Архимед е древногръцки учен, физик, математик, механик. Автор на множество открития в геометрията. Основател на хидростатиката, механиката, изобретател.

Биография

Архимед е роден през 287 г. пр.н.е. д. в Сиракуза в Сицилия. Бащата на Архимед, Фидий, е астроном и математик, ползва се с благоволението на тирана Сиракуза Хиерон II (според Плутарх). Бащата е този, който вдъхва на детето любов към науката, която по-късно прераства в делото на живота на Архимед.

Баща му изпраща Архимед да учи в египетската Александрия, която в древния свят е била научен и културен център. Тук Архимед бързо се срещна с редица известни учени от онова време: Ератостен, астрономът Конон. Можем да кажем, че младият сицилианец имаше късмет: по това време Александрийската библиотека процъфтява, тя събра около 700 000 ръкописа. В библиотеката Архимед се запознава с произведенията на редица гръцки геометри и тези знания са му много полезни в бъдеще.

След обучение Архимед се завръща на родния си остров. Сиракуза го посрещна топло - той не се нуждаеше от нищо и можеше спокойно да учи наука. Малко се знае за живота му през този период. По време на живота на учения за него започват да се създават множество легенди и след много векове объркването само се засилва.

Известно е само, че Архимед е направил много много ценни подаръци на родната си Сиракуза. След като разработи идеята за използване на лост, ученият създаде цял комплекс от блок-лостови механизми в пристанището на Сиракуза, което значително улесни и ускори процеса на транспортиране на тежки товари.

Винтът (винт на Архимед) направи възможно сравнително лесно получаване на големи количества вода от ниско разположени резервоари. Напоителните канали получаваха непрекъснато снабдяване с влага и сиракузците можеха да бъдат сигурни в реколтата си.

Но Архимед оказа основната услуга на родния си град през 212 г. пр. н. е. д. След това, по време на Втората Пуническа война, римляните обсадиха Сиракуза. 75-годишният учен участва активно в защитата, прилагайки на практика новите си изобретения. Той създаде мощни хвърлящи машини, които изпратиха много римляни в отвъдния свят. Когато последните все пак пробиха по-близо до града, те бяха посрещнати от градушка от камъни от леки хвърлящи машини. Крановете на Архимед просто преобръщаха римски кораби.

В резултат на това римляните трябваше да преминат на дълга обсада, тъй като осъзнаха безполезността на щурмуването на град, охраняван от учени. Има легенда, че жителите на града дори са успели да изгорят много римски кораби с помощта на големи огледала. Тази легенда обаче не е потвърдена. Най-вероятно корабите са били изгорени с балисти.

Въпреки всички усилия на Архимед, Сиракуза все още е заловена в резултат на предателство. При щурмуването на града от римляните Архимед е убит. Невъзможно е да се знае със сигурност как е починал, тъй като има няколко версии за това наведнъж.

Византийският Йоан Цец пише, че по време на битката Архимед ентусиазирано рисувал нещо на пясъка близо до къщата. Когато римски войник стъпи върху чертежа, ученият изкрещя към него и беше убит.

Версията на Плутарх: римският генерал Марцел изпратил войник за Архимед. Когато ученият отказал да го последва, ядосан легионер го намушкал до смърт.

Версията на Диодор Сицилийски: когато римският войник започва да влачи учения при Марцел, Архимед започва да се съпротивлява и заплашва да използва своите машини. Тъй като неговите изобретения всяват страх у нашествениците, войникът незабавно убива Архимед. Марцел го направи великолепно почетно погребение и убиецът трябваше да загуби главата си.

Има и версия, която твърди, че Архимед е отишъл при Марцел, за да демонстрира своите устройства. Войниците забелязали блясъка на стъкло и метал в ръцете на стареца и го убили, разчитайки на златна плячка.

През 75 г. пр.н.е. д. Цицерон намери полуразрушения гроб на Архимед.

Основните постижения на Архимед

Архимед е известен със своите изследвания в областта на математиката, механиката, астрономията.
Решени редица задачи, свързани с математическия анализ.
Разработва учението за коничните сечения.
Създаден е нов начин за решаване на кубични уравнения.
Намерени са абсолютно всички полуправилни полиедри.
Решава редица задачи в геометрията, които са разработени едва през 17 век.
Разработи метод за определяне на плътността на телата чрез потапяне в течност.
Подобряване на ливъриджа.
Архимедов винт.
Автор на книгата „За равновесието на плоските фигури“ и на есето „За плаващите тела“.
Той открива концепцията за центъра на тежестта.
Той построил планетариум, който позволил да се наблюдава движението на небесните тела.
Той направи значителен принос за развитието на изчисляването на разстоянието до небесните тела.
Развива учението за хелиоцентричната система на света в композицията "Псамит".

Важни дати в биографията на Архимед

287 г. пр.н.е д. - раждане в Сиракуза.
212 г. пр. н. е д. - смърт от ръцете на римляните.

Римският генерал Марцел, командир на обсадата на Сиракуза, каза: „Ще трябва да прекратим войната срещу геометъра“.
Идеята за изчисляване на плътността на обектите дойде на учения във ваната, когато видя как тялото му измества водата от ваната.
Хвърлящите машини на Архимед можеха да изстрелват камъни с тегло до 250 кг. По това време това беше уникална бойна машина.
Авторът на известната поговорка „Дайте ми опорна точка и аз ще разместя Земята!“
Съвременниците смятат Архимед почти за полубог и неговите военни изобретения ужасяват римляните, които никога преди не са се сблъсквали с нещо подобно.
След себе си Архимед не остави ученици, защото не искаше да създава собствено училище и да обучава наследници.
"Архимедов винт" е изобретен от учения в младостта му и е предназначен за напояване на ниви. Винтовете се използват в много индустрии днес. А в Египет все още доставят вода на нивите.
Считан за един от най-добрите математици и изобретатели на всички времена.
Някои съвременници смятаха Архимед за луд. За да демонстрира уменията си, ученият пред Хиерон извади на брега триери с помощта на блокова система.
Според някои легенди, по време на превземането на Сиракуза, специален отряд на римляните е изпратен в търсене на учения, който е трябвало да заловят Архимед и да го предадат на командване. Ученият загина само при абсурден инцидент.
Някои от изчисленията на Архимед са повторени само хиляда и петстотин години по-късно от Нютон и Лайбниц.
Направи първия в света планетариум.
Приятелят на Архимед Хераклид пише биография на великия учен, но тя е загубена. Сега на практика нищо не се знае за живота му.
Той смятал математиката за най-добрия си приятел.
Някои учени твърдят, че Архимет е изобретателят на оръдието. Така Леонардо да Винчи дори нарисува скица на парно оръдие, чието изобретение приписва на древногръцки учен. Плутарх пише, че по време на обсадата на Сиракуза римляните са стреляли по определено устройство, което наподобява дълга тръба и „изплюват“ гюлетата.
Известната легенда за огледалата, които изгаряха римски кораби, е многократно опровергана. Най-вероятно огледалата са били използвани само за насочване на балисти, които изстрелват запалителни снаряди по римския флот. Смята се също, че римляните са били принудени да се съгласят с нощното нападение на града именно поради използването на огледала от защитниците на Сиракуза.

Архимед е древногръцки изобретател, математик, механик и инженер, живял през 3 век пр. н. е. (287 - 212 пр. н. е.).

Не се знае много за живота му, тъй като почти всички автори, които са предали биографията му, са живели много по-късно.

В резултат на това биографията на Архимед е пълна с легенди, някои от които са станали много популярни.

Биография на Архимед накратко

Архимед е роден в Сиракуза – това е една от първите гръцки колонии на остров Сицилия. Възможно е баща му да е прочутият Фидий, астроном и математик. Путарх също съобщава, че Архимед е близък роднина на Хиерон II, тирана на Сиракуза.

Тъй като е свързан с такива знаменитости, Архимед успя да получи отлично образование: той учи в Александрия, която по това време беше известна като център на науката. След обучение той се завръща в родината си и може напълно да се занимава с наука, тъй като не се нуждае от средства.

Изобретенията на Архимед

Архимедов винт или шнек - служи за повдигане и транспортиране на товари, загребване на вода. Това устройство все още се използва (например в Египет).
Различни видове кранове на базата на блокове и лостове.
"Небесна сфера" - първият планетариум в света, с помощта на който е било възможно да се наблюдава движението на слънцето, луната и петте известни тогава планети.
Число близко до числото P е т. нар. "Архимедово число": 3 1/7; Самият Архимед посочи точността на приближаването на това число. За да разреши този проблем, той построи кръг от 96-ъгълника, вписани и описани около него, чиито страни след това измери.
Откриване на основния закон на физиката като цяло и хидростатиката в частност. Този закон е кръстен на него и се състои в съотношението на силата на плаваемост, обема и теглото на тяло, потопено в течност.
Като първият теоретик на механиката Архимед въвежда в нея мисловни експерименти. Първите подобни експерименти са неговите доказателства за закона за лоста и закона на Архимед.

Защита на Сиракуза

През 212 г. римляните обсадиха Сиракуза. Но те не можеха да превземат града дълго време. Легендите разказват, че дълга защита стана възможна благодарение на един жител на града - Архимед. Той построява хвърлящи машини, които унищожават римската армия с тежки снаряди, и кранове, които издигат вражески кораби и ги потопяват.

Снимка на Архимедов винт

Съобщава се също как Архимед с помощта на огледала и полирани до блясък щитове подпалва римски кораби, фокусирайки слънчевите лъчи върху тях. Смята се, че корабите са били подпалени от горящи снаряди, хвърлени с помощта на същите метателни машини, а фокусираните слънчеви лъчи са служели само за гледка.

блокове и лостове на Архимед снимка

Споменаванията за това оръжие са само легенди, но през последните години бяха проведени експерименти, за да се установи дали тези изобретения биха могли действително да съществуват. През 2005 г. учените възпроизвеждат кранове, които се оказват доста функционални. А през 1973 г. гръцкият учен Йоанис Сакас подпалил модел от шперплат на римски кораб, използвайки комбинация от огледала.

Изобретенията на Архимед, защитаващи снимка на Сиракуза

Въпреки това учените продължават да се съмняват в съществуването на „огледално“ оръжие в Сиракуза, тъй като никой от древните автори не го споменава; сведения за него се появяват едва през ранното средновековие – от автора на 6 век Антимий от Тралий. Въпреки героичната - и блестяща - защита, Сиракуза най-накрая е превзета и Архимед умира през същата година.

Има много версии за смъртта на учения, но повечето от тях са съгласни, че Архимед е бил убит от римски войник, когато седял близо до къщата си и размишлявал над рисунките.

Архимед (287 г. пр. н. е. - 212 г. пр. н. е.) - гръцки математик, инженер и физик, положил основите на механиката и хидростатиката. Той придоби световна слава благодарение на откритията си в геометрията.

Сведения за Архимед са оставени от Тит Ливий, Плутарх, Полибий, Цицерон, Витрувий и други антични автори. Но всички те живееха след описаните събития. Архимед е роден в Сиракуза (гръцка колония в Сицилия). Бащата на бъдещия учен беше астрономът и математик Фидий, който беше тясно свързан с тирана на Сиракуза. Гръцкият изобретател учи в египетската Александрия - научният център от онова време. Тук той се запознава с астронома Конон и философа Ератостен. След това Архимед се завръща в Сиракуза. Тук той винаги беше заобиколен от внимание и никога не се нуждаеше от средства. Но истинските събития от живота му са трудни за разграничаване от легендите, причината за които са неговите изобретения.

Легенди

Казват, че ученият открил известния закон на Архимед, когато се къпел. Според легендата той вика "Еврика!" („Намерих го!“) Изскочих гол на улицата.

Според друга легенда Архимед е помогнал за пускането на тежък многопалубен кораб, построен с помощта на специална блокова система. В същото време той каза: „Дайте ми опорна точка и мога да обърна света с главата надолу“.

Инженерният гений на учения се проявява по време на обсадата на Сиракуза по време на Втората Пуническа война. Според легендата по това време Архимед е на 75 години. Въпреки това, мощните метателни машини, проектирани от инженера, бомбардират римските войски. Специални кранове улавяха римски кораби с железни куки, вдигаха ги и ги хвърляха надолу по такъв начин, че корабите потъват. Освен това по време на обсадата на Сиракуза римската флота е изгорена с огледала и полирани щитове, които фокусират слънчевите лъчи върху корабите. Имайте предвид, че достоверността на последните истории е потвърдена от експерименти.

Смъртта на Архимед

Има няколко версии за смъртта на Архимед. Според разказа на Джон Цец, в разгара на битката, математикът седял близо до къщата си и размишлявал върху рисунките, които е направил върху пясъка по пътя. Протичащ римски войник стъпи върху рисунката, след което ученият се втурна към него с думите: „Не докосвайте чертежите!“. В резултат на това войникът хладнокръвно уби стареца.

Но Плутарх казва, че един войник дошъл при Архимед и казал, че е бил извикан от Марцел. Но ученият помоли легионера да изчака, докато реши проблема. Воинът се ядоса и прониза изобретателя с меч. Според третата версия Архимед лично отишъл при Марцел, възнамерявайки да му вземе инструменти за измерване на Слънцето. Но бремето му привлече вниманието на римляните. Последният решил, че ученият носи злато или бижута, и го убил.

Диодор Сикулски твърди, че Архимед е умрял, докато е скицирал диаграма. По това време римският войник започна да го влачи, но, погълнат от диаграмата, ученият каза: „Махай се от моята диаграма! Някой да ми даде колата!" Римлянинът се уплашил и убил стареца. Въпреки това Марцел уреди великолепно погребение на учения и убиецът беше обезглавен. Плутарх също така твърди, че Марцел бил силно ядосан от смъртта на изобретателя, когото той заповядал да не се докосва.

Научна дейност

Плутарх отбелязва, че Архимед е бил обсебен от математиката. Занимавайки се с наука, той дори забрави за храната. Гръцкият учен е отговорен за изследванията по аритметика, геометрия и алгебра. По-специално, Архимед е този, който намира всички полуправилни полиедри, разработва учението за коничните сечения и открива геометричен начин за решаване на кубични уравнения. Той намери общ метод за изчисляване на обеми и площи. Идеите на Архимед станаха основата на интегралното смятане. Но той смяташе за най-доброто си постижение определянето на обема и повърхността на сферата. Дори на гроба му Архимед поиска да избие топка, вписана в цилиндър.

Изобретателят изчислява площта на повърхността на сегмент от топка и завой на така наречената "архимедова спирала", определя обемите на сегментите на елипсоид, топка и параболоид. Архимед изчисли съотношението на обиколката към диаметъра. Идеите на Архимед значително изпреварват времето си. Едва през 17 век. учените продължават и развиват трудовете на великия математик.

Архимед е първият, който успешно прилага лоста на практика. Например, той построи доста механизми с блок-връзки, които улесняват повдигането и транспортирането на тежки товари. Великият инженер изобретил Архимедовия винт (шнек), предназначен да загребва вода. Този механизъм се използва и до днес в Египет. Архимед става първият теоретик на механиката.

Освен това гръцки учен построил планетариум, по време на движението на който е било възможно да се наблюдават някои от планетите, изгревът на Слънцето, фазите и затъмненията на Луната. Той вярвал, че системата на света е хелиоцентрична (планетите се въртят около слънцето).

Следните произведения на Архимед са оцелели до наши дни:

"За спиралите";
"Квадратура на парабола";
„На плаващи тела“;
„За топка и цилиндър“;
„Измерване на кръг“;
"Псамит";
"Стомах";
Книгата на лемите.

Архимед създава над 40 изобретения. Повечето от тях принадлежат към областта на военните технологии. Например машините за хвърляне, изобретени от Архимед, изстрелват камъни с тегло 250 кг. Някои съвременни изследователи дори твърдят, че Архимед е изобретил оръдието.

Следните имена са кръстени в чест на гениалния учен:

кратер Архимед;
астероид 3600 Архимед;
улици в Амстердам, Днепропетровск, Донецк, Нижни Новгород и площад в Сиракуза.

Веднъж Лайбниц каза, че ако четете внимателно трудовете на Архимед, тогава откритията на геометрите вече няма да са изненадващи. Всъщност някои от изчисленията на гръцкия учен бяха повторени само 1,5 хиляди години по-късно от същите Лайбниц и Нютон.

Карел Чапек пише разказа „Смъртта на Архимед“. Неканонични версии за смъртта на учения са дадени в разказите на руските писатели А. Башкуев „Убий Архимед“ и О. Ворон „Войната и Геометърът“.

През 1972 г. за великия учен е заснет карикатурата "Коля, Оля и Архимед".

Най-общо очертахме живота на един изобретател, неговите научни и изобретателски постижения. В тази статия ще се опитаме да изброим изобретенията на Архимед с по-подробно обяснение.

Представяме ви списък с изобретения на Архимед за бърза навигация:

Подобряване на ливъриджа

„Бъдете на мое разположение друга земя, върху която
Можех да стана, бих преместил нашите."
в) Архимед

Архимед, разбира се, не беше този, който изобрети лоста, тъй като това е доста просто устройство, но той беше този, който теоретично описа принципите на неговото действие и, разбирайки тези принципи, успя да го развие и подобри. Той също така обясни принципа на многостепенното предаване.

В своята работа "За равновесието на равнините или центровете на тежестта на равнините" Архимед пише следното:

Телата с еднакво тегло, които са на еднакво разстояние от центъра, ще бъдат в равновесие, но ако разстоянието за едно от тях се промени, тогава балансът ще бъде нарушен в полза на тялото, което е на по-далечно разстояние от центъра .
Ако вземете две тела с еднакво тегло, които са на еднакво разстояние от центъра, и добавите допълнително тегло към едно от тях, тогава балансът ще се наруши в полза на по-голямо тегло.

Принцип на ливъриджа и математическа връзка

Червячна предавка

Много историци смятат, че Архимед също е успял да изобрети червячната предавка. Като се има предвид, че Архимед е изобретил витлото за вдигане на вода, няма съмнение, че той е могъл да предположи преди това изобретение. По-късно той описва винт със специален полунарез, който се плъзга по винта по резбата му. Но за ерата на Херон този механизъм изглежда остарял, тъй като по негово време вече са съществували винтове и гайки. Възможно е Херон да е описал точно изобретението на Архимед, след като е прочел някои от неговите произведения, които не са достигнали до нас.

Свързваща ролка

Макарата е колело, по което може да се монтира въже или верига. Човек, който дърпа от единия край на въжето, може да повдигне тежестта от другия край на въжето. Колелото на макарата действа като опорна точка, намалявайки силата, необходима за повдигане на товар. Архимед изобретил цяла система от макари за повдигане и преместване на товари.

Системата на макарите може да бъде допълнително усложнена, за да се получи по-голямо увеличение на силата.

Последователното усложняване на ролковата система и изчисленията за тях показват, че е възможно да се постигне намаляване на необходимата сила с коефициент 4.

Цар Хиерон, като чу, че Архимед може да премести всякакви тежки предмети от мястото, не му повярва и поиска да го докаже. Моментът беше правилен, защото в Сиракуза просто имаше проблем с огромен кораб (корабът беше кръстен на града), който не можеше да бъде изведен от пристанището. Трябва да се отбележи, че корабът беше зашеметяващо красив и достигаше 55 метра дължина. Според Плутарх Архимед успял да изведе кораба от пристанището на Сиракуза, използвайки сложна система от лостове и макари.

Архимедов винт

"Еврика!"
в) Архимед

Също така това изобретение понякога се нарича "охлюв на Архимед" или воден винт. Устройството е предназначено за набиране на вода, например за напояване на полета. Винтът на Архимед е спирала, която се върти вътре в тръбата, пренасяйки вода нагоре върху спиралните остриета. Спиралното въртене се настройва чрез завъртане на специална дръжка отгоре. Самата дръжка може да се върти от хора, говеда или коне, а в по-късни времена може да се използва водно колело или вятърна мелница.Освен вода, гранулирани материали като пепел или пясък могат да се транспортират до върха с винт.

Може би това е едно от най-старите познати устройства за вдигане на вода. Винтът все още се използва в малки електроцентрали и дори във ферми. От 1980 г. щатът Тексас в Съединените щати използва осем витла на Архимед с диаметър около 3,6 метра, за да се справи с оттичането на буря. Пропелерът се задвижва от двигател с мощност 551 киловата и може да изпомпва до 500 хиляди литра вода в минута.

Винтът на Архимед, използван в Тексас в САЩ

Основното предимство на винта на Архимед е, че навлизането на отломки в механизма не води до смущения в работата на устройството. Например, с помощта на винта можете дори да повдигнете рибата заедно с водата, докато винтът ще продължи да работи.

Подробно обяснение как работи винтът на Архимед:

Огромен винт на Архимед, инсталиран на водноелектрическа централа:

И в това видео винтът на Архимед е направен от Lego:

Желязна ръка или нокът на Архимед

Нокътът на Архимед е оръжие, което изобретателят измисли по време на обсадата на родния му град Сиракуза. Градът трябваше да бъде защитен от флота на Римската империя, така че беше необходимо да се разработят ефективни методи за потапяне на флота директно от крепостните стени.

Точният дизайн на устройството не ни е известен, но грубо разбираме принципите, на които се основава. Ако прочетете внимателно за изобретяването на макари и лостове, тогава няма да е трудно да разберете принципа на нокътя.

Принципът на действие на нокът на Архимед

Нокът на Архимед беше система от макари, въжета и греди. В единия край на въжето имаше кука, която щеше да бъде хвърлена върху вражеския кораб и закачена под корема на кораба. От другата страна на въжето, зад стената, вече имаше бикове и хора, готови да дърпат въжето. В резултат на това многотонни кораби бяха обърнати или хвърлени върху камъни, разпръсвайки флота и екипажа на противника около стените.

Жалката римска флота не е нищо против ума на Архимед!

В наше време цели две групи хора се опитаха да построят нокътя на Архимед и да потопят кораба. Предлагаме да разгледате и двата опита и да се уверите, че устройството е функционално.

Катапулти, балисти и скорпиони

Картина, изобразяваща обсадата на Сиракуза.

По време на обсадата на Сиракуза Архимед построява артилерия, която може да покрие редица обхвати. Докато атакуващите кораби бяха на голямо разстояние, той стреля от катапулти и балисти, замервайки вражеските кораби с огромни камъни и трупи. Ако корабите се приближиха до крепостните стени за щурм, те бяха посрещнати от цял поток от стрели от „скорпиони“ (малки катапулти, хвърлящи стоманени стрели). Между другото, заслужава да се отбележи, че именно Архимед предложи да се направят вратичките, което беше иновация в укреплението от онова време. От малки отвори стрелците успешно стреляха по настъпващите римляни. Така римляните не успели да се приближат до стените на Сиракуза, а ако успеят, понесли огромни загуби.

Вярно е, че от историческа гледна точка Архимед не беше този, който пръв изобрети всички тези структури, но той очевидно направи свои собствени модификации в тях (например подобрена точност) и успешно ги използва за защита.

Пожарни огледала

Е, това изобретение за времето си определено поразява всяка фантазия. Архимед измисли как да изгаря вражеските кораби със слънцето. В някои статии това изобретение дори се нарича "лъчи на смъртта". Как беше организирано?

Римляните се установили близо до града със своите 60 квинкверема. Архимед е достатъчно оптически образован, за да прави изпъкнали огледала. Предполага се, че това не беше едно огледало, а цяла система от огледала, насочени към едно място, за да фокусират лъчите. Системата най-вероятно се състоеше от 24 огледала, които бяха комбинирани в една рамка и се завъртаха с панти, променяйки ъглите на въртене.

Как работят огледалата

Всъщност не е напълно ясно за какво точно Архимед е използвал огледала. Вероятно той не е изгорил флота с тях, а само е ослепил стрелците на корабите. Съществува и версия, според която с помощта на катапулти към корабите са хвърляни специални снаряди, които след това са били запалени с помощта на огледала, така че може да се помисли, че това са огледала, горящи кораби. Има и версия, че огледалата са били използвани само за насочване на катапулти.

През 1973 г. гръцкият учен Йонис Сакас се интересува от възможността за изгаряне на флота с помощта на огледала, така че поставя експеримент. 60 гръцки моряци държаха 70 огледала, всяко от които беше с медно покритие и имаше размери 1,5 метра на 1 метър. Огледалата бяха насочени към шперплатов модел на кораба, на 50 метра. Огледалата тихо подпалиха модела, което доказа практическата възможност за подпалване на флота с помощта на огледала.

През 2005 г. Разрушителите на митове повториха преживяването, макар и по малко по-различен начин. Използваха изпъкнали огледала в размер на 500 броя и с по-малка площ. Те успяха да изгорят платното на модела едва след 1 час, така че експериментът им показа, че изгарянето на флота с огледала не е много убедително.

Одометър

Одометър на Архимед

Аристотел създава одометър около 330 г. пр.н.е. Това устройство направи възможно измерването на изминатото разстояние, което беше незаменимо при създаване на карти или при изграждане на големи структури.

Принципът на километража е прост. Колелата се въртят и задвижват две предавки. След определени разстояния зъбните колела освобождават малка топка, която пада в специален контейнер. В края на пътя можете да преброите топките и да разберете кой път сте извървели.

В резултат на това римляните превзеха Сиракуза с подкупи. Предателите им отвориха портите и Архимед беше убит. По-късно Цицерон описва завръщането на римляните в Рим, като казва, че сред военната плячка има и красив механичен планетариум, изобретен от Архимед. Планетариумът показа движението на пет планети и едно затъмнение. Тази реконструкция показа ежедневното движение на звездите около Земята, затъмненията на Слънцето и Луната и тяхното движение по еклиптиката.

Ако... О, ако големите държави от древността обърнаха малко повече внимание на своите славни изобретатели - поне по същия начин, както сегашните правителства не пестят от финансирането на високотехнологични военни програми, тогава - кой знае на какъв език ние сега бих говорил с вас и в коя държава живеехте? Какво би се случило, ако Леонардо да Винчи или Никола Тесла имаха възможността да разширят в пълна степен своите таланти?

Вече писахме за да Винчи. Време е да отдадем почит на още един, може би първият технически гений на човечеството. Великият математик, физик, инженер и астроном, недооценен приживе и случайно убит от ръката на неграмотен войник - той би могъл да ускори научно-техническата революция с почти две хиляди години, ако...

Кой сте вие, г-н Архимед?

Архимед (художник Доменико Фети, 17 век).

Всички истории за велики хора обикновено започват с тяхната биография. Уви, в случая с Архимед ще трябва да се задоволим само с набор от непотвърдени факти. Има много легенди за живота на този учен, но има много малко надеждна информация.

Родното място на изобретателя е Сицилия, град Сиракуза. Там прекарва по-голямата част от живота си. Датата на неговото раждане – 287 г. пр. н. е. – се установява въз основа на свидетелството на византийския историк Джон Прайс (12 век), който пише, че Архимед е живял 75 години и умира през 212 г. пр. н. е.

В своите писания изобретателят споменава, че баща му е астрономът и математик Фидий, който произхожда от благородно семейство на Сиракуза. Очевидно в ранна възраст момчето е изпратено да учи в Александрия - най-големият културен център от онова време. По-късно той активно общува с математиците от Александрийската школа (например с Ерастофен) и това предполага, че Архимед е използвал произведенията на Александрийския Евклид като „учебници“. Темите на по-нататъшните му изследвания също съвпадат с „евклидовата наука“ и значително я развиват – това е преди всичко теорията на числата, както и планиметрията и геометрията.

След като учи в Александрия, Архимед се завръща у дома и получава работа в двора на своя далечен роднина, тирана от Сиракуза Герой II. Има много легенди за това как Архимед изпълнява най-хитрите задачи на Херон, но в действителност владетелят най-вероятно не придава голямо практическо значение на своите изследвания и покровителства изключителния учен само защото присъствието му в Сиракуза значително повишава културния статус на града .

Бидейки "под крилото" на просветен монарх през по-голямата част от живота си, изобретателят можеше да работи в мир - и работи, и толкова плодотворно, че днес думата "Архимед" е непозната само за тези, които живеят в гората, молят се на колело и припадат, когато формата на самолет.

Сиракуза е един от най-влиятелните и красиви градове в античното Средиземноморие. Основан е през 8-ми век пр. н. е. под името Ширако („блато“, защото в близост до града наистина е имало блато). Герой II мъдро управлява Сиракуза в продължение на 50 години: той избягва големи войни, развива юриспруденция, наука и изкуство. Неговият наследник, младият Йероним, се възкачва на трона през 215 г. и почти веднага довежда града до разруха, като се разпада с Рим. Сиракуза падна поради факта, че някои от жителите на града решават да преговарят за условията на мирен договор и отварят малка врата в стената за римляните, но те се втурват и бързо потискат съпротивата.

Войските на римския консул Марцел обсадиха Сиракуза за много дълго време (около 8 месеца). Твърди се, че причината за забавянето е фактът, че великият учен, изправен пред заплахата от нахлуване, преминава от чиста математика към механика и започва да създава невероятни бойни устройства, за да защити родния си град. Освен това, според някои свидетелства, Архимед лично ръководи отбраната на града и се разпорежда с техническите му ресурси.

Римляните не са били глупаци. Оценявайки отбранителните нововъведения на гърците, Марцел нареди на войниците си да не докосват гениалния инженер по време на превземането на града, очевидно планирайки да го примами на служба. Не е трудно да си представим какви военни механизми би могъл да измисли Архимед, работейки за практичните и жестоки римляни.

Историята обаче разпореди друго. Според легендата един от легионерите открил учения в градината на къщата си, когато изучавал рисунки в пясъка, без да обръща внимание на уличните боеве. Или римлянинът не е разпознал този грък, или умишлено е нарушил командата на командира (те казват, че Архимед е казал на войника да не докосва чертежите му - "кръгове", но в какви термини е направил това остава неясно) - във всеки случай, най-великият ум на своето време просто беше засечен до смърт на място.

Смъртта на Архимед. Гравюра от италианска книга от 18 век.

Плутарх (45-120) съобщава, че според волята на Архимед на гроба му е монтирана топка, затворена в цилиндър, което показва, че съотношението на обемите им е 2/3. В работата си "За сфера и цилиндър" Архимед доказа същата кратност на съотношението на площта на повърхностите на тези две фигури.

Дума и дело

Достатъчно е само да хвърлим поглед към „ноу-хау” на Архимед, за да разберем колко този човек е изпреварил времето си и какъв би могъл да се превърне нашият свят, ако високите технологии се усвоят в древността толкова бързо, колкото днес. Архимед специализира математика и геометрия, две от най-важните науки, които са в основата на техническия прогрес. Революционният характер на неговите изследвания се доказва от факта, че историците смятат Архимед за един от тримата най-велики математици на човечеството (другите двама са Нютон и Гаус).

По отношение на иновациите, този грък беше с главата и раменете над всички европейски математици до Ренесанса. В общество, където е използвана напълно страховита система за номериране и в език, където думата „безброй“ (десет хиляди) е синоним на „безкрайност“, той развива ясна наука за числата и ги „брои“ до 10 64.

Архимед положи основите на интегралното смятане и теорията за свръхмалките числа. Той доказа, че съотношението на обиколката на кръг към неговия диаметър е равно на съотношението на площта на окръжността към квадрата на нейния радиус. Ученият, разбира се, не нарече това съотношение "число пи", но доста точно определи неговата стойност в диапазона от 3 + 10/71 (около 3,1408) до 3 + 1/7 (около 3,1429).

До нашето време са оцелели само няколко трактата на Архимед. Повечето от тях загинаха при два пожара в Александрийската библиотека – оцелели са само няколко превода на арабски и латински. Например, в работата "За равновесието на самолетите" авторът изследва центровете на тежестта на различни фигури. Има легенда, според която Херон помолил Архимед ясно да илюстрира „ефекта“ на лоста, известен с известната си фраза „Дай ми опорна точка и ще обърна целия свят!“ (Плутарх го цитира по различен начин: „Ако имаше друга Земя, щях да застана на нея и да преместя тази“).

Изобретателят нареди голям кораб да бъде изтеглен на брега и да се напълни с товар, след което застана близо до ролковия блок (макаровия блок) и започна да дърпа въжето, завързано за кораба, без видимо усилие. Последните, за изненада на присъстващите, „плуват“ на сушата, сякаш по вода.

Други произведения са не по-малко значими: "За коноиди и сфероиди", "За спирали", "Измерване на кръг", "Квадрат на парабола", "Псамит" ("Изчисление на пясъчните зърна" - тук ученият предложи начин за да разберете броя на песъчинките, съдържащи се в обема на всичко в света, тоест той описа системата за записване на изключително големи числа).

Отделно трябва да се каже за работата му в областта на механиката. Тук той наистина беше пионер, в много отношения напомнящ Леонардо да Винчи.

Според свидетелството на Диодор от Сикул, римските роби в Испания източвали цели реки с помощта на устройство, което Архимед е разработил по време на посещение в Египет. Това беше така нареченият "винт на Архимед" - мощна и в същото време много проста винтова помпа. Някои доказателства обаче сочат, че подобно устройство е изобретено 300 години по-рано за напояване на висящите градини на Вавилон (т.нар. „Градините на Вавилон“).

Твърди се, че Архимед е изобретил мозаечна игра - "стомах" (необходимо е да се направят разпознаваеми фигури от плоски костни парчета с различни геометрични форми - човек, животно и т.н.). На него се приписва и създаването на одометъра (устройство, което измерва изминатото разстояние).

По време на обсадата на Сиракуза Архимед построява много удивителни устройства, от които могат да се разграничат две от най-ефективните. Първият е „Архимедовата лапа“, уникална подемна машина и прототип на модерен кран. Външно изглеждаше като лост, стърчащ отвъд градската стена и оборудван с противотежест. Полибий в своята "Световна история" пише, че ако римски кораб се опита да кацне близо до Сиракуза, този "манипулатор", под контрола на специално обучен машинист, ще го хване за носа и ще го обърне (теглото на римските триери надвишава 200 тона , докато в пентер може да достигне всичките 500), заливайки нападателите.

Кранът също е оръжие!

Римляните били шокирани да видят машините на Архимед в действие. Плутарх пише, че понякога нещата стигали до абсурд: когато видели въже или дънер на стената на Сиракуза, непобедимите римски легионери бягали в паника, мислейки, че сега срещу тях ще бъде използван друг адски механизъм.

Подобни машини събориха обсадните стълби от стените на римляните, а далечните и невероятно точни катапулти на Архимед стреляха с камъни по техните кораби. Но още по-изненадващо беше втората "изненада" - лъчевото оръжие.

Осъзнавайки безполезността на опитите за превземане на града с щурм, римският флот (според различни източници около 60 кораба) хвърли котва в близост до града. Според легендата Архимед конструира голямо огледало или раздаде малки вдлъбнати огледала на войниците (историците нямат една гледна точка - понякога дори имат медни щитове, полирани до блясък), с помощта на които той „концентрира “ слънчевата светлина върху вражеския флот и го изпепели.

Цицерон пише, че след като Сиракуза е ограбена, Марцел извади две устройства - "сфери", чието създаване се приписва на Архимед. Първият беше един вид планетариум, а вторият симулира движението на звездите в небето, което предполагаше наличието на сложен механизъм на зъбно колело в него.

Доскоро това доказателство се смяташе за съмнително, но през 1900 г., близо до гръцкия остров Антикитера, на дълбочина 43 метра, бяха открити останките на кораб, от който останки от устройство - "усъвършенствана" система от бронз са открити зъбни колела, датиращи от 87 г. пр. н. е. Това доказва, че Архимед е могъл да създаде сложен механизъм - един вид "компютър" от древни времена.

Antikythera е може би най-старият механизъм на зъбно колело в света

Хиперболоид на инженер Архимед

Може ли един хитър грък наистина да нахрани рибите в морето край Сиракуза с пържени римляни? Този мит е тестван няколко пъти - и с неравномерни резултати. Най-интересен беше експериментът на Масачузетския технологичен институт, проведен през 2005 г.

Древните източници описват конструкцията на архимедовия "хиперболоид" много противоречиво - дали това са бронзови щитове, или гигантски рефлектор. Изследователите предполагат, че Архимед едва ли би могъл да направи огромен (и следователно много уязвим) отражател и избраха варианта с щитове, като ги заменят със 127 огледала с размери около 30 на 30 сантиметра.

Експериментаторите не са имали за цел да пресъздадат напълно условията за използване на "хиперболоида". Моделът на кораба е изработен от масивен дъб, въпреки че за направата на римски кораби са използвани по-запалими видове дървесина, като кипарис. Страните на кораба бяха сухи, въпреки че в действителност бяха изложени на вълните. Разстоянието до целта е 30 метра, но всъщност беше много по-голямо (поне - разстоянието на полета на стрелата). Освен това схемата остава неподвижна, а римските кораби се движат леко, дори на котва в залива Сиракуза.

На кораба бяха донесени огледала и покрити със завеси. Там и тогава възниква проблем - "оръжията" са на стойки, а не в ръцете на гръцките войници. Прицелът трябваше постоянно да се коригира, тъй като поради движението на Слънцето по небето лъчите се изместват с 1,5 метра на всеки 10 минути. Облаците също не улесниха работата - мощността на "лазера" периодично спада.

Какво излезе от това? "Оръжието на отмъщението" подейства само 10 минути, но ефектът надмина всички очаквания. Веднага след отварянето на огледалата дървото започна да се овъглява, след това се появи дим и почти веднага зад него - съсирек ярък пламък. След 3 минути огънят е потушен. В борда на кораба се появи проходна дупка.

Подвижността на реалните цели, голямото разстояние до тях, лошите отразяващи качества на бронза - всичко това говори против легендата за Архимед. Въпреки това изобретателят разполагаше с много отражатели (броят на войниците с полирани щитове по стените на града наброяваше стотици) и той не беше ограничен във времето. Архимед наистина можеше да постигне "лазерния" ефект, но не като качество, а като количество.

В експеримента огледалата бяха плоски, което не може да се каже за щитовете на гърците. Ако рефлекторите, които използваха, бяха вдлъбнати, техният "обхват" щеше да надхвърли 30 метра.

Твърде малко историческа информация е оцеляла, за да се пресъздадат оръжията на Архимед, каквито наистина биха могли да бъдат. Разумно е да се говори не за опровергаване на мита, а за теоретичната възможност на "слънчевия лазер". Експериментът показа, че физиката не противоречи на историята. Това вдъхва оптимизъм, следователно легендата за "лъчите на смъртта" на Архимед може да се счита за условно вярна.

Съвременната Сиракуза няма почти никакви следи от предишното си величие. Туристите често биват водени до така наречената „Гробница на Архимед“ в некропола Гротичели. Всъщност това римско погребение не съдържа останките на известния учен.
Палимпсестът на Архимед е християнска книга, съставена през 12 век от „езически“ пергаменти от 10 век. За това старите писма бяха измити от тях, а църковният текст беше написан върху получения материал. За щастие палимпсестът (от гръцки palin - отново и psatio - изтривам) беше направен лошо, така че старите букви се виждаха на светлина (или още по-добре - под ултравиолетова светлина). През 1906 г. се оказва, че това са три неизвестни досега произведения на Архимед.
Има легенда за това как цар Херон инструктира Архимед да провери дали бижутерът е смесил сребро в златната си корона. Целостта на продукта не може да бъде нарушена. Архимед не можеше да изпълни тази задача дълго време - решението дойде случайно, когато легна в банята и изведнъж забеляза ефекта от изместването на течността (той извика: „Еврика!“ - „Намерих го!“ И изтича гол на улицата). Той осъзнал, че обемът на тяло, потопено във вода, е равен на обема на изместената вода и това му помогнало да разкрие измамника.
Един от големите лунни кратери (широчина 82 километра) е кръстен на Архимед.

* * *

Архимед е най-подходящият кандидат за създаване на образа на древен изобретател, който е проектирал парни резервоари и летящи машини стотици години преди раждането на Христос (този жанр обикновено се нарича "сандалпънк" - по аналогия с "киберпънк" или "дизелпънк", където думата "сандал" означава сандалово дърво, както и сандали, носени от древните гърци). По днешните стандарти произведенията на Архимед са нивото на средното училище. Не забравяйте обаче, че те са направени преди повече от 2000 години и са изпреварили времето си поне с 17 век. Благодарение на това героят на нашата статия с право може да се нарече един от най-големите гении на човечеството.