลัง.

หลังจากที่เขาเสียชีวิต

หลังจากท่านมรณภาพไปแล้วกว่า 130 ปี ในปี 137 ปีก่อนคริสตกาล ค. นักเขียน นักการเมือง และนักปรัชญาชาวโรมัน Marco Tulio Cicero ดำรงตำแหน่งในการบริหารกรุงโรมและต้องการหาหลุมฝังศพของอาร์คิมิดีส. ไม่ใช่เรื่องง่ายสำหรับเขา เพราะซิเซโรไม่พบใครที่จะระบุตำแหน่งที่ฝังนักคณิตศาสตร์ได้อย่างแม่นยำ

แม้จะไม่รู้ว่าซากศพของอาร์คิมิดีสอยู่ที่ไหน ซิเซโรก็หาที่ฝังศพใกล้กับประตูเมืองอากริเจนโตได้ ที่พำนักของเขาอยู่ในสภาพที่ย่ำแย่ ซิเซโรจึงตัดสินใจทำความสะอาดหลุมฝังศพของเขา และเขาก็พบว่า มันถูกจารึกไว้บนทรงกลมในทรงกระบอก เป็นการพาดพิงถึงการค้นพบอย่างหนึ่งของเขา.

ผลงานด้านวิทยาศาสตร์

แม้ว่ากาลเวลาและความมืดมิดของยุคกลางจะทำให้ความรู้เรื่องสมัยโบราณเกิดขึ้นมากมาย much สูญหายไปตลอดกาล มีความรู้มากมายที่มาจากอาร์คิมิดีสที่เข้าถึงเราได้ วัน ในบรรดาที่โดดเด่นที่สุดเรามีดังต่อไปนี้:

1. หลักการของอาร์คิมิดีส

หลักการของอาร์คิมิดีสเป็นมรดกที่มีชื่อเสียงและสำคัญที่สุดของชาวกรีกอย่างแน่นอน. อาร์คิมิดีสค้นพบวิธีการคำนวณปริมาตรของวัตถุโดยบังเอิญโดยไม่ได้ตั้งใจ ไม่ว่าจะมีรูปร่างปกติหรือไม่ก็ตาม

หลักการนี้ระบุว่าทุกร่างที่จมอยู่ในของเหลวบางส่วนหรือทั้งหมด (ของเหลวหรือก๊าซ) จะได้รับแรงผลักขึ้นด้านบนเท่ากับน้ำหนักของของเหลวที่หลุดออกจากวัตถุ นั่นคือขึ้นอยู่กับปริมาตรของวัตถุ ของเหลวจะเพิ่มขึ้นมากหรือน้อยโดยไม่คำนึงถึงน้ำหนักของวัตถุเอง

หลักการนี้ไม่เพียงแต่ทำให้รู้ปริมาตรของวัตถุเท่านั้นแต่ยัง เป็นกุญแจสำคัญในการทำให้การลอยตัวของเรือ เสื้อชูชีพ เรือดำน้ำ และบอลลูนลมร้อน hotสิ่งประดิษฐ์ที่ถึงแม้จะช้ากว่าอาร์คิมิดีสมาก แต่ก็ไม่มีอยู่จริงหากปราศจากการค้นพบของเขา

• คุณอาจสนใจ: "กาลิเลโอกาลิเลอี: ชีวประวัติและผลงานทางวิทยาศาสตร์ของนักวิจัยคนนี้"

2. หลักการคันโยก

ก่อนที่ปั้นจั่นสมัยใหม่จะถูกประดิษฐ์ขึ้นเพื่อเคลื่อนย้ายของหนัก จำเป็นต้องใช้กำลังเดรัจฉาน การสร้างอาคารเป็นงานที่ต้องใช้แรงงานมาก และบางครั้งก็เป็นไปไม่ได้ที่จะสร้างมันขึ้นมาเพราะขาดผู้ชาย

โชคดีที่อาร์คิมิดีส พบวิธีแก้ปัญหาโดยใช้หลักการพื้นฐานและพื้นฐานที่สุดประการหนึ่งของฟิสิกส์และกลศาสตร์. เขาสังเกตว่าการวางวัตถุไว้บนปลายด้านหนึ่งของกระดานที่มีจุดศูนย์กลางที่สมดุลอย่างเหมาะสม ทุกสิ่งสามารถเคลื่อนย้ายได้ด้วยความพยายามสัมพัทธ์

3. ความก้าวหน้าทางคณิตศาสตร์

มีความก้าวหน้าทางคณิตศาสตร์มากมายที่เกิดจากร่างของอาร์คิมิดีส ในหมู่พวกเขามีการคำนวณจำนวน Pi อย่างแม่นยำทำให้การประมาณครั้งแรกกับระบบแคลคูลัสที่น้อยที่สุดและค้นพบ ว่าอัตราส่วนระหว่างปริมาตรของทรงกลมกับทรงกระบอกที่พบคือ 2: 3 ซึ่งเป็นสิ่งที่แสดงไว้ในหลุมฝังศพของเขาใน เกียรติ.

4. วิธีการทางกล

ผลงานที่น่าสนใจที่สุดของอาร์คิมิดีสก็คือ การรวมวิธีการทางกลอย่างหมดจดในการให้เหตุผลและการโต้แย้งของปัญหาทางเรขาคณิต, สิ่งที่ไม่เคยได้ยินมาก่อนในสมัยนั้น ก่อนหน้านั้น เรขาคณิตถือเป็นวิทยาศาสตร์เชิงทฤษฎีล้วนๆ และเป็นเรื่องปกติที่จะคิดว่า คณิตศาสตร์ล้วนสืบเชื้อสายมาจากวิทยาศาสตร์เชิงปฏิบัติอื่น ๆ ที่อาจมีประโยชน์มากกว่าสำหรับวัตถุประสงค์ในการทำสงครามและสงคราม พลเรือน

ในจดหมายที่ส่งถึงเพื่อนของเขา Eratosthenes อาร์คิมิดีสระบุว่าด้วยวิธีทางกลของเขา เขาสามารถตอบคำถามทางคณิตศาสตร์ผ่านกลศาสตร์ได้ นอกจากนี้ยังบ่งชี้ด้วยว่าการสร้างการพิสูจน์ทฤษฎีบทเรขาคณิตนั้นง่ายกว่าหากคุณมีความรู้เชิงปฏิบัติมาก่อนมากกว่าการตั้งสมมติฐานตามทฤษฎี วิธีการวิจัยใหม่นี้จะเป็น สารตั้งต้นของขั้นตอนที่ไม่เป็นทางการของการค้นพบสมมติฐานและการกำหนดวิธีการทางวิทยาศาสตร์ในปัจจุบัน.

5. เครื่องวัดระยะทาง Od

อาร์คิมิดีสได้ประดิษฐ์เครื่องวัดระยะทางขึ้นเป็นครั้งแรก เรียกว่ามาตรระยะทาง เป็นอุปกรณ์ที่สร้างขึ้นตามหลักการของล้อที่เมื่อหมุนแล้วจะเปิดใช้งานเกียร์ ที่ให้คุณคำนวณระยะทางที่เดินทางได้

6. ท้องฟ้าจำลองแห่งแรก

อ้างอิงจากสิ่งที่นักเขียนคลาสสิกหลายคนกล่าวไว้ ได้แก่ ซิเซโร, โอวิดิโอ, คลอเดียโน, มาร์เซียโน Capela, Cassiodorus, Sextus Empiricus และ Lactantius ได้รับการพิจารณาว่าเป็น Archimedes ที่คิดค้นท้องฟ้าจำลองแห่งแรก

เขาสร้างสองอย่างแน่นอนตาม Cicero. หนึ่งในนั้นเป็นตัวแทนของโลกและกลุ่มดาวหลายกลุ่มที่อยู่ใกล้เคียง ในขณะที่อีกกลุ่มหนึ่งซึ่งมีการหมุนเพียงครั้งเดียว มันเป็นตัวแทนของดวงอาทิตย์ ดวงจันทร์ ดาวเคราะห์ที่เคลื่อนที่ด้วยตัวเองและสัมพันธ์กับดวงดาว in แก้ไขแล้ว

7. สกรูอาร์คิมีดีน

อาร์คิมิดีสคิดค้นสกรูที่ อนุญาตให้ลำเลียงน้ำจากล่างขึ้นบนข้ามทางลาดได้. ตามคำกล่าวของ Diodorus การประดิษฐ์นี้อำนวยความสะดวกในการชลประทานในดินแดนอันอุดมสมบูรณ์ของแม่น้ำไนล์ในอียิปต์โบราณ เนื่องจากเครื่องมือแบบดั้งเดิมนั้นเกี่ยวข้องกับการระดมความพยายามของมนุษย์อย่างมาก

กระบอกนี้มีสกรูที่มีความยาวเท่ากันซึ่งเชื่อมต่อถึงกัน ระบบของใบพัดที่ทำการเคลื่อนไหวแบบหมุนที่ขับเคลื่อนด้วยคันโยกด้วยมือ manually หมุน ดังนั้นใบพัดจึงสามารถผลักสารใด ๆ จากล่างขึ้นบนจนกลายเป็นวงจรที่ไม่มีที่สิ้นสุด

8. อาร์คิมิดีสกรงเล็บ

กรงเล็บของอาร์คิมิดีสหรือที่เรียกว่ามือเหล็ก มันเป็นหนึ่งในอาวุธสงครามที่น่ากลัวที่สุดที่สร้างขึ้นโดยนักคณิตศาสตร์ซึ่งมีความสำคัญในการป้องกันซิซิลี ต่อต้านการรุกรานของโรมัน

มันเป็นคันโยกขนาดใหญ่ที่มีตะขอเกี่ยวติดอยู่กับคันโยกโดยใช้โซ่ที่ห้อยลงมา โดยใช้คันโยกนี้ ตะขอถูกจัดการในลักษณะที่มันจะพุ่งข้ามเรือศัตรู เกี่ยวมันและทำให้พลิกคว่ำหรือกระแทกกับหินบนฝั่ง

การอ้างอิงบรรณานุกรม:

• ตอร์เรส-อาซิส, เอ.เค. (2010) อาร์คิมิดีส จุดศูนย์กลางแรงโน้มถ่วง และกฎข้อที่หนึ่งของกลศาสตร์: กฎของคาน Apeiron มอนทรีออล
• คีเรส, เอ็ม. (2007) หลักการของอาร์คิมิดีสในการดำเนินการ ฟิสิกส์ศึกษา.
• พาร์รา อี. (2009) อาร์คิมิดีส: ชีวิต ผลงาน และผลงานของเขาในวิชาคณิตศาสตร์สมัยใหม่ Matemática, Educación และนิตยสารดิจิทัลทางอินเทอร์เน็ต