АРХИМЕД: БИОГРАФИЈА, ПРИЛОЗИ И ПРОНАЛАСЦИ - НАУКА - 2025

Архимед Сиракуза (287 пне - 212 пне) био је грчки математичар, физичар, проналазач, инжењер и астроном из древног града Сиракузе, на острву Сицилије. Његови најистакнутији доприноси су Архимедов принцип, развој методе исцрпљивања, механичка метода или стварање првог планетаријума.

Тренутно се сматра једном од три најважнија лика у древној математици, заједно с Еуклидом и Аполонијем, пошто су њихови доприноси значили за то време важни научни напредак у областима израчуна, физике, геометрије и астрономије. Заузврат, то га чини једним од најистакнутијих научника у историји човека.

Упркос чињеници да је мало детаља о његовом личном животу познато - а они који су познати сумњиве су поузданости -, његови доприноси су познати захваљујући низу писама написаних о његовом раду и достигнућима која су сачувана до данас, а која припадају до преписке коју је годинама водио са пријатељима и другим тадашњим математичарима.

Архимед је био својевремено познат по својим изумима, који су привукли много пажње његових савременика, делом и због тога што су кориштени као ратни уређаји за успешно спречавање бројних римских инвазија.

Међутим, прича се да је тврдио да је једино важно математика и да су његови изуми само резултат хобија примењене геометрије. По роду, његова дела из чисте математике много су цењенија од његових изума.

Биографија

Архимед Сиракуза рођен је око 287. године пре нове ере. О његовим раним годинама се не зна много података, иако се може рећи да је рођен у Сиракузи, граду који се сматра главном морском луком на острву Сицилије, данас у Италији.

У то време Сиракуза је била један од градова који је сачињавао такозвану Магна Граециа, простор који су насељавали грчки пореци према јужном делу италијанског полуострва и на Сицилији.

Нису познати конкретни подаци о Архимедовој мајци. У вези са оцем познато је да се ово звало Фидије и да је био посвећен астрономији. Ове информације о његовом оцу познате су захваљујући фрагменту књиге Пјесникињак, коју је написао Архимед, а у којој помиње име свог оца.

Хераклид, који је био грчки филозоф и астроном, био је близак Архимед и чак је написао биографију о њему. Међутим, овај документ није сачуван, тако да су све информације садржане у њему непознате.

С друге стране, историчар, филозоф и биограф Плутарко у својој је књизи под насловом Паралелни животи указао да је Архимед био у крвној вези с Хијером ИИ, тиранином који је командовао у Сиракузи од 265. године пре нове ере.

обука

Као резултат малих информација о Архимеду, не зна се сигурно где је стекао прву обуку.

Међутим, различити историографи утврдили су да постоји велика могућност да Архимед студира у Александрији, која је била најважнији грчки културни и наставни центар у региону.

Ову претпоставку поткрепљују подаци грчког историчара Диодора Сикула, који је показао да је Архимед вероватно студирао у Александрији.

Поред тога, у многим својим радовима Архимед сам спомиње и друге научнике времена чији је рад био концентрисан у Александрији, па се може претпоставити да се заиста развијао у том граду.

Неке личности за које се верује да је Архимед водио интеракцију у Александрији су географ, математичар и астроном Ератостен са Цирене и математичар и астроном Цонон де Санос.

Породична мотивација

С друге стране, чињеница да је Архимедов отац био астроном можда је имала значајан утицај на склоности које је потом показао, јер је касније и од малих ногу у њему сведочила посебна привлачност према пољу науке. Наука.

Након његовог боравка у Александрији, процењује се да се Архимед вратио у Сиракузу.

Научни рад

Након повратка у Сиракузу, Архимед је почео да осмишљава различите артефакте због којих је врло брзо стекао неку популарност међу становницима овог града. У овом се периоду у потпуности предао научном раду, произвео разне изуме и изнио разне математичке предоџбе знатно испред свог времена.

На пример, проучавајући карактеристике чврсто закривљених и равних фигура, дошао је до стварања концепата везаних за интегрални и диференцијални рачун, који су развијени касније.

Исто тако, Архимед је био тај који је дефинисао да запремина повезана са сфером одговара двоструко већој од величине цилиндра који га садржи, а он је тај који је изумио сложени ремен, на основу својих открића о закону полуге.

Сукоб у Сиракузи

Током године 213. пне римски војници ушли су у град Сиракузу и опколили његове досељенике како би их натерали да се предају.

Ову акцију водио је грчки војни и политичар Марцо Цлаудио Марцело у оквиру Другог пучког рата. Касније је био познат као Римски мач, јер је завршио с освајањем Сиракузе.

Усред сукоба, који је трајао две године, становници Сиракузе борили су се против Римљана храброшћу и бахатошћу, а Архимед је одиграо врло важну улогу, јер се посветио стварању алата и инструмената који ће помоћи порази Римљана.

Напокон је Марцо Цлаудио Марцело заузео град Сиракузу. Пред великом Архимедовом интелигенцијом, Марцело је строго наредио да га не повреде или убију. Међутим, Архимед је убијен од руке римског војника.

Смрт

Архимед је умро 212 године пре нове ере. Више од 130 година након његове смрти, 137. године пре нове ере, писац, политичар и филозоф Марцо Тулио Цицеро заузео је положај у администрацији Рима и желео је да нађе гроб Архимеда.

Овај задатак није био лак, јер Цицеро није могао наћи никога да му каже тачну локацију. Међутим, на крају га је добио, врло близу Агригенто капије и у грозном стању.

Цицеро је очистио гробницу и открио да је унутар цилиндра утиснута сфера, као референца на Архимедово откриће волумена пре неког времена.

Верзије о његовој смрти

Прва верзија

Једна од верзија каже да је Архимед био усред решавања математичког проблема када му је пришао римски војник. Каже се да је Архимед могао тражити мало времена да реши проблем, па би га војник убио.

Друга верзија

Друга верзија је слична првој. То говори да је Архимедес решио математички проблем приликом заузимања града.

Римски војник је ушао у свој састав и наредио му да се упозна с Марцеллусом, на шта му је Архимед одговорио рекавши да прво мора решити проблем на којем је радио. Због тога је војник био узнемирен и убио га.

Трећа верзија

Ова хипотеза указује на то да је Архимед у својим рукама имао велику разноликост математичких инструмената. Тада га је војник угледао и чинило се да може да носи драгоцене предмете, па га је убио.

Четврта верзија

Ова верзија илуструје да је Архимедес срушен близу земље, размишљајући о неким плановима које је проучавао. Очигледно, римски војник је изашао иза њега и, несвесни да је то Архимед, упуцао га.

Научни доприноси Архимеда

Архимедов принцип

Архимедов принцип модерна наука сматра једном од најважнијих наслеђа античке ере.

Кроз историју и усмено је преношено да је Архимедес случајно стигао до свог открића захваљујући краљу Хиерону, који му је наредио да провери да ли је златна круна, коју му је наредио да направи, направљена само од злата чист и не садржи ниједан други метал. То је морао учинити без уништавања круне.

Каже се да је, док је Архимедес размишљао о томе како да реши овај проблем, одлучио да се окупа, а када је ушао у каду, схватио је да се ниво воде повећао када се у њега потопио.

На овај начин он би открио научни принцип који каже да „свако тело у потпуности или делимично потопљено у неку течност (течност или гас) прима потисак према горе, једнак тежини течности коју је предмет одбацио“.

Овај принцип значи да течности делују узлазну силу - гурајући се према горе - на било који предмет потопљен у њих и да је количина те силе притиска једнака тежини течности коју је избацило потопљено тело, без обзира на његову тежину.

Објашњење овог принципа описује феномен флотације и налази се у његовом Трактату о плутајућим телима.

Архимедов принцип био је огромно примењен у потомству за плутајуће објекте масовне употребе, као што су подморнице, бродови, заштитници живота и балони са топлим ваздухом.

Механичка метода

Други од најважнијих Архимедових доприноса науци било је укључивање чисто механичке - то је техничке методе у резоновању и аргументацији геометријских проблема, што је значило невиђен начин за време решавања ове врсте проблема.

У контексту Архимеда, геометрија се сматрала искључиво теоријском науком, а заједничко је то што се из чисте математике спуштала према другим практичним наукама у којима су се њени принципи могли применити.

Из тог разлога, данас се сматра претечом механике као научном дисциплином.

У писању у којем математичар открива нову методу свом пријатељу Ератостену, он указује да нам омогућава да се математици бавимо на питања математике и да је на одређени начин лакше конструисати доказ геометријске теореме ако већ постоји имате неко претходно практично знање да ако немате појма о томе.

Ова нова метода истраживања коју је провео Архимедес постала би претеча неформалне фазе открића и формулисања хипотеза савремене научне методе.

Објашњење закона полуга

Иако је полуга једноставна машина која се користила много пре Архимеда, принцип који објашњава њено деловање у свом трактату о равнотежи авиона формулисао је управо он.

Формулишући овај закон, Архимедес успоставља принципе који описују различита понашања полуге приликом постављања два тела на њу, у зависности од њихове тежине и удаљености од тежишта.

На овај начин он истиче да два тела која се могу мерити (пропорционално), поставити на полугу, балансирају када су на удаљености обрнуто пропорционалној њиховој тежини.

На исти начин то чине и немерљива тела (која се не могу мерити), али овај закон је Архимед могао доказати само са телима првог типа.

Његова формула принципа полуге је добар пример примене механичке методе, јер је према ономе што објашњава у писму упућеном Доситеу, прво откривено механичким методама које је применио у пракси.

Касније их је формулисао користећи геометријске методе (теоријске). Из овог експериментирања на телима такође је настао појам тежишта.

Развој методе исцрпљености или исцрпљености за научну демонстрацију

Исцрпљеност је метода која се користи у геометрији која се састоји од приближавања геометријских фигура чија је површина позната, натписом и обрезом, над неким другим чије је подручје предвиђено да буде познато.

Иако Архимед није творац ове методе, он ју је мајсторски развио, успевајући да кроз њу израчуна прецизну вредност Пи.

Архимед је, користећи методу исцрпљивања, уписао и заокружио шестерокут до обима пречника 1, смањујући разлику између подручја шестерокутника и обима на апсурд.

Да би то учинио, пресекао је шестерокутнице стварајући полигоне са до 16 страна, као што је приказано на претходној слици.

На овај начин, он је одредио да је вредност пи (односа између дужине обима и његовог пречника) између вредности 3.14084507… и 3.14285714….

Архимед је мајсторски користио методу исцрпљивања јер није успео само да приступи израчунавању вредности Пи са прилично ниском грешком, и, зато, пожељно, већ и зато што је Пи ирационални број, кроз Овом методом и добијеним резултатима постављени су темељи који ће клијати у инфинитезималном систему рачунице, а касније и у модерном интегралном рачуну.

Мера круга

Да би одредио површину круга, Архимед је користио методу која се састојала од цртања квадрата који се тачно уклапа у круг.

Знајући да је површина квадрата збир његових страна и да је површина круга већа, почео је да ради на добијању апроксимација. То је учинио тако што је на квадрат поставио шестстрани полигон, а затим радио са сложенијим многокутима.

Архимед је био први математичар у историји који се приближио озбиљном прорачуну броја Пи.

Геометрија сфера и цилиндара

Међу девет трактата који сачињавају Архимедов рад о математици и физици, два су свеска о геометрији сфера и цилиндара.

Овај рад се бави утврђивањем да је површина било које полумјера у полумјеру четири пута већа од његовог највећег круга и да је запремина сфере двије трећине волумена цилиндра у који је уписана.

Изуми

Одометар

Такође познат као бројач километара, био је изум овог славног човека.

Овај уређај је направљен на принципу точка, који се, када се окреће, активира зупчанике који омогућавају израчунавање пређеног пута.

Према истом том принципу, Архимед је дизајнирао различите врсте одометра за војне и цивилне сврхе.

Први планетаријум

Ослањајући се на сведочанство многих класичних писаца као што су Цицерон, Овидије, Клаудије, Марцијано Капела, Касиодор, Секст Емпирицус и Лактанциј, многи научници данас приписују стварање првог рудиментарног планетарију Архимеду.

То је механизам састављен од низа „сфера“ који су успели да имитирају кретање планета. За сада нису познати детаљи овог механизма.

Према Цицерону, планетаријуми које је саградио Архимедес су била два. У једном од њих била је представљена земља и различита сазвежђа у близини.

У другој, са једном ротацијом, сунце, месец и планете вршили су сопствене и независне покрете у односу на фиксне звезде на исти начин као што су то радили у стварном дану. У последњем, поред тога, могу се посматрати узастопне фазе и помрачења месеца.

Архимедов вијак

Архимедов вијак је уређај који се користи за пренос воде од дна према нагибу помоћу цеви или цилиндра.

Према грчком историчару Диодору, захваљујући овом проналаску олакшано је наводњавање плодних земаља смештених дуж реке Нил у старом Египту, јер су традиционални алати захтевали огроман физички напор који је исцрпио раднике.

Цилиндар који се користи има вијак исте дужине, који одржава међусобно повезани систем пропелера или ребра који врше ротацијски покрет вођен ротирајућом полугом.

На овај начин, пропелери успевају да потисну било коју супстанцу одоздо према горе, формирајући неку врсту бесконачног круга.

Арцхимедес канџа

Архимедесова канџа, или гвоздена рука као што је познато, било је једно од најстрашнијих оружја рата које је створио овај математичар, постајући најважније за одбрану Сицилије од римских упада.

Према истраживању које су спровели професори са Универзитета Дрекел Цхрис Роррес (Департман за математику) и Харри Харрис (Департман за грађевинарство и архитектуру), радило се о великој ручици која је на кваку била причвршћена закачена кука помоћу ланца који је висио с њега.

Кроз полугу се манипулирало куком тако да је пао на непријатељски брод, а циљ му је био да се закачи и подигне до те мере да ће га, кад је пуштен, моћи да га потпуно преврне или да налети на стијене на обали.

Роррес и Харрис су на Симпозијуму „Изванредне машине и грађевине антике“ (2001) представили минијатурни приказ овог артефакта под називом „Изврсна ратна машина: Изградња и рад Архимедове гвоздене руке“

За спровођење овог рада ослањали су се на аргументе древних историчара Полибија, Плутарха и Тита Ливија.

Референце

1. АССИС, А. (2008). Архимед, тежиште и први закон механике. Приступљено 10. јуна 2017. на боурабаи.ру.
2. ДИЈКСТЕРХУИС, Е. (1956). Архимед. Преузето 9. јуна 2015. на Ворлд Виде Вебу: боокс.гоогле.цо.ве/боокс.
3. МОЛИНА, А. (2008). Метода истраживања Архимеда Сиракузе: интуиција, механика и исцрпљеност. Консултован је 10. јуна 2017. на веб страници Ворлд Виде Вебпродуцционциентифица.луз.еду.
4. О'ЦОННОР, Ј. и РОБЕРТСОН, Р. (1999). Архимед Сиракузе. Преузето 9. јуна 2017. са хистори.мцс.ст-анд.ац.ук.
5. ПАРРА, Е. (2009). Архимед: његов живот, дела и доприноси модерној математици. Преузето 9. јуна 2017. на лфунес.униандес.еду.цо.
6. КУИНН, Л. (2005). Архимед Сиракузе. Преузето 9. јуна 2017. са матх.уцденвер.еду.
7. РОРРЕС, Ц. и ХАРРИС, Х. (2001). Изврсна ратна машина: конструкција и управљање жељезном руком Архимеда. Преузето 10. јуна 2017. са цс.дрекел.еду.
8. ВИТЕ, Л. (2014). Архимедов принцип. Приступљено 10. јуна 2017. на репоситори.уаех.еду.мк.