В своих трудах биографы Архимеда упоминают его достижения в науках, открытия, изобретения и другие интересные факты из жизни ученого.
Сказка об учёном Архимеде, который стоил целой армии
В то время Александрия славилась своей библиотекой, в которой было собрано более 700 тыс. По-видимому, именно здесь Архимед познакомился с трудами Демокрита, Евдокса и других замечательных греческих геометров, о которых он упоминал и в своих сочинениях. Покинув Александрию, Архимед вернулся в Сицилию. В Сиракузах он был окружён вниманием и не нуждался в средствах. Из-за давности лет жизнь Архимеда тесно переплелась с легендами о нём.
Архимед был замечательным механиком-практиком и теоретиком, но основным делом его жизни была математика. По словам Плутарха, Архимед был просто одержим ею. Он забывал о пище, совершенно не заботился о себе. Его работы относились почти ко всем областям математики того времени: ему принадлежат замечательные исследования по геометрии, арифметике, алгебре.
Архимед провёл и полное исследование этих уравнений, то есть нашёл, при каких условиях они будут иметь действительные положительные различные корни и при каких корни будут совпадать. Остались отрывки работы Архимеда, в которой он развивает математическую теорию популярной в Греции игры так называемой стомахии , предвосхищая, таким образом, более чем на 2 тыс. Но главное его внимание было сосредоточено на трёх типах проблем: Архимед Картина Доменико Фетти, 1620г. Определение площадей криволинейных фигур или соответственно, объёмов тел.
Мы уже знаем, как определять площади прямолинейных фигур, площадь круга, объём призмы, пирамиды, цилиндра и конуса. Все это умели делать греки и до Архимеда. Но только он нашёл общий метод, позволяющий найти любую площадь или объём. Трудно переоценить значение этого метода, без которого была бы немыслима ни физика, ни астрономия.
Идеи Архимеда легли в основу интегрального исчисления. Сам Архимед определил с помощью своего метода площади и объёмы почти всех тел, которые рассматривались в античной математике. Лучшим своим достижением он считал определение поверхности и объёма шара. Он просил выбить на своей могиле шар, вписанный в цилиндр.
Пусть дана некоторая кривая линия. Как определить касательную в любой её точке? Или, если переложить эту проблему на язык физики, пусть нам известен путь некоторого тела в каждый момент времени. Как определить скорость его в любой точке?
В школе учат, как проводить касательную к окружности. Древние греки умели, кроме того, находить касательные к эллипсу, гиперболе и параболе. Первый общий метод решения и этой задачи был найден Архимедом. Этот метод впоследствии лёг в основу дифференциального исчисления.
Им же были заложены основы гидростатики. Лишь в конце XVI в. Этот труд был первой попыткой экспериментально проверить фундаментальное предположение о строении вещества путем создания его модели.
Архимед не только подтвердил атомистические идеи Демокрита, но и доказал ряд важных положений о физических свойствах атомов жидкости. Научный гений ученого в этом труде проявляется с исключительной силой. Полученные им результаты приобрели современную формулировку и доказательство только в XIX в.
Так как Сиракузы были портовым и судостроительным городом, то вопросы плавания тел ежедневно решались практически, и выяснение их научной основы, несомненно, представлялось Архимеду актуальной задачей. Он изучал не только условия плавания тел, но и вопрос об устойчивости равновесия плавающих тел различной геометрической формы. Существует несколько легенд о том, как ученый пришел к своему закону, который гласит, что на тело, погруженное в жидкость, действует сила, равная весу вытесненной им жидкости.
Вполне возможно, что, как гласит легенда, прозрение снизошло на Архимеда в бане, когда он вдруг обратил внимание, что при поднятии ноги из ванной уровень воды в ней становится ниже. И осененный идеей ученый голым выскочил из бани и с криком «Эврика! Так или иначе, но это открытие стало первым законом гидростатики.
Аналогичный закон — определения удельного веса металлов Архимед вывел при решении задачи, поставленной перед ним Гиероном. Правитель предложил ученому определить, сколько золота содержится в его короне и не содержит ли она посторонней примеси. Кроме математики, физики и механики, Архимед занимался геометрической и метеорологической оптикой и сделал ряд интересных наблюдений по преломлению света.
Имеются сведения о том, что ученым было написано не дошедшее до нас большое сочинение под названием «Катоптрика», отрывки из которого часто цитировались древними авторами. На основе этих цитат можно сделать вывод о том, что Архимед хорошо знал зажигательное действие вогнутых зеркал, проводил опыты по преломлению света в воздушной и водной средах, знал свойства изображений в плоских, выпуклых и вогнутых зеркалах. Вот как об этих работах говорил Апулей: «Почему в плоских зеркалах предметы сохраняют свою натуральную величину, в выпуклых — уменьшаются, а в вогнутых — увеличиваются; почему левые части предметов видны справа и наоборот; когда изображение в зеркале исчезает и когда появляется; почему вогнутые зеркала, будучи поставлены против Солнца, зажигают поднесенный к ним трут; почему в небе видна радуга; почему иногда кажется, что на небе два одинаковых Солнца, и много другого подобного же рода, о чем рассказывается в объемистом томе Архимеда».
Однако от самого труда, да и то в позднем пересказе, уцелела лишь единственная теорема, в которой доказывается, что при отражении света от зеркала угол падения луча равен углу отражения. С «Катоптрикой» связана и легенда о жгущих зеркалах — поджоге Архимедом римских кораблей во время осады Сиракуз. Но в трех сохранившихся описаниях штурма: Полибия II в.
Вопрос, что в этой истории вымысел, а что является отражением действительных событий, и по сей день вызывает бурные дискуссии современных ученых. Некоторые исследователи не исключают возможности, что гению Архимеда были по силе изобретение и постройка гелиоконцентратора, так как сама идея расчленения вогнутого зеркала на множество плоских элементов, связанная с заменой кривой вписанными и описанными многоугольниками, часто применялась им в геометрических доказательствах. В последний период своей жизни Архимед в основном занимался вычислительно-астрономическими работами.
Римский писатель Тит Ливий назвал ученого «единственным в своем роде наблюдателем неба и звезд». И хотя астрономические сочинения Архимеда до нас также не дошли, можно не сомневаться, что эта характеристика неслучайна. О его занятиях астрономией свидетельствуют и рассказы о построенной им астрономической сфере, захваченной Марцеллом как военный трофей, и сочинение «Псаммит», в котором Архимед подсчитывает число песчинок во Вселенной.
Сама постановка задачи представляет большой исторический интерес: точное естествознание впервые приступило к подсчетам космического масштаба, пользуясь еще не совершенной системой чисел. В сочинении Архимеда впервые в истории науки сопоставляются две системы мира: геоцентрическая и гелиоцентрическая. Ученый указывал, что «большинство астрономов называют миром шар, заключающийся между центрами Солнца и Земли».
Таким образом, он принимал мир хотя и очень большим, но конечным, что позволило ему довести свой расчет до конца. Видевшие «небесный глобус» Архимеда — своеобразный планетарий, который был одним из замечательных произведений античной механики, — отзывались о нем с восхищением. Сам ученый, вероятно, высоко ценил это свое детище, так как написал о его устройстве специальную книгу, о которой упоминают его современники.
Римский христианский писатель Лактанций так говорил о знаменитой архимедовской «сфере»: «Я вас спрашиваю, ведь мог же сицилиец Архимед воспроизвести облик и подобие мира в выпуклой округлости меди, где он так разместил и поставил Солнце и Луну, что они как будто совершали каждодневные неравные движения и воспроизводили небесные вращения; он мог не только показать восход и заход Солнца, рост и убывание Луны, но сделать так, чтобы при вращении этой сферической поверхности можно было видеть различные течения планет…» Основой механического звездного глобуса Архимеда служил обычный глобус, на поверхность которого были нанесены звезды, фигуры созвездий, небесный экватор и эклиптика — линия пересечения плоскости земной орбиты с небесной сферой. Вдоль эклиптики располагались 12 зодиакальных созвездий, через которые движется Солнце, проходя одно созвездие в месяц. Не выходили за пределы зодиака и другие «блуждающие» небесные тела — Луна и планеты.
В результате этого ответа солдат расстроился и убил его. Третья версия Эта гипотеза указывает на то, что Архимед имел в руках большое разнообразие инструментов, типичных для математики. Затем его увидел солдат и подумал, что он может нести ценные вещи, поэтому он убил его. Четвертая версия Эта версия показывает, что Архимед присел у земли, обдумывая планы, которые он изучал. Видимо, сзади пришел римский солдат и, не зная, что это был Архимед, застрелил его. Научный вклад Архимеда Принцип Архимеда Принцип Архимеда рассматривается современной наукой как одно из важнейших наследий древней эпохи.. На протяжении всей истории и в устной форме сообщалось, что Архимед пришел к своему открытию случайно благодаря тому, что королю Иерону было поручено проверить, сделана ли золотая корона, отправленная им для изготовления, только золотом.
Я должен был выполнить это, не разрушая корону. Говорят, что когда Архимед размышлял, как решить эту проблему, он решил принять ванну, и когда он вошел в ванну, он понял, что уровень воды в ней увеличился, когда он погрузился в нее.. Таким образом, он обнаружил бы научный принцип, что «каждое тело, полностью или частично погруженное в жидкость жидкость или газ , получает тягу вверх, равную весу жидкости, вытесняемой объектом».. Этот принцип означает, что жидкости оказывают подъемную силу - толкая вверх - на любой погруженный в них объект, и что величина этой толкающей силы равна весу жидкости, вытесняемой погруженным телом, независимо от его веса.. Объяснение этого принципа описывает явление флотации и находится в его Договор о плавающих телах. Принцип Архимеда широко применялся в потомстве для плавания объектов массового использования, таких как подводные лодки, корабли, спасатели и воздушные шары.. Механический метод Другим наиболее важным вкладом Архимеда в науку было включение чисто механического, то есть технического метода, в аргументацию и аргументацию геометрических задач, что означало беспрецедентный способ решения проблем такого типа для времени..
В контексте Архимеда геометрия считалась исключительно теоретической наукой, и общепринято то, что чистая математика спускалась к другим практическим наукам, в которых ее принципы могли быть применены.. По этой причине сегодня он считается предшественником механики как научной дисциплины.. В письме, в котором математик раскрывает новый метод своему другу Эратосфену, указывается, что это позволяет решать вопросы математики с помощью механики и что несколько проще построить демонстрацию геометрической теоремы, если она уже иметь некоторые предварительные практические знания, что если вы не имеете ни малейшего представления об этом. Этот новый метод исследования, проводимый Архимедом, станет предшественником неформальной стадии открытия и формулирования гипотезы современного научного метода.. Объяснение закона рычага В то время как рычаг - простая машина, которая использовалась намного раньше, чем Архимед, именно он сформулировал принцип, объясняющий его действие в своем трактате «О равновесии самолетов».. При разработке этого закона Архимед устанавливает принципы, которые описывают различное поведение рычага при размещении на нем двух тел в зависимости от его веса и расстояния от точки опоры.. Таким образом, он указывает, что два тела, которые можно измерить соизмеримые , расположенные на рычаге, сбалансированы, когда они находятся на расстояниях, обратно пропорциональных их весу..
Таким же образом, неизмеримые тела которые не могут быть измерены делают это, но этот закон был продемонстрирован Архимедом только с телами первого типа. Его формулировка принципа рычага является хорошим примером применения механического метода, поскольку, согласно объяснению, изложенному в письме, адресованном Доситео, этот был впервые обнаружен с помощью методов механики, которые применяются на практике.. Позже он сформулировал их, используя методы геометрии теоретические. Из этого эксперимента на телах также было отделено понятие центра тяжести. Разработка метода исчерпания или исчерпания для научной демонстрации Исчерпание - это метод, используемый в геометрии, который состоит в аппроксимации геометрических фигур, чья область известна посредством надписи и круглой надписи, на другой, чья область должна быть известна.. Хотя Архимед не был создателем этого метода, он мастерски разработал его, сумев вычислить с помощью него точное значение Пи.
А «архимедов винт», предназначенный для вычерпывания воды, до сих пор применяется в Египте. Изобретения Архимеда: архимедов винт Большое значение имеют теоретические изыскания ученого в сфере механики. Опираясь на доказательство закона рычага, он начал писать труд «О равновесии плоских фигур». Доказательство базируется на аксиоме о том, что на равных плечах равные тела по необходимости уравновесятся. Такой же принцип построения книги — начинающийся с доказательства собственного закона — Архимед соблюдал и при написании произведения «О плавании тел». Эта книга начинается с описания хорошо известного закона Архимеда. Математика и физика Открытия в области математики были настоящей страстью ученого. Согласно утверждениям Плутарха, Архимед забывал о пище и уходе за собой, когда стоял на пороге очередного изобретения в этой сфере. Главным направлением его математических изысканий стали проблемы математического анализа. Изобретения Архимеда: водяные часы Еще до Архимеда были изобретены формулы для вычисления площадей круга и многоугольников, объемов пирамиды, конуса и призмы. Но опыт ученого позволил ему разработать общие приемы для вычисления объемов и площадей. С этой целью он усовершенствовал метод исчерпывания, придуманный Евдоксом Книдским, и довел умение применять его до виртуозного уровня. Архимед не стал создателем теории интегрального исчисления, но его работы впоследствии стали основой для этой теории. Изобретения Архимеда: механическая птичка Также математик заложил основы дифференциального исчисления. С геометрической точки зрения он изучал возможности определения касательной к кривой линии, с физической точки зрения — скорость тела в любой момент времени. Ученый исследовал плоскую кривую, известную как архимедова спираль. Он нашел первый обобщенный способ поиска касательных к гиперболе, параболе и эллипсу. Только в семнадцатом веке ученые смогли в полной мере осознать и раскрыть все идеи Архимеда, которые дошли до тех времен в его сохранившихся трудах. Ученый часто отказывался описывать изобретения в книгах, из-за чего далеко не каждая написанная им формула дошла до наших дней. Изобретения Архимеда: "солнечные" зеркала Достойным открытием ученый считал изобретение формул для вычисления площади поверхности и объема шара. Если в предыдущих из описанных случаев Архимед дорабатывал и усовершенствовал чужие теории, либо создавал быстрые методы расчета как альтернативу уже существующим формулам, то в случае с определением объема и поверхности шара он был первым.
ЖИЗНЬ И СМЕРТЬ АРХИМЕДА СИРАКУЗСКОГО
Вызывает сомнение и подлинность истории, поведанной Витрувием, что будто бы царь Гиерон поручил Архимеду проверить, из чистого ли золота сделана его корона или же ювелир присвоил часть золота, сплавив его с серебром. Это наблюдение подсказало Архимеду решение задачи о короне, и он, не медля ни секунды, выскочил из ванны и, как был нагой, бросился домой, крича во весь голос о своем открытии: «Эврика! Также по теме: ЗАКОН АРХИМЕДА Более достоверным представляется свидетельство Паппа, что Архимеду принадлежало сочинение Об изготовлении [небесной] сферы, речь в котором шла, вероятно, о построении модели планетария, воспроизводившей видимые движения Солнца, Луны и планет, а также, возможно, звездного глобуса с изображением созвездий. Во всяком случае Цицерон сообщает, что тот и другой инструмент захватил в Сиракузах в качестве трофеев Марцелл. Наконец, Полибий, Ливий, Плутарх и Цец сообщают о грандиозных баллистических и иных машинах, построеннных Архимедом для отражения римлян. Математические труды. Сохранившиеся математические сочинения Архимеда можно разделить на три группы. Сочинения первой группы посвящены в основном доказательству теорем о площадях и объемах криволинейных фигур или тел.
Сюда относятся трактаты О шаре и цилиндре, Об измерении круга, О коноидах и сфероидах, О спиралях и О квадратуре параболы. Вторую группу составляют работы по геометрическому анализу статических и гидростатических задач: О равновесии плоских фигур, О плавающих телах. К третьей группе можно отнести различные математические работы: О методе механического доказательства теорем, Исчисление песчинок, Задача о быках и сохранившийся лишь в отрывках Стомахион. Существует еще одна работа — Книга о предположениях или Книга лемм , сохранившаяся лишь в арабском переводе. Хотя она и приписывается Архимеду, в своем нынешнем виде она явно принадлежит другому автору поскольку в тексте имеются ссылки на Архимеда , но, возможно, здесь приведены доказательства, восходящие к Архимеду. Несколько других работ, приписываемых Архимеду древнегреческими и арабскими математиками, утеряны. Дошедшие до нас работы не сохранили своей первоначальной формы.
Так, судя по всему, I книга трактата О равновесии плоских фигур является отрывком из более обширного сочинения Элементы механики; кроме того, она заметно отличается от II книги, написанной явно позднее. Доказательство, упоминаемое Архимедом в сочинении О шаре и цилиндре, было утрачено ко 2 в. Работа Об измерении круга сильно отличается от первоначального варианта, и предложение II в ней скорее всего заимствовано из другого сочинения. Заглавие О квадратуре параболы вряд ли могло принадлежать самому Архимеду, так как в его время слово «парабола» еще не использовалось в качестве названия одного из конических сечений. Тексты таких сочинений, как О шаре и цилиндре и Об измерении круга, скорее всего, подвергались изменениям в процессе перевода с дорийско-сицилийского на аттический диалект. При доказательстве теорем о площадях фигур и объемах тел, ограниченных кривыми линиями или поверхностями, Архимед постоянно использует метод, известный как «метод исчерпывания». Изобрел его, вероятно, Евдокс расцвет деятельности ок.
Доказательство с помощью метода исчерпывания, в сущности, представляет собой косвенное доказательство от противного. Иначе говоря, утверждение «А равно В» считается истинным в том случае, когда принятие противоположного утверждения, «А не равно В», ведет к противоречию.
Архимеду принадлежит ряд важных математических открытий в области соотношения длины и диаметра круга, геометрической прогрессии и т. Высшими достижениями учёного в области физики являются научное обоснование действия рычага и открытие закона, согласно которому на всякое тело, погружённое в жидкость, действует выталкивающая сила, направленная вверх и равная весу вытесненной им жидкости закон Архимеда. Во время 2-й Пунической войны 218—201 гг.
Архимед прославился активным участием в обороне города.
В этом же трактате сформулирована аксиома Архимеда называемая иногда аксиомой Евдокса , играющая важную роль в современной математике. В трактате «О коноидах и сфероидах» Архимед рассматривает шар, эллипсоид, параболоид и гиперболоид вращения и их сегменты и определяет их объемы. В сочинении «О спиралях» исследует свойства кривой, получившей его имя Архимедова спираль и касательной к ней. Основные положения статики сформулированы в сочинении «О равновесии плоских фигур».
Архимед рассматривает сложение параллельных сил, определяет понятие центра тяжести для различных фигур, дает вывод закона рычага. Знаменитый закон гидростатики, вошедший в науку с его именем Архимеда закон , сформулирован в трактате «О плавающих телах». Существует предание, что идея этого закона посетила Архимеда, когда он принимал ванну, с возгласом «Эврика! Закон Архимеда: на всякое тело, погруженное в жидкость, действует выталкивающая сила, направленная вверх и равная весу вытесненной им жидкости. Закон Архимеда справедлив и для газов.
F — выталкивающая сила; P — сила тяжести, действующая на тело. Архимед построил небесную сферу — механический прибор, на котором можно было наблюдать движение планет, Солнца и Луны описан Цицероном, после гибели Архимеда планетарий был вывезен Марцеллом в Рим, где на протяжении нескольких веков вызывал восхищение ; гидравлический орган, упоминаемый Тертуллианом как одно из чудес техники изобретение органа некоторые приписывают александрийскому инженеру Ктесибию. Считается, что еще в юности, во время пребывания в Александрии, Архимед изобрел водоподъемный механизм Архимедов винт , который был применен при осушении залитых Нилом земель. Он построил также прибор для определения видимого углового диаметра Солнца о нем Архимед рассказывает в трактате «Псаммит» и определил значение этого угла. Осипенко Еще об Архимеде: Архимед родился в 287 году до нашей эры в греческом городе Сиракузы, где и прожил почти всю свою жизнь.
Отцом его был Фидий, придворный астроном правителя города Гиерона. Учился Архимед, как и многие другие древнегреческие ученые, в Александрии, где правители Египта Птолемеи собрали лучших греческих ученых и мыслителей, а также основали знаменитую, самую большую в мире библиотеку. После учебы в Александрии Архимед вновь вернулся в Сиракузы и унаследовал должность своего отца. В теоретическом отношении труд этого великого ученого был ослепляюще многогранным. Основные работы Архимеда касались различных практических приложений математики геометрии , физики, гидростатики и механики.
В сочинении «Параболы квадратуры» Архимед обосновал метод расчета площади параболического сегмента, причем сделал это за две тысячи лет до открытия интегрального исчисления. В труде «Об измерении круга» Архимед впервые вычислил число «пи» — отношение длины окружности к диаметру — и доказал, что оно одинаково для любого круга. Мы до сих пор пользуемся придуманной Архимедом системой наименования целых чисел. Математический метод Архимеда, связанный с математическими работами пифагорейцев и с завершившей их работой Эвклида, а также с открытиями современников Архимеда, подводил к познанию материального пространства, окружающего нас, к познанию теоретической формы предметов, находящихся в этом пространстве, формы совершенной, геометрической формы, к которой предметы более или менее приближаются и законы которой необходимо знать, если мы хотим воздействовать на материальный мир. Но Архимед знал также, что предметы имеют не только форму и измерение: они движутся, или могут двигаться, или остаются неподвижными под действием определенных сил, которые двигают предметы вперед или приводят в равновесие.
Великий сиракузец изучал эти силы, изобретая новую отрасль математики, в которой материальные тела, приведенные к их геометрической форме, сохраняют в то же время свою тяжесть.
Ученый работал практически во всех математических областях, проводя исследования в геометрии, арифметике и алгебре. Ему удалось найти универсальный способ для нахождения площадей и объемов различных фигур на основе открытия Е. Однако больше всего он гордился своими успешными исследованиями по определению поверхности и объема шара, приведенными позднее в труде «О шаре и цилиндре». Ученый даже завещал установить памятник в виде, шара, вписанного в цилиндр, на своей могиле, что и было исполнено впоследствии. В одном из математических трудов «Об измерении круга» Архимед вывел известное отношение длины окружности к диаметру и дал приближенное значение для числа П, которое позже было названо «архимедовым числом». Удивительно, но исследования ученого значительно опередили свое время.
Только в 17 - ом веке математики смогли осмыслить и развить идеи гения. Всему миру известны его уникальные механические конструкции. Так, например, рычаг был известен и ранее, но только Архимед смог максимально улучшить его устройство и эффективно осуществлять практическое применение. В морском порту он сконструировал множество механизмов, предназначенных для упрощенного перемещения больших грузов. Придуманный им «архимедов винт» по сей день используется в Египте для вычерпывания значительных объемов воды. В своем трактате «О равновесии плоских фигур» он на первых страницах приводит научное обоснование закона рычага, а работу «О плавании тел» начинает с доказательства важнейшего закона гидростатики и статики газов, впоследствии получившего его имя. Данные исследования делают его несомненным первопроходцем в сфере теоретической механики.
Кроме точных наук Архимед серьезно занимался астрономическими исследованиями, изучал проблемы расчета космических расстояний.
ЖИЗНЬ И СМЕРТЬ АРХИМЕДА СИРАКУЗСКОГО
Прожив несколько лет в Александрии, Архимед вернулся в Сиракузы и жил там до конца жизни. Архимед родился в 287 году до нашей эры в городе Сиракузы – греческом полисе-колонии, расположенном на острове Сицилия. Архимед родился в 287 году до нашей эры в городе Сиракузы – греческом полисе-колонии, расположенном на острове Сицилия. Архимед родился в 287 году до нашей эры в городе Сиракузы – греческом полисе-колонии, расположенном на острове Сицилия. Продукт: Исследование о жизни и научной деятельности Архимеда, анализ его научного наследия, буклет, веб-сайт, видеолекция.
Краткая биография Архимеда
Легенды, связанные с жизнью Архимеда Через давность лет история жизни Архимеда тесно переплелась с легендами о нем. Образование Архимед получил в Александрии Египетской, одном из центров тогдашней греческой учёности, а потом он вернулся на родину, где прожил до конца жизни. биография Архимеда. Архимед (287 до н. э. — 212 до н. э.) — греческий математик, инженер и физик, заложивший основы механики и гидростатики. Смотрите видео онлайн «Архимед – биография и жизнь древнегреческого учёного и инженера» на канале «ГеоЛидер: лидерство в геометрии» в хорошем качестве и бесплатно, опубликованное 28 декабря 2023 года в 15:08, длительностью 00:09:30, на видеохостинге RUTUBE. Его жизнь малоизвестна Родившийся в Сиракузах (современная Италия) в 287 году до нашей эры, Архимед получил образование от своего отца, астронома Фидия. Через несколько лет Архимед покинул академию и вернулся в родной город Сиракузы, где и жил всю оставшуюся жизнь, посвятив её науке и изобретениям.
Биография Архимеда. Выдающиеся открытия Архимеда
Так как Сиракузы были портовым и судостроительным городом, то вопросы плавания тел ежедневно решались практически, и выяснение их научной основы, несомненно, представлялось Архимеду актуальной задачей. Он изучал не только условия плавания тел, но и вопрос об устойчивости равновесия плавающих тел различной геометрической формы. Существует несколько легенд о том, как ученый пришел к своему закону, который гласит, что на тело, погруженное в жидкость, действует сила, равная весу вытесненной им жидкости. Вполне возможно, что, как гласит легенда, прозрение снизошло на Архимеда в бане, когда он вдруг обратил внимание, что при поднятии ноги из ванной уровень воды в ней становится ниже. И осененный идеей ученый голым выскочил из бани и с криком «Эврика! Так или иначе, но это открытие стало первым законом гидростатики. Аналогичный закон — определения удельного веса металлов Архимед вывел при решении задачи, поставленной перед ним Гиероном. Правитель предложил ученому определить, сколько золота содержится в его короне и не содержит ли она посторонней примеси. Кроме математики, физики и механики, Архимед занимался геометрической и метеорологической оптикой и сделал ряд интересных наблюдений по преломлению света. Имеются сведения о том, что ученым было написано не дошедшее до нас большое сочинение под названием «Катоптрика», отрывки из которого часто цитировались древними авторами.
На основе этих цитат можно сделать вывод о том, что Архимед хорошо знал зажигательное действие вогнутых зеркал, проводил опыты по преломлению света в воздушной и водной средах, знал свойства изображений в плоских, выпуклых и вогнутых зеркалах. Вот как об этих работах говорил Апулей: «Почему в плоских зеркалах предметы сохраняют свою натуральную величину, в выпуклых — уменьшаются, а в вогнутых — увеличиваются; почему левые части предметов видны справа и наоборот; когда изображение в зеркале исчезает и когда появляется; почему вогнутые зеркала, будучи поставлены против Солнца, зажигают поднесенный к ним трут; почему в небе видна радуга; почему иногда кажется, что на небе два одинаковых Солнца, и много другого подобного же рода, о чем рассказывается в объемистом томе Архимеда». Однако от самого труда, да и то в позднем пересказе, уцелела лишь единственная теорема, в которой доказывается, что при отражении света от зеркала угол падения луча равен углу отражения. С «Катоптрикой» связана и легенда о жгущих зеркалах — поджоге Архимедом римских кораблей во время осады Сиракуз. Но в трех сохранившихся описаниях штурма: Полибия II в. Вопрос, что в этой истории вымысел, а что является отражением действительных событий, и по сей день вызывает бурные дискуссии современных ученых. Некоторые исследователи не исключают возможности, что гению Архимеда были по силе изобретение и постройка гелиоконцентратора, так как сама идея расчленения вогнутого зеркала на множество плоских элементов, связанная с заменой кривой вписанными и описанными многоугольниками, часто применялась им в геометрических доказательствах. В последний период своей жизни Архимед в основном занимался вычислительно-астрономическими работами. Римский писатель Тит Ливий назвал ученого «единственным в своем роде наблюдателем неба и звезд».
И хотя астрономические сочинения Архимеда до нас также не дошли, можно не сомневаться, что эта характеристика неслучайна. О его занятиях астрономией свидетельствуют и рассказы о построенной им астрономической сфере, захваченной Марцеллом как военный трофей, и сочинение «Псаммит», в котором Архимед подсчитывает число песчинок во Вселенной. Сама постановка задачи представляет большой исторический интерес: точное естествознание впервые приступило к подсчетам космического масштаба, пользуясь еще не совершенной системой чисел. В сочинении Архимеда впервые в истории науки сопоставляются две системы мира: геоцентрическая и гелиоцентрическая. Ученый указывал, что «большинство астрономов называют миром шар, заключающийся между центрами Солнца и Земли». Таким образом, он принимал мир хотя и очень большим, но конечным, что позволило ему довести свой расчет до конца. Видевшие «небесный глобус» Архимеда — своеобразный планетарий, который был одним из замечательных произведений античной механики, — отзывались о нем с восхищением. Сам ученый, вероятно, высоко ценил это свое детище, так как написал о его устройстве специальную книгу, о которой упоминают его современники. Римский христианский писатель Лактанций так говорил о знаменитой архимедовской «сфере»: «Я вас спрашиваю, ведь мог же сицилиец Архимед воспроизвести облик и подобие мира в выпуклой округлости меди, где он так разместил и поставил Солнце и Луну, что они как будто совершали каждодневные неравные движения и воспроизводили небесные вращения; он мог не только показать восход и заход Солнца, рост и убывание Луны, но сделать так, чтобы при вращении этой сферической поверхности можно было видеть различные течения планет…» Основой механического звездного глобуса Архимеда служил обычный глобус, на поверхность которого были нанесены звезды, фигуры созвездий, небесный экватор и эклиптика — линия пересечения плоскости земной орбиты с небесной сферой.
Вдоль эклиптики располагались 12 зодиакальных созвездий, через которые движется Солнце, проходя одно созвездие в месяц. Не выходили за пределы зодиака и другие «блуждающие» небесные тела — Луна и планеты. Глобус закреплялся на оси, направленной на полюс мира Полярную звезду , и погружался до половины в кольцо, изображающее горизонт. Созвездия были показаны на нем зеркально, и для того, чтобы представить себе, как они выглядят на небе, надо было мысленно перенестись в центр шара. Звездный глобус использовали как подвижную карту звездного неба. В данном случае Архимед предстает перед нами и как астроном-наблюдатель, и как теоретик, и как конструктор астрономических приборов. Архимед не был замкнутым человеком. Он стремился сделать свои достижения общеизвестными и полезными обществу.
Теоретические работы исследователя оказали большое влияние на развитие механики как отдельной науки. В своем исследовании под названием «О равновесии плоских фигур» инженер опирался на собственное доказательство закона рычага. Это доказательство основывается на правиле о том, что равные тела на равных плечах будут уравновешиваться. Собственные теоретические аксиомы Архимед использовал и при написании труда «О плавании тел». В основу исследования лег хорошо знакомый всем закон Архимеда. Физика и математика Архимед был еще и выдающимся математиком. Эта наука была настоящей страстью исследователя. Плутарх писал, что когда древнегреческий ученый занимался математикой, он забывал про все на свете. Главной темой исследований Архимеда был математический анализ. Еще до рождения ученого в ходу были формулы для вычисления площадей многоугольников, круга, а также объемов призмы, конуса и пирамиды. Однако Архимед смог усовершенствовать и эти способы вычисления. Он разработал общие методы вычисления площадей и объемов. Он смог усовершенствовать ранее известный способ исчерпывания. Хотя Архимед и не стал автором теории интегрального исчисления, именно его наработки стали основой для этой теории. Труды ученого послужили основой для создания методики дифференциального исчисления. Как физик исследователь нашел способ определить скорость тела в определенный момент времени, как эксперт в области геометрии — изучал особенности касательной по отношению к кривой линии. Архимед проводил исследования плоской кривой в настоящий момент известна как «архимедова спираль». Ученый смог определить первый общий способ поиска касательных к эллипсу, гиперболе и параболе. Лишь исследователи 17-го века смогли в полной мере понять и раскрыть все идеи древнегреческого коллеги. Интересно, что некоторые идеи ученого могли не дойти до наших дней, поскольку Архимед часто не желал описывать свои вычисления в книгах. Одним из самых больших своих открытий Архимед считал создание формул для вычисления объема и площади шара. Если в остальных случаях ученый совершенствовал чужие идеи и наработки, то в данном случае являлся первопроходцем. До Архимеда ни один древний исследователь не смог решить этот вопрос. Гордость за свое исследование была настолько велика, что Архимед даже велел выбить на своем надгробии шар, вписанный в форму цилиндра. Закон Архимеда Основным открытием древнегреческого исследователя считается так называемый закон Архимеда. Ученый определил, что на любое тело, помещенное в жидкость, будет оказываться давление выталкивающей силы. Данная сила направлена вверх, величина ее равняется весу жидкости, которая была вытеснена при погружении тела. При этом плотность жидкости не имеет в данном примере никакой разницы. Существует легенда, описывающая процесс открытия этого закона. Однажды к Архимеду обратился правитель Гиерон II. Монарх сомневался в том, что вес созданной для него короны соответствует весу золота, которое было отдано для изготовления драгоценности.
Во время осады Сиракуз римлянами он создал небывалые военные машины, такие как баллисты, метавшие камни на неслыханные расстояния, и подъемные краны с крючьями, которые топили римские корабли в гавани. Архимед был настолько изобретательным, что его новые машины вызывали у римских солдат страх и ужас. Они называли его "Бриареем от геометрии", а при виде какой-нибудь веревки или бревна, которые выглядели как новые машины на их погибель, солдаты разбегались в ужасе. В 212 г.
Среди них «О шаре и цилиндре», «О плавающих телах», «О спиралях», «О равновесии плоских фигур» и другие. Немало открытий было сделано и в области астрономии. Так, например, Архимед построил первый планетарий, с помощью которого можно было наблюдать за движением нескольких планет, за восходом Солнца и Луны, за фазами затмения Луны и т. В одном из своих сочинений он упоминает о гелиоцентрической системе мира. В память об Архимеде его именем назван кратер и астероид.
50 гениев, которые изменили мир
Его жизнь малоизвестна Родившийся в Сиракузах (современная Италия) в 287 году до нашей эры, Архимед получил образование от своего отца, астронома Фидия. Известно, что царь Гиерон был родственником Архимеда и на протяжении всей жизни покровительствовал ему. Через 150 лет после смерти Архимеда, биография и достижения которого восхищали римских правителей, были организованы поиски места предполагаемого захоронения.
Биография: Архимед (287-212 до н.э.), Эврика!
Архимед провёл и полное исследование этих уравнений, то есть нашёл, при каких условиях они будут иметь действительные положительные различные корни и при каких корни будут совпадать. Остались отрывки работы Архимеда, в которой он развивает математическую теорию популярной в Греции игры так называемой стомахии , предвосхищая, таким образом, более чем на 2 тыс. Но главное его внимание было сосредоточено на трёх типах проблем: Архимед Картина Доменико Фетти, 1620г. Определение площадей криволинейных фигур или соответственно, объёмов тел.
Мы уже знаем, как определять площади прямолинейных фигур, площадь круга, объём призмы, пирамиды, цилиндра и конуса. Все это умели делать греки и до Архимеда. Но только он нашёл общий метод, позволяющий найти любую площадь или объём.
Трудно переоценить значение этого метода, без которого была бы немыслима ни физика, ни астрономия. Идеи Архимеда легли в основу интегрального исчисления. Сам Архимед определил с помощью своего метода площади и объёмы почти всех тел, которые рассматривались в античной математике.
Лучшим своим достижением он считал определение поверхности и объёма шара. Он просил выбить на своей могиле шар, вписанный в цилиндр. Пусть дана некоторая кривая линия.
Как определить касательную в любой её точке? Или, если переложить эту проблему на язык физики, пусть нам известен путь некоторого тела в каждый момент времени. Как определить скорость его в любой точке?
В школе учат, как проводить касательную к окружности. Древние греки умели, кроме того, находить касательные к эллипсу, гиперболе и параболе. Первый общий метод решения и этой задачи был найден Архимедом.
Этот метод впоследствии лёг в основу дифференциального исчисления. В математике, физике и астрономии очень важно уметь находить наибольшие и наименьшие значения изменяющихся величин — их экстремумы. Например, как среди цилиндров, вписанных в шар, найти цилиндр, имеющий наибольший объём?
Все такие задачи в настоящее время могут быть решены с помощью дифференциального исчисления. Архимед первым увидел связь этих задач с проблемами определения касательных и показал, как с можно решать задачи на экстремумы. Огромное значение для развития математики имело вычисленное Архимедом отношение длины окружности к диаметру.
Архимед прославился многими механическими конструкциями. Изобретённый им бесконечный, или архимедов, винт для вычерпывания воды до сих пор применяется в Египте. Архимед построил планетарий или «небесную сферу», при движении которой можно было наблюдать движение пяти планет, восход Солнца и Луны, фазы и затмения Луны, исчезновение обоих тел за линией горизонта.
Идеи Архимеда почти на два тысячелетия опередили своё время.
Они жили на много лет позже описываемых событий, и достоверность этих сведений оценить трудно. Архимед родился в Сиракузах, греческой колонии на острове Сицилия.
Отцом Архимеда был математик и астроном Фидий, состоявший, как утверждает Плутарх, в близком родстве с Гиероном, тираном Сиракуз.
Среди них «О шаре и цилиндре», «О плавающих телах», «О спиралях», «О равновесии плоских фигур» и другие. Немало открытий было сделано и в области астрономии. Так, например, Архимед построил первый планетарий, с помощью которого можно было наблюдать за движением нескольких планет, за восходом Солнца и Луны, за фазами затмения Луны и т. В одном из своих сочинений он упоминает о гелиоцентрической системе мира. В память об Архимеде его именем назван кратер и астероид.
Изобретенные им военные метательные и др. Архимеду приписывается также сожжение римского флота направленным на него через систему вогнутых зеркал солнечным светом, но это вряд ли достоверно.
Гений Архимеда вызывал такое восхищение у римлян, что Марцелл приказал сохранить ему жизнь, но при взятии Сиракуз он был убит не узнавшим его солдатом. В самом знаменитом из них - "О шаре и цилиндре" в двух книгах Архимед устанавливает, что площадь поверхности шара в 4 раза больше площади наибольшего его сечения; формулирует соотношение объемов шара и описанного около него цилиндра как 2:3 - открытие, которым он так дорожил, что в завещании просил поставить на своей могиле памятник с изображением цилиндра с вписанным в него шаром и надписью расчета памятник через полтора века видел Цицерон. В этом же трактате сформулирована аксиома Архимеда называемая иногда аксиомой Евдокса , играющая важную роль в современной математике. В трактате "О коноидах и сфероидах" Архимед рассматривает шар, эллипсоид, параболоид и гиперболоид вращения и их сегменты и определяет их объемы. В сочинении "О спиралях" исследует свойства кривой, получившей его имя см. Архимедова спираль и касательной к ней. В трактате "Измерение круга" Архимед предлагает метод определения числа Пи, который использовался до конца 17 в. В "Псаммите" "Исчисление песчинок" Архимед предлагает систему счисления, позволявшую записывать сверхбольшие числа, что поражало воображение современников.
В "Квадратуре параболы" определяет площадь сегмента параболы сначала с помощью "механического" метода, а затем доказывает результаты геометрическим путем.