Архимедова биография, приноси и изобретения



Архимед от Сиракуза (287 a.C - 212 a.C) е математик, физик, изобретател, инженер и гръцки астроном от древния град Сиракуза, на остров Сицилия. Неговият най-забележителен принос са принципът на Архимед, разработването на метода на изхвърляне, механичния метод или създаването на първия планетариум..

В момента тя се смята за една от трите по-важни фигури на математиката на Античността до Евклид и Аполонио, тъй като нейните приноси означават важни научни постижения за времето в областта на изчисленията, физиката, геометрията и астрономията. Това от своя страна го прави един от най-забележителните учени в историята на човечеството. 

Макар да са известни малко подробности за личния му живот - и тези, които са известни, са със съмнителна надеждност, неговите приноси са известни благодарение на поредица от писмени писма за неговите творби и постижения, които са запазени досега, на кореспонденцията, която той държи в продължение на години с приятели и други математици на времето.

Архимед е известен в своето време благодарение на своите изобретения, които привличат вниманието на съвременниците му, отчасти защото са използвани като военни средства за успешно избягване на многобройни римски нашествия..

Казва се обаче, че той твърди, че единственото наистина важно нещо е математиката и че изобретенията му са само продукт на забавлението на приложната геометрия. В потомството си творбите му в чистата математика са били много по-ценни от неговите изобретения.

индекс

  • 1 Биография
    • 1.1 Обучение
    • 1.2 Научна работа
    • 1.3 Конфликт в Сиракуза
    • 1.4 Смърт
  • 2 Научен принос на Архимед
    • 2.1 Принципът на Архимед
    • 2.2 Механичен метод
    • 2.3 Обяснение на закона за лоста
    • 2.4 Разработване на метода за извличане или изчерпване за научна демонстрация
    • 2.5 Мярката на кръга
    • 2.6 Геометрията на сферите и цилиндрите
  • 3 Изобретения
    • 3.1 Одометърът
    • 3.2 Първият планетариум
    • 3.3 Винт Архимед
    • 3.4 Нокът на Архимед
  • 4 Препратки

биография

Архимед от Сиракуза е роден приблизително през 287 г. пр. Хр. Не е известно много информация за ранните му години, въпреки че може да се каже, че той е роден в Сиракуза, град, считан за главното пристанище на остров Сицилия, днес в Италия..

По това време Сиракуза е един от градовете, съставляващи така наречената Magna Grecia, която е била населена от заселници от гръцки произход в южната част на полуострова на Италия и в Сицилия..

Няма известни факти за майката на Архимед. По отношение на бащата се знае, че това се нарича Фидий и че той е посветен на астрономията. Тази информация за баща му е известна благодарение на фрагмент от книгата Броячът на пясъка, написана от Архимед, в която споменава името на баща си.

Хераклид, който е гръцки философ и астроном, много обича Архимед и дори пише биография за него. Този документ обаче не е запазен, така че цялата информация, съдържаща се в него, не е известна.

От друга страна, историкът, философът и биографът Плутарко посочи в своята книга, озаглавена "Паралелни животи", че Архимед имал кръвна връзка с Хиеро II, тиранин, който е управлявал в Сиракуза от 265 г. пр. Хр..

обучение

В резултат на малкото информация, която имаме за Архимед, не знаем със сигурност къде е получил първото си обучение.

Различни историографи обаче са установили, че има голяма вероятност Архимед да учи в Александрия, която е най-важният гръцки културен и образователен център в региона..

Това предположение се подкрепя от информацията, предоставена от гръцкия историк Диодоро Сикуло, който посочи, че Архимед вероятно е учил в Александрия.

Освен това в много от своите творби самият Архимед споменава и други учени от времето, чиято работа е била съсредоточена в Александрия, така че може да се предположи, че той всъщност се е развил в този град..

Някои от личностите, с които Архимед се предполага, че са взаимодействали в Александрия, са географът, математикът и астрономът Ератостен от Кирена и математикът и астрономът Конон де Санос.

Семейната мотивация

От друга страна, фактът, че бащата на Архимед е бил астроном, може да е оказал значително влияние върху наклонностите, които впоследствие е показал, защото по-късно и от ранна възраст е имало специална атракция в областта на наука.

След времето си в Александрия се смята, че Архимед се е върнал в Сиракуза.

Научна работа

След завръщането си в Сиракуза, Архимед започва да измисля различни артефакти, които скоро ще му спечелят известна популярност сред жителите на този град. В този период той се отдаде изцяло на научната работа, произвежда различни изобретения и извежда няколко математически понятия, които са много напреднали в своето време.

Например, когато се посвети на изучаването на характеристиките на твърдите извити и плоски фигури, той измисли концепции, свързани с интегралното и диференциалното смятане, което беше разработено по-късно..

Също така, Архимед беше този, който определи, че обемът, свързан със сфера, съответства на два пъти размера на цилиндъра, който го съдържа, и е този, който е изобретил композитната макара, на базата на откритията си за закона на лоста..

Конфликт в Сиракуза

През 213 г. пр. Хр. Римските войници влязоха в Сиракуза и заобиколили неговите заселници, за да ги предадат.

Това действие бе водено от военния и гръцкия политик Марко Клаудио Марсело в рамките на Втората пуническа война. По-късно тя била известна като Римския меч, тъй като накрая завладяла Сиракуза.

В средата на конфликта, който продължи две години, жителите на Сиракуза се бориха с римляните със смелост и ярост, а Архимед изигра много важна роля, като се има предвид, че той се посвети на създаването на инструменти и инструменти, които помогнаха да се победят римляните..

Накрая, Марко Клаудио Марсело пое града Сиракуза. Преди голямата интелектуалност на Архимед Марсело заповяда да не бъдат наранени или убити. Архимед бил убит в ръцете на римски войник.

смърт

Архимед умира през 212 г. пр. Хр. Повече от 130 години след смъртта му, през 137 г. пр. Хр., Писателят, политикът и философът Марко Тулио Цицерон заема позиция в администрацията на Рим и иска да намери гробницата на Архимед..

Тази задача не беше лесна, тъй като Цицерон не можеше да намери някой, който да посочи точното място. Въпреки това, той в крайна сметка го получи, много близо до вратата на Агридженто и в плачевни условия.

Цицерон почисти гробницата и откри, че тя е вписана със сфера в цилиндъра, като позоваване на откритието за обема, който Архимед е направил преди време..

Версии за смъртта му

Първа версия

Една от версиите гласи, че Архимед е бил в средата на решаването на математически проблем, когато е бил подхождан от римски войник. Казва се, че Архимед би могъл да го помоли за известно време да реши проблема, така че войникът би го убил.

Втора версия

Втората версия е подобна на първата. Отчита се, че Архимед е решавал проблем на математиката, когато се е случило вземането на града.

Един римски войник влезе в жилището му и му наредил да се срещне с Марсело, а Архимед отговори, че трябва да реши проблема, върху който работи първо. Войникът се разстрои в резултат на този отговор и го уби.

Трета версия

Тази хипотеза показва, че Архимед е имал в ръцете си голямо разнообразие от инструменти, типични за математиката. Тогава един войник го видя и той реши, че може да носи ценни предмети, затова го уби.

Четвърта версия

Тази версия илюстрира, че Архимед е приклекнал до земята, обмисляйки планове, които изучаваше. Очевидно римски войник дойде отзад и не знаеше, че е Архимед, застреля го.

Научен принос на Архимед

Принципът на Архимед

Принципът на Архимед се разглежда от съвременната наука като едно от най-важните наследства от древната епоха.

През цялата история и устно се съобщава, че Архимед случайно дошъл при откритието си благодарение на поръчаното от крал Хиерон да види дали златна корона, изпратена за производство от него, е направена само злато. чист и не съдържаше друг метал. Трябваше да го изпълня, без да разруша короната.

Казва се, че докато Архимед медитира как да реши този проблем, той решава да се изкъпе, а когато влезе във ваната, той осъзнава, че водата се повишава, когато се потопи в него..

По този начин той ще открие научния принцип, че "всяко тяло, потопено изцяло или частично във флуид (течност или газ), получава тяга нагоре, равна на теглото на течността, изместена от обекта".

Този принцип означава, че течностите упражняват възходяща сила - бутане нагоре - върху всеки обект, потопен в тях, и че количеството на тази сила на натиск е равно на теглото на течността, изместена от потопеното тяло, независимо от теглото му..

Обяснението на този принцип описва явлението флотация и се намира в него Договор за плаващи тела.

Принципът на Архимед е бил прилаган до голяма степен в потомството за плаване на обекти за масивна употреба като подводници, кораби, спасители и балони..

Механичен метод

Друг от най-важните приноси на Архимед в науката беше включването на чисто механично - т.е. технически метод в разсъжденията и аргументацията на геометричните проблеми, което означаваше безпрецедентен начин за решаване на този тип проблеми за времето..

В контекста на Архимед геометрията се разглеждаше като изключително теоретична наука, а общото нещо беше, че чистата математика се спускаше към други практически науки, в които нейните принципи могат да бъдат приложени..

Поради тази причина днес тя се счита за предшественик на механиката като научна дисциплина.

В писането, в което математикът разкрива новия метод на своя приятел Ератостен, показва, че това позволява да се решават въпроси на математиката чрез механика, и че е малко по-лесно да се изгради демонстрация на геометрична теорема, ако вече е има някои предварителни практически познания, че ако нямате представа за това.

Този нов метод на изследване, извършен от Архимед, би станал предшественик на неформалния етап на откриване и формулиране на хипотези на съвременния научен метод..

Обяснение на закона за лоста

Докато лостът е проста машина, която се използва от много по-рано от Архимед, той формулира принципа, който обяснява неговата работа в своя трактат за баланса на равнините..

При формулирането на този закон Архимед установява принципи, които описват различното поведение на лоста, когато поставят върху него две тела, в зависимост от теглото и разстоянието му от точката на опора..

По този начин той посочва, че две тела, които могат да бъдат измерени (съизмерими), разположени на лост, са балансирани, когато са на разстояния, обратно пропорционални на теглото им..

По същия начин неизмеримите тела (които не могат да бъдат измерени) правят това, но този закон се демонстрира от Архимед само с тела от първия тип..

Неговата формулировка на принципа на лоста е добър пример за прилагането на механичния метод, тъй като според него се обяснява в писмо, насочено към Dositeo, това е било открито в първия момент чрез методи на механиката, които се прилагат в практиката..

По-късно ги формулира с помощта на методите на геометрията (теоретично). От това експериментиране върху телата се отдели и понятието център на тежестта.

Разработване на метода за извличане или изтощаване за научната демонстрация

Изчерпването е метод, използван в геометрията, който се състои в приближаване на геометрични фигури, чиято площ е известна, чрез надпис и надпис, върху друга, чиято площ е предназначена да бъде известна..

Въпреки че Архимед не е създател на този метод, той го е развил майсторски, успявайки да изчисли с него точна стойност на Pi.

Архимед, използвайки метода на извличане, вписани и ограничени шестоъгълници до обиколка с диаметър 1, намалявайки до абсурда разликата между площта на шестоъгълниците и тази на обиколката..

За да направи това, той раздели шестоъгълниците, създавайки полигони до 16 страни, както е показано на предишната фигура.

По този начин той дойде да уточни, че стойността на pi (на връзката между дължината на окръжността и нейния диаметър) е между стойностите 3.14084507 ... и 3.14285714 ... .

Архимед майсторски е използвал метода на exhaución, защото не само е успял да сближи изчислението на стойността на Pi с по-малка граница на грешка и следователно е желано, но и защото Pi е ирационално число, през този метод и получените резултати поставят основите, които ще покълнат в безкрайно изчислителната система, а по-късно и в съвременното интегрално смятане.

Мярката на кръга

За да определи площта на кръга, Архимед използва метод, който се състои в изчертаване на квадрат, който пасва точно в кръг. 

Знаейки, че площта на площада е сума от страни и че площта на кръга е по-голяма, той започва да работи за получаване на приближения. Това той направи, като замени квадрата с 6-странен полигон и след това работеше с по-сложни полигони.

Архимед е първият математик в историята, който подхожда да направи сериозно изчисление на числото Pi.

Геометрията на сферите и цилиндрите

Сред деветте трактата, съставящи работата на Архимед по математика и физика, има два тома за геометрията на сферите и цилиндрите..

Тази работа се занимава с установяването, че повърхността на която и да е сфера с радиус е четири пъти по-голяма от тази на най-голямата му кръг, и че обемът на сферата е две трети от този на цилиндъра, в който е вписан..

Inventos

Одометърът

Също известен като километри, това е изобретение на този известен човек.

Това устройство е изградено на принципа на колело, което при завъртане активира предавки, които позволяват да се изчисли изминатото разстояние..

Според този принцип Архимед проектира няколко вида одометри за военни и граждански цели.

Първият планетариум

Въз основа на свидетелството на много класически писатели като Цицерон, Овидий, Клаудиан, Марсиано Капела, Касиодоро, Сексто Емпирико и Лактанций, много учени сега приписват на Архимед създаването на първия рудиментарен планетарий..

Това е механизъм, съставен от поредица от "сфери", които успяват да имитират движението на планетите. Досега подробностите на този механизъм са неизвестни.

Според Цицерон планетариите, построени от Архимед, са две. В една от тях са представени земята и различните съзвездия.

В другата, с една единствена ротация, слънцето, луната и планетите правят свои собствени независими движения по отношение на неподвижните звезди по същия начин, по който го правят в един истински ден. В последния, в допълнение, могат да се наблюдават последователни фази и затъмнения на луната.

Винтът на Архимед

Винтът Архимед е устройство, използвано за транспортиране на вода от дъното нагоре през наклон, използвайки тръба или цилиндър.

Според гръцкия историк Диодоро благодарение на това изобретение е улеснено напояването на плодородните земи, разположени по поречието на река Нил в древен Египет, тъй като традиционните инструменти изискват огромно физическо усилие, което изчерпва работниците..

Използваният цилиндър има вътрешен винт със същата дължина, който поддържа взаимосвързана система от витла или перки, които извършват въртеливо движение, задвижвано ръчно от въртящ се лост.

По този начин, спиралите успяват да изтласкат всяко вещество отдолу нагоре, образувайки един вид безкрайна верига.

Нокът на Архимед

Нокът на Архимед, или желязната ръка, както е известна, беше едно от най-страховитите оръжия на войната, създадени от този математик, ставайки най-важното за сицилианската защита на римските нашествия..

Според проучване, проведено от професорите от университета Дрексел Крис Роррес (Катедра по математика) и Хари Харис (Отдел по гражданско строителство и архитектура), това е голям лост, който има кука, прикрепена към лоста чрез верига, която висеше от нея.

Чрез лоста куката е манипулирана така, че да падне върху вражеския кораб, а целта е да се закачи и да го издигне до такава степен, че когато я пусне, тя може да бъде напълно преобърната или да удари скалите на брега..

Rorres и Harris представиха на симпозиума "Машини и извънредни структури на античността" (2001), миниатюрно изображение на този артефакт, озаглавен "Страшна военна машина: Изграждане и експлоатация на" Желязната ръка "на Архимед"

За реализирането на тази работа те разчитаха на аргументите на древните историци Полибио, Плутарко и Тито Ливио..

препратки

  1. ASSIS, A. (2008). Архимед, центърът на тежестта и първият закон на механиката [онлайн]. Достъп до Юни 10, 2017 на bourabai.ru.
  2. DIJKSTERHUIS, E. (1956). Архимед [онлайн]. Достъпен на 9 юни 2015 г. в World Wide Web: books.google.co.ve/books.
  3. MOLINA, A. (2008). Изследователският метод на Архимед от Сиракуза: интуиция, механика и exhaution [онлайн]. Достъп на 10 юни 2017 г. в World Wide Webproduccioncientifica.luz.edu.
  4. O'CONNOR, J. & ROBERTSON, R. (1999). Архимед от Сиракуза [онлайн]. Достъпът е на 9 юни 2017 г. в history.mcs.st-and.ac.uk.
  5. PARRA, E. (2009). Архимед: неговият живот, творби и принос към съвременната математика. Получено на 9 юни 2017 г. на адрес lfunes.uniandes.edu.co.
  6. QUINN, L. (2005). Архимед от Сиракуза [онлайн]. Достъп до 9 юни 2017 г. в math.ucdenver.edu.
  7. RORRES, C. & HARRIS, H. (2001). Страхотна военна машина: Изграждане и експлоатация на Желязната ръка на Архимед [онлайн]. Получено на 10 юни 2017 г. в cs.drexel.edu.
  8. VITE, L. (2014). Принцип на Архимед [онлайн]. Получено на 10 юни 2017 г. в repository.uaeh.edu.mx.