ARCHIMEDES: BIOGRAFIA, PRÍSPEVKY A VYNÁLEZY - VEDA - 2026

Archimedes of Syrakúzy (287 pnl - 212 pnl) bol grécky matematik, fyzik, vynálezca, inžinier a astronóm zo starovekého mesta Syrakúzy na ostrove Sicília. Jeho najvýznamnejšími príspevkami sú archimedovský princíp, vývoj metódy vyčerpania, mechanická metóda alebo vytvorenie prvého planetária.

V súčasnosti je spolu s Euclidom a Apolóniom považovaný za jednu z troch najdôležitejších osobností starovekej matematiky, pretože ich príspevky znamenali dôležité vedecké pokroky v čase v oblasti počtu, fyziky, geometrie a astronómie. Toto ho zase robí jedným z najvýznamnejších vedcov v dejinách ľudstva.

Napriek tomu, že je známych len málo detailov o jeho osobnom živote - a tie, o ktorých je známe, má pochybnú spoľahlivosť -, jeho príspevky sú známe vďaka sérii listov napísaných o jeho práci a úspechoch, ktoré sa dodnes zachovali a ktoré patria na korešpondenciu, ktorú roky udržiaval s priateľmi a inými matematikmi tej doby.

Archimedes bol vo svojej dobe známy svojimi vynálezmi, ktoré priťahovali veľkú pozornosť od jeho súčasníkov, čiastočne preto, že sa používali ako vojnové zariadenia, aby úspešne zabránili početným rímskym vpádom.

Hovorí sa však, že tvrdil, že jediná skutočne dôležitá vec bola matematika a že jeho vynálezy boli iba produktom koníčka aplikovanej geometrie. V potomkoch boli jeho práce v čistej matematike oceňované oveľa viac ako jeho vynálezy.

životopis

Archimedes of Syrakúzy sa narodil približne v roku 287 pred Kristom. O jeho prvých rokoch nie je známe veľa informácií, hoci sa dá povedať, že sa narodil v Syrakúzach, meste považovanom za hlavný prístav na Sicílii, dnes v Taliansku.

V tom čase bolo Syrakúzy jedným z miest, ktoré tvorili tzv. Magnu Graecia, čo bol priestor obývaný osadníkmi gréckeho pôvodu smerom k južnej časti talianskeho polostrova a na Sicílii.

O matke Archimedes nie sú známe žiadne konkrétne údaje. Pokiaľ ide o otca, je známe, že sa to nazývalo Phidias a že sa venoval astronómii. Táto informácia o jeho otcovi je známa vďaka fragmentu knihy Počítadlo pieskov, ktorú napísal Archimedes, v ktorej spomína meno svojho otca.

Heraclides, grécky filozof a astronóm, bol blízkymi priateľmi s Archimedesom a dokonca o ňom napísal životopis. Tento dokument sa však nezachoval, takže všetky informácie v ňom uvedené nie sú známe.

Na druhej strane historik, filozof a životopisec Plutarch vo svojej knihe s názvom Paralelné životy uviedol, že Archimedes mal krvný vzťah s Hierom II, tyranom, ktorý velil v Syrakúzach od roku 265 pred Kristom.

výcvik

V dôsledku málo informácií o Archimede nie je isté, kde získal svoj prvý výcvik.

Rôzni historiografi však zistili, že existuje vysoká možnosť, že Archimedes študoval v Alexandrii, ktoré bolo najdôležitejším gréckym kultúrnym a vyučovacím strediskom v regióne.

Tento predpoklad potvrdzujú informácie, ktoré poskytol grécky historik Diodorus Siculus, ktorý uviedol, že Archimedes pravdepodobne študoval v Alexandrii.

Okrem toho sám Archimedes v mnohých svojich dielach spomína iných vedcov, ktorých práca bola sústredená v Alexandrii, takže sa dá predpokladať, že sa skutočne vyvinula v tomto meste.

Niektoré z osobností, s ktorými sa predpokladá, že Archimedes interagoval v Alexandrii, sú geograf, matematik a astronóm Eratosthenes z Cyrene a matematik a astronóm Conon de Sanos.

Rodinná motivácia

Na druhej strane skutočnosť, že Archimedesov otec bol astronómom, mohla mať značný vplyv na sklony, ktoré následne preukázal, pretože neskôr, od mladého veku, sa v ňom preukázala zvláštna príťažlivosť k vedeckej oblasti. veda.

Odhaduje sa, že po svojom pôsobení v Alexandrii sa Archimedes vrátil do Syrakúz.

Vedecká práca

Po návrate na Syrakúzy začal Archimedes vymýšľať rôzne artefakty, ktoré ho veľmi skoro prinútili získať popularitu medzi obyvateľmi tohto mesta. V tomto období sa úplne venoval vedeckej práci, produkoval rôzne vynálezy a vyvodzoval rôzne matematické predstavy v dostatočnom predstihu pred svojím časom.

Napríklad pri štúdiu charakteristík pevných kriviek a rovinných útvarov prišiel, aby vyniesol koncepty týkajúce sa integrálneho a diferenciálneho počtu, ktoré boli vyvinuté neskôr.

Rovnako Archimedes bol ten, kto definoval, že objem spojený s guľou zodpovedá dvojnásobku veľkosti valca, ktorý ju obsahuje, a bol to on, kto vynašiel zloženú kladku na základe svojich objavov o zákone páky.

Konflikt v Syrakúzach

V roku 213 pred Kristom vstúpili rímski vojaci do mesta Syrakúzy a obkľúčili svojich osadníkov, aby sa vzdali.

Túto akciu viedl grécky vojenský a politik Marco Claudio Marcelo v rámci druhej punkčnej vojny. Neskôr bol známy ako Rímsky meč, pretože nakoniec dobyl Syrakúzu.

Uprostred konfliktu, ktorý trval dva roky, obyvatelia Syrakúz bojovali proti Rimanom s odvahou a divokosťou a Archimedes hral veľmi dôležitú úlohu, pretože sa venoval vytváraniu nástrojov a nástrojov, ktoré pomôžu poraziť Rimanov.

Nakoniec Marco Claudio Marcelo vzal mesto Syrakúzy. Pred veľkou inteligenciou Archimedesov nariadil Marcelo prísnym spôsobom, aby mu neublížili ani nezabili. Avšak Archimedes bol zabitý rímskym vojakom.

úmrtia

Archimedes zomrel v roku 212 pnl. Viac ako 130 rokov po jeho smrti, v roku 137 pred Kristom, spisovateľ, politik a filozof Marco Tulio Cicero zastával pozíciu v správe Ríma a chcel nájsť hrob Archimeda.

Táto úloha nebola jednoduchá, pretože Cicero nemohla nájsť nikoho, kto by označil presnú polohu. Nakoniec ho však dostal veľmi blízko k bráne Agrigento a v žalostnom stave.

Cicero vyčistil hrobku a zistil, že guľa bola vložená do valca ako odkaz na objav Archimeda, ktorý sa objavil pred časom.

Verzie o jeho smrti

Prvá verzia

Jedna z verzií uvádza, že Archimedes bol v polovici riešenia matematického problému, keď ho oslovil rímsky vojak. Hovorí sa, že Archimedes možno požiadal o vyriešenie problému trochu času, aby ho vojak zabil.

Druhá verzia

Druhá verzia je podobná prvej. Hovorí, že Archimedes riešil matematický problém, keď bolo mesto vzaté.

Do jeho areálu vstúpil rímsky vojak a nariadil mu, aby sa stretol s Marcellusom, na ktorý Archimedes odpovedal a uviedol, že najprv musí vyriešiť problém, na ktorom pracoval. V dôsledku tejto reakcie bol vojak rozrušený a zabil ho.

Tretia verzia

Táto hypotéza naznačuje, že Archimedes mal v rukách veľkú rôznorodosť nástrojov matematiky. Potom ho vojak uvidel a zdalo sa, že môže nosiť cenné veci, a tak ho zabil.

Štvrtá verzia

Táto verzia ukazuje, že Archimedes bol krčený blízko k zemi a uvažoval o niektorých plánoch, ktoré študoval. Zrejme sa za ním postavil rímsky vojak a bez vedomia, že to bol Archimedes, ho zastrelil.

Vedecké príspevky Archimedesa

Princíp Archimedes

Archimedovský princíp je modernou vedou považovaný za jeden z najdôležitejších odkazov staroveku.

V celej histórii a ústne sa vysielalo, že Archimedes prišiel k svojmu objavu náhodou vďaka kráľovi Hieronovi, ktorý ho poveril kontrolou, či zlatá koruna, ktorú si objednala, bola vyrobená iba zo zlata čistý a neobsahoval žiaden iný kov. Musel to urobiť bez zničenia koruny.

Hovorí sa, že zatiaľ čo Archimedes uvažoval, ako vyriešiť tento problém, rozhodol sa vykúpať sa, a keď vstúpil do vane, uvedomil si, že hladina vody sa zvýšila, keď sa do nej ponoril.

Týmto spôsobom by objavil vedecký princíp, ktorý hovorí, že „každé telo úplne alebo čiastočne ponorené v tekutine (tekutine alebo plyne) dostane vzostupný ťah, ktorý sa rovná hmotnosti tekutiny uvoľnenej predmetom.“

Tento princíp znamená, že tekutiny vyvíjajú vzostupnú silu - tlačia smerom nahor - na akýkoľvek predmet, ktorý je v nich ponorený, a že množstvo tejto tlačnej sily sa rovná hmotnosti kvapaliny vytlačenej ponoreným telesom bez ohľadu na jeho hmotnosť.

Vysvetlenie tohto princípu opisuje fenomén flotácie a nachádza sa v jeho pojednávaní o plávajúcich telách.

Archimedov princíp sa nesmierne uplatňoval v potomkoch na plávanie predmetov s veľkým využitím, ako sú ponorky, lode, záchranné prostriedky a teplovzdušné balóny.

Mechanická metóda

Ďalším z najdôležitejších prínosov Archimedesa pre vedu bolo zahrnutie čisto mechanického - to je technická metóda do zdôvodnenia a argumentácie geometrických problémov, čo v danom čase znamenalo bezprecedentný spôsob riešenia tohto typu problému.

V súvislosti s Archimedesom bola geometria považovaná za výlučne teoretickú vedu a spoločnou vecou bolo, že z čistej matematiky zostúpila k iným praktickým vedám, v ktorých bolo možné uplatniť jej princípy.

Z tohto dôvodu sa dnes považuje za predchodcu mechaniky ako vedeckú disciplínu.

V písaní, v ktorom matematik vystavuje novú metódu svojmu kamarátovi Eratosthenesovi, naznačuje, že nám to umožňuje riešiť otázky matematiky prostredníctvom mechaniky, a že určitým spôsobom je ľahšie zostaviť dôkaz geometrickej vety, ak už existuje. máte nejaké predchádzajúce praktické znalosti, že ak o tom nemáte predstavu.

Táto nová výskumná metóda, ktorú uskutočnil Archimedes, by sa stala predchodcom neformálnej fázy objavovania a formulovania hypotéz modernej vedeckej metódy.

Vysvetlenie pákového zákona

Aj keď je páka jednoduchým strojom, ktorý sa používal dávno pred Archimedesom, bol to on, kto formuloval princíp, ktorý vysvetľuje jeho fungovanie v jeho pojednaní o rovnováhe lietadiel.

Pri formulovaní tohto zákona stanovuje Archimedes zásady, ktoré popisujú rôzne správanie páky pri umiestňovaní dvoch tiel na ňu, v závislosti od ich váhy a vzdialenosti od miesta podopierania.

Poukazuje na to, že dve telá, ktoré je možné merať (úmerne), umiestnené na páke, vyvážia, keď sú vo vzdialenostiach nepriamo úmerných ich hmotnosti.

Rovnakým spôsobom to robia nezmerateľné orgány (ktoré sa nedajú merať), ale tento zákon preukázali Archimedes iba s orgánmi prvého typu.

Jeho formulácia princípu páky je dobrým príkladom uplatňovania mechanickej metódy, pretože podľa toho, čo vysvetľuje v liste adresovanom Dositeo, sa najskôr zistilo, že sa použili mechanické metódy, ktoré uviedol do praxe.

Neskôr ich formuloval pomocou geometrických metód (teoretických). Z tohto experimentovania na telách vyplynula aj predstava ťažiska.

Vývoj metódy vyčerpania alebo vyčerpania pri vedeckej demonštrácii

Vyčerpanie je metóda používaná v geometrii, ktorá pozostáva z aproximácie geometrických útvarov, ktorých oblasť je známa pomocou popisu a ohraničenia nad niektorými inými, ktorých oblasť je známa.

Aj keď Archimedes nebol tvorcom tejto metódy, vyvinul ju majstrovsky a pomocou nej dokázal vypočítať presnú hodnotu Pi.

Archimedes pomocou metódy vyčerpania napísal a ohraničil šesťuholníky na obvod priemeru 1, čím zmenšil rozdiel medzi plochou šesťuholníkov a oblasťou obvodu na absurditu.

Aby to urobil, rozdelil šesťuholníky a vytvoril polygóny s až 16 stranami, ako je znázornené na predchádzajúcom obrázku.

Týmto spôsobom určil, že hodnota pi (vzťahu medzi dĺžkou obvodu a jeho priemerom) je medzi hodnotami 3.14084507… a 3,14285714….

Archimedes majstrovsky použil metódu vyčerpania, pretože sa jej nielenže podarilo priblížiť výpočet hodnoty Pi s pomerne nízkym rozpätím chýb, a preto žiaduce, ale aj preto, že Pi je iracionálne číslo prostredníctvom Táto metóda a získané výsledky položili základy, ktoré by vyklíčili v systéme nekonečného počtu a neskôr v modernom integrálnom počte.

Miera kruhu

Na určenie oblasti kruhu použil Archimedes metódu, ktorá spočívala v nakreslení štvorca, ktorý sa presne zmestil do kruhu.

Keď vedel, že plocha námestia je súčtom jeho strán a že plocha kruhu je väčšia, začal pracovať na približovaní sa. Urobil to tak, že nahradil štvorec šesťstranným mnohouholníkom a potom pracoval s komplexnejšími mnohouholníkmi.

Archimedes bol prvý matematik v histórii, ktorý sa priblížil k vážnemu výpočtu čísla Pi.

Geometria guľôčok a valcov

Medzi deviatimi pojednaniami, ktoré kompilujú Archimedesovu prácu v oblasti matematiky a fyziky, existujú dva zväzky týkajúce sa geometrie gule a valca.

Táto práca sa týka zistenia, že plocha akejkoľvek gule s polomerom je štvornásobkom objemu jej najväčšej kružnice a že objem gule je dve tretiny objemu valca, v ktorom je zapísaná.

vynálezy

počítač kilometrov

Bol známy aj ako počítadlo kilometrov a bol vynálezom tohto slávneho muža.

Toto zariadenie bolo skonštruované na princípe kolesa, ktoré pri otáčaní aktivuje ozubené kolesá, ktoré umožňujú vypočítať prejdenú vzdialenosť.

Podľa toho istého princípu Archimedes navrhol rôzne typy počítadiel kilometrov na vojenské a civilné účely.

Prvý planetárium

Na základe svedectiev mnohých klasických spisovateľov, ako sú Cicero, Ovid, Claudian, Marciano Capela, Cassiodorus, Sextus Empiricus a Lactantius, mnohí vedci dnes pripisujú Archimedovi vytvorenie prvého základného planetária.

Je to mechanizmus zložený zo série „sfér“, ktorým sa podarilo napodobniť pohyb planét. Podrobnosti tohto mechanizmu zatiaľ nie sú známe.

Podľa Cicera boli planetáriom postaveným Archimedesom dve. V jednej z nich bola zastúpená zem a rôzne súhvezdia v jej blízkosti.

Na druhej strane slnko, mesiac a planéty pri jedinej rotácii vykonávali svoje vlastné a nezávislé pohyby vo vzťahu k pevným hviezdam rovnako ako v skutočný deň. V druhom prípade bolo možné pozorovať následné fázy a zatmenia Mesiaca.

Archimedova skrutka

Archimedova skrutka je zariadenie, ktoré sa používa na prepravu vody zdola nahor cez svah pomocou trubice alebo valca.

Podľa gréckeho historika Diodora sa vďaka tomuto vynálezu uľahčilo zavlažovanie úrodných krajín, ktoré sa nachádzajú pozdĺž rieky Níl v starovekom Egypte, pretože tradičné nástroje si vyžadovali obrovské fyzické úsilie, ktoré vyčerpalo pracovníkov.

Použitý valec má vo vnútri skrutku rovnakej dĺžky, ktorá udržuje vzájomne prepojený systém vrtúľ alebo rebier, ktoré vykonávajú rotačný pohyb ručne poháňaný otočnou pákou.

Týmto spôsobom vrtule dokážu vytlačiť akúkoľvek látku zdola nahor a vytvoriť tak nekonečný okruh.

Archimedes pazúr

Archimedova pazúr alebo železná ruka, ako je známe, bola jednou z najohrozenejších vojenských zbraní vytvorených týmto matematikom a stala sa najdôležitejšou pre obranu Sicílie pred rímskou inváziou.

Podľa výskumu profesorov univerzity Drexel, Chrisa Rorresa (Katedra matematiky) a Harryho Harrisa (Katedra stavebného inžinierstva a architektúry), bola to veľká páka, ktorá mala k páke pripevnený záchytný hák. pomocou reťaze, ktorá z nej visela.

Prostredníctvom páky bol hák manipulovaný tak, že spadol na nepriateľskú loď, a jeho cieľom bolo zavesiť ho a zdvihnúť do takej miery, že keď bude prepustený, bude ho schopný úplne prevrátiť alebo spôsobiť náraz na kamene na brehu.

Rorres a Harris predstavili na sympóziu „Mimoriadne stroje a štruktúry staroveku“ (2001), miniatúrne zobrazenie tohto artefaktu s názvom „Úžasný vojnový stroj: Konštrukcia a prevádzka Archimedovej železnej ruky“

Pri vykonávaní tejto práce vychádzali z argumentov starovekých historikov Polybiusa, Plutarcha a Tita Livia.

Referencie

1. ASSIS, A. (2008). Archimedes, ťažisko a prvý zákon mechaniky. Prístup k 10. júnu 2017 na bourabai.ru.
2. DIJKSTERHUIS, E. (1956). Archimedes. Načítané 9. júna 2015 na World Wide Web: books.google.co.ve/books.
3. MOLINA, A. (2008). Metóda vyšetrovania Archimedes of Syrakúzy: intuícia, mechanika a vyčerpanie. Konzultácie dňa 10. júna 2017 na webovej stránke Webproduccioncientifica.luz.edu.
4. O'CONNOR, J. & ROBERTSON, R. (1999). Archimedes of Syrakúzy. Načítané 9. júna 2017 z histórie.mcs.st-and.ac.uk.
5. PARRA, E. (2009). Archimedes: jeho život, diela a príspevky k modernej matematike. Načítané 9. júna 2017 na adrese lfunes.uniandes.edu.co.
6. QUINN, L. (2005). Archimedes of Syrakúzy. Načítané 9. júna 2017, z math.ucdenver.edu.
7. RORRES, C. & HARRIS, H. (2001). Úžasný vojnový stroj: Konštrukcia a prevádzka Archimedovej železnej ruky. Načítané 10. júna 2017 z cs.drexel.edu.
8. VITE, L. (2014). Archimedov princíp. Prístup k 10. júnu 2017 na repository.uaeh.edu.mx.