Древние греки, не боги – человеки

Марк Полыковский, 2023

Архимед Сиракузский

287 до н.э. — 212 до н.э

Архимед — древнегреческий учёный и инженер. Родился и бо́льшую часть жизни прожил в городе Сиракузы на Сицилии. Сделал множество открытий в области геометрии, предвосхитил многие идеи математического анализа. Заложил основы механики, гидростатики, был автором ряда важных изобретений. Наиболее известно приближение числа π (22/7), которое называется Архимедовым числом. Его имя носят аксиома, спираль, закон и многое другое.

Работы Архимеда относились почти ко всем областям математики того времени: ему принадлежат исследования по геометрии, арифметике, алгебре. Он нашёл все полуправильные многогранники, которые теперь носят его имя, значительно развил учение о конических сечениях, дал геометрический способ решения кубических уравнений, корни которых он находил с помощью пересечения параболы и гиперболы. Главные математические достижения Архимеда касаются проблем, которые сейчас относят к области математического анализа. Архимед нашёл общий метод вычисления площадей или объёмов. Идеи Архимеда легли впоследствии в основу интегрального исчисления. Лучшим своим достижением он считал определение поверхности и объёма шара — задача, которую до него никто решить не мог. Помимо перечисленного, Архимед вычислил площадь поверхности для сегмента шара и витка открытой им «спирали Архимеда», определил объёмы сегментов шара, эллипсоида, параболоида и двуполостного гиперболоида вращения.

Изложенные Архимедом принципы работы рычагов и понятие центра тяжести практически в неизменном виде используются и на сегодняшний день.

Архимед разработал устройство, представляющее собой вращающийся внутри цилиндра винт с косым направлением витков резьбы. Архимедов винт, несмотря на кажущуюся простоту, позволяет применять его в самых различных отраслях хозяйства и промышленности, в том числе и для перекачки жидкостей и сыпучих твёрдых веществ, таких как уголь и зерно. Легче всего представить устройство и принцип работы Архимедова винта, взглянув на шнек обычной кухонной мясорубки, имеющейся в каждом доме.

Путём логических рассуждений, а также на основе их подтверждения в экспериментах, Архимед пришёл к выводам, что более лёгкое относительно воды тело погружается до тех пор, пока вес жидкости в объёме погрузившейся части не станет равным весу всего тела. В современной формулировке закон Архимеда звучит следующим образом: «На всякое тело, погружённое в жидкость (или газ), действует со стороны этой жидкости (газа) поддерживающая сила, равная весу вытесненной телом жидкости (газа), направленная вверх и проходящая через центр тяжести вытесненной жидкости».

Кроме математики и механики, Архимед уделял внимание и оптике. Он написал объёмный труд «Катоптрика», который до сегодняшнего дня не сохранился. В позднем пересказе из сочинения уцелела единственная теорема, в которой учёный доказывал, что при отражении луча угол отражения света равен углу его падения на зеркало.

Архимед хорошо знал зажигательные свойства вогнутых зеркал, проводил опыты по преломлению света, исследовал свойства изображений в вогнутых, плоских и выпуклых зеркалах. С научными работами Архимеда по оптике связана легенда о поджоге римского флота во время осады Сиракуз.

До сегодняшнего дня дошли сведения о трёх астрономических работах учёного. 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. Архимед занимался проблемой определения расстояний до планет. В своём сочинении «Псаммит» донёс информацию о гелиоцентрической системе мира Аристарха Самосского.

Открытый в 2004 году музей математики во Флоренции получил название «Сад Архимеда».

Именем Архимеда назвали один из первых винтовых пароходов «Архимед», заложенный в 1838 году и спущенный в 1839 году в Великобритании. Также в 1848 году на воду спустили первый русский винтовой пароход «Архимед». В профессиональной среде инженеров обсуждается идея «Клятвы Архимеда». Предполагается, что её следует приносить молодым инженерам по окончании учебного заведения и перед получением диплома.

В честь Архимеда названы: кратер Архимед и горная цепь Montes Archimedes на Луне; астероид Архимед.

АРХИМЕД СИРАКУЗСКИЙ

Мы с детства знали: древний Архимед

из ванны вскачь бежал по Сиракузам,

забыв надеть хламиду, голопузым,

горланил: «Эврика!» — и прочий бред,

и местный демос пальцем тыкал вслед,

и охлос, как обычно, корчил рожи…

А тот бежал к царю, хотя негоже,

являясь без штанов, давать совет,

но, взяв воды примерно полведра,

туда засунул царскую корону, —

и та, по архимедову закону,

была чуть не на треть из серебра,

хоть клялся ювелир, что вся из злата.

Изобличён был жулик-ювелир,

но, главное, узнал подлунный мир

ещё закон вселенского охвата.

Он нам открыл законы рычага,

и π-число исчислил в виде дроби,

по жизненной нужде, а не по злобе

при помощи зеркал сжёг флот врага.

Винт Архимеда до сих пор в ходу,

его мы в мясорубке видим дома,

конических сечений суть знакома, —

но тем, кто с геометрией в ладу.

Воистину велик был Архимед —

не только тем, что, выпрыгнув из ванны

по Сиракузам бегал без штиблет,

но многие в познании изъяны

он превратил в законы тех наук,

к которым только мыслью прикасался, —

велик он был, великим и остался,

и чтут его и дед, и сын, и внук.