архимед биография интересные факты
Архимед
Архимед (287-212 гг. до н. э.) – древнегреческий ученый и инженер. Автор множества открытий в сфере геометрии, предвосхитил многие идеи математического анализа. Сделал множество открытий в области геометрии, предвосхитил многие идеи математического анализа. Заложил основы механики, гидростатики, был автором ряда важных изобретений.
С именем Архимеда связаны многие математические понятия. Наиболее известно приближение числа π, которое называется Архимедовым числом. Кроме того, имя Архимеда носят граф, ещё одно число, копула, аксиома, спираль, тело, закон и другие.
В биографии Архимеда есть много интересных фактов, о которых мы расскажем в данной статье.
Итак, перед вами краткая биография Архимеда.
Биография Архимеда
О биографии Архимеда нам известно из упоминаний Полибия, Цицерона, Плутарха, Витрувия и других древних авторов. Поскольку все они жили гораздо позже его, достоверность их сведений оценить сложно.
В своих трудах биографы Архимеда упоминают его достижения в науках, открытия, изобретения и другие интересные факты из жизни ученого. Известно, что Архимед появился на свет 287 г. до н.э. в эллинской колонии Сиракузы, находящейся на востоке Сицилии.
Считается, что отцом Архимеда был астроном и математик Фидий. По словам Плутарха, изобретатель приходился родственником Гиерону II – главе Сиракуз. Очевидно, что его детские годы прошли в этой колонии, после чего он отправился обучаться наукам в Александрию.
Стоит отметить, что Архимед сам указывал в своих работах, что обучался математике в Александрии. При этом начальное образование он, по-видимому, получил у отца. Спустя какое-то время ученый вернулся в Сиракузы и жил там до самой смерти.
Механика
Архимед проявлял большой интерес к механике, вследствие чего сконструировал немало разных устройств. Он детально описал способ действия рычага, который многократно использовал на практике.
И хотя о «рычаге» было известно задолго до Архимеда, именно ему удалось популяризировать его и продемонстрировать его эффективность в разных областях. В частности, ему удалось сконструировать ряд различных блочно-рычажных механизмов в порту Сиракуз.
Посредством таких приспособлений соотечественники Архимеда смогли быстрее и проще перемещать тяжелые грузы. Также он является автором известного механизма, названного его именем – «Архимедов винт». С помощью данного устройства человек мог в одиночку выкачивать воду.
Такой винт позже начали использовать в самых разных сферах, включая перекачку жидкостей и сыпучих веществ, как, например, уголь и зерно. Важно не забывать и теоретические разработки Архимеда.
Опираясь на все тот же закона рычага, изобретатель издал научную работу «О равновесии плоских фигур». Здесь он обосновал доказательство того, что на равных плечах, равные тела по необходимости уравновесятся. В другом труде – «О плавании тел», он описал подобный принцип.
Математика
На протяжении всей биографии Архимед проявлял огромный интерес к точным наукам. По воспоминаниям Плутарха, когда он начинал работать, то забывал о еде и полностью погружался в вычисления. В сфере математики его больше всего интересовали вопросы математического анализа.
Архимед нашел новые эффективные способы подсчета объемов и площадей. Ему удалось усовершенствовать метод исчерпывания Евдокса Книдского, вследствие чего он мастерски применял его на практике. И хотя еще до Архимеда была сформулирована теория интегрального исчисления, именно его труды легли в основу данной теории.
Одновременно с этим, Архимед заложил базу для дифференциальных вычислений. Он смог определить, что объемы конуса и шара, вписанных в цилиндр, и самого цилиндра имеют соотношение – 1:2:3. До этого еще никому не удавалось вычислить поверхность и объем шара.
Интересен факт, что Архимед завещал выбить на собственном надгробии шар, вписанный в цилиндр. Кроме этого, математик смог узнать площадь поверхности для сегмента шара и витка открытой им «спирали Архимеда».
Отдельного внимания заслуживает вычисленное Архимедом отношение длины окружности к диаметру. В труде «Об измерении круга» он подробно описал свое легендарное приближение для числа «Пи» (π).
Чтобы доказать свои предположения, Архимед построил для круга вписанный и описанный 96-угольники, после чего определил длины их сторон. Параллельно с этим, он научно обосновал, что площадь круга равна числу π, умноженному на квадрат радиуса круга. Именно так появилось знаменитая формула – πr².
Закон Архимеда
Под законом Архимеда подразумевается следующее: на тело, погруженное в жидкость или газ, действует выталкивающая или подъемная сила, равная массе объема жидкости или газа, вытесненного частью тела, погруженной в жидкость или газ.
Согласно известной легенде, Архимед якобы открыл свой закон, когда выполнял просьбу Гиерона. Правитель хотел узнать, не обманывает ли его работник, выполнявший заказ на изготовление золотой короны. Он понимал, что работник мог присвоить себе часть предоставленного золота, а вместо желтого метала подмешать серебро.
Чтобы решить эту непростую задачу, Архимед отлил 2 равноценных по весу слитка из серебра и золота. Затем он поочередно опустил слитки в емкость, до краев заполненную водой, что позволило ему узнать какое количество воды вытеснил каждый из слитков.
Благодаря этому, Архимед вычислил сколько воды вытесняет золото. Потом он просто поместил корону в емкость с водой и узнал, соответствует ли ее вес вытесняемой жидкости. Опасения Гиерона оправдались, ювелир действительно смошенничал, присвоив часть золота.
По легенде, математик сделал свое открытие во время нахождения в ванной. Когда Архимед садился в воду он заметил, что вес его тела поднял ее уровень. С громким возгласом «Эврика», мужчина выскочил из ванны и нагим помчался к правителю.
Астрономия
Архимед стал автором не менее 3-х работ по астрономии. Он пытался узнать размеры Вселенной, и был первым изобретателем планетария. При движении данного устройства можно наблюдать следующие явления:
Архимед стремился определить максимально точные расстояния до планет. Современные ученые полагают, что Землю он считал центром мироздания. Изобретатель думал, что Венера, Марс и Меркурий двигаются вокруг Солнца, а уже вся эта система движется вокруг Земли.
Личная жизнь
О личной биографии Архимеда мы практически ничего не знаем. Еще при жизни о нем начали слагать легенды. По одной из них, когда Гиерону не удавалось спустить на воду многопалубное судно «Сиракузия», он решил обратиться за помощью к математику.
Из нескольких блоков Архимед якобы сконструировал механизм, который позволил спустить корабль на воду одним касанием руки. Бытует мнение, что именно тогда он сказал свою популярную фразу: «Дайте мне точку опоры, и я переверну мир».
Смерть
В 212 г. до н.э. в разгар Второй Пунической войны Сиракузы были осаждены римскими войсками. Архимед постоянно задействовал свой инженерный талант, чтобы оказать помощь соотечественникам. К примеру, он соорудил метательные машины, посредством которых римлян забрасывали крупными камнями.
Тогда же Архимед сконструировал огромные краны, с помощью которых греки могли цеплять крючьями вражеские корабли и отбрасывать их обратно в море. Римские судна переворачивались набок и нередко шли на дно.
Когда римляне поняли, что вряд ли смогут взять город штурмом, они избрали тактику осады. Осенью 212 г. до н.э. Сиракузы пали вследствие измены. Во время захвата колонии Архимед был убит. Есть несколько версий смерти гениального ученого.
Согласно одной их них Архимеда убили в его лаборатории. Он якобы был так сильно увлечен работой, что отказался сразу следовать за римским воином, которому надлежало доставить пленника к начальству. В результате, разгневанный неподчинением солдат заколол Архимеда.
Фото Архимеда
Архимед: биография, личная жизнь, вклад в науку и интересные факты
Биография Архимеда полна белых пятен. Историкам немногое известно о жизни выдающегося ученого, так как хроники того периода содержат только скудную информацию, но описание его трудов достаточно подробно повествует о достижениях в области физики, математики, астрономии и техники. Его работы намного опередили свою эпоху и были оценены по достоинству лишь спустя столетия, когда научный прогресс достиг соответствующего уровня.
Детство и юношество
Исследователям доступна краткая биография Архимеда. Он появился на свет в 287 году до н. э. в городе Сиракузы, что был расположен на восточном побережье острова Сицилия и на тот момент являлся греческой колонией. Отец будущего ученого, математик и астроном по имени Фидий, с детства привил сыну любовь к науке. Гиерон, который впоследствии стал правителем Сиракуз, приходился близким родственником семейству, так что мальчику обеспечили прекрасное образование.
Затем, ощущая нехватку теоретических знаний, юноша отбыл в Александрию, где трудились наиболее блестящие умы той эпохи. Архимед провел много часов в Александрийской библиотеке, где была собрана наибольшая коллекция книг. Там он изучал творения Демокрита, греческого философа, и Евдокса, знаменитого механика, астронома, математика и врача. В процессе обучения будущий ученый завел дружбу с Эратосфеном, главой Александрийской библиотеки, и Кононом. Эта дружба длилась многие годы.
Служение при дворе Гиерона II
После завершения образования Архимед вернулся на родину в Сиракузы и приступил к работе в должности придворного астронома во дворце Гиерона II. Однако не одни лишь звезды интересовали пытливый юношеский ум. Работа над астрономией была нетрудной, так что ученый располагал достаточным количеством времени для занятий физикой, математикой и инженерией. В этот период Архимед открыл свой знаменитый принцип применения рычага и подробно изложил свои наработки в книге «О равновесии плоских фигур». Затем мир увидел еще один труд великого ученого, который назывался «Об измерении круга», где автор объяснил способы вычисления зависимости диаметра окружности от ее длины.
Биография Архимеда-математика включает в себя информацию о периоде изучения геометрической оптики. Одаренный молодой человек провел уникальные эксперименты, посвященные изучению преломления света, и сумел вывести математическую теорему, которая сохранила свою актуальность вплоть до наших дней. В данном труде содержатся доказательства, что угол падения луча на зеркальную поверхность равен углу отражения.
Ознакомиться с биографией Архимеда и его открытиями полезно хотя бы потому, что последние изменили ход развития науки. Благодаря обширным исследованиям в области математики Архимед открыл более совершенный способ расчета площади сложных фигур, чем тот, что существовал на тот момент. Позднее эти исследования легли в основу теории интегрального исчисления. Также делом его рук является сооружение планетария: сложного прибора, наглядно и достоверно демонстрирующего движение Солнца и планет.
Личная жизнь
Краткая биография Архимеда и его открытия достаточно хороши изучены, но личная жизнь ученого покрыта завесой тайны. Ни современники великого исследователя, ни историки, которые изучили его жизненный путь, не предоставили никаких данных о его семье или возможных потомках.
Служение Сиракузам
Как следует из биографии Архимеда, его открытия в физике сослужили немалую службу родному городу. После открытия рычага Архимед активно развивал свою теорию и находил ей полезное практическое применение. В порту Сиракуз была создана сложная конструкция, состоящая из блочно-рычаговых приспособлений. Благодаря такому инженерному решению процесс погрузки и разгрузки судов был значительно ускорен, а тяжелые, габаритные грузы перемещались легко и практически без усилий. Изобретение винта позволило собирать воду из низко расположенных водоемов и поднимать ее на большую высоту. Это было важное достижение, так как Сиракузы расположены в гористой местности, и доставка воды представляла серьезную проблему. Оросительные каналы наполнились живительной влагой и бесперебойно снабжали жителей острова.
Однако главный дар родному городу Архимед преподнес во время осады Сиракуз римским войском в 212 г. до н. э. Ученый принимал активное участие в обороне и построил несколько мощных метательных механизмов. После того как вражеским отрядам удалось прорваться за городские стены, большинство нападавших погибли под градом камней, выпущенных из Архимедовых машин.
С помощью огромных рычагов, также созданных ученым, сиракузцы получили возможность переворачивать римские суда и остановили атаку. В результате римляне прекратили штурм и перешли к тактике продолжительной осады. В конце концов город пал.
Смерть
Получив весть о смерти Архимеда, консул был опечален: слухи о таланте ученого и его достижениях доходили до ушей римлян, так что новый правитель надеялся привлечь Архимеда на свою сторону. Тело погибшего исследователя похоронили с величайшими почестями.
Могила Архимеда
Через 150 лет после смерти Архимеда, биография и достижения которого восхищали римских правителей, были организованы поиски места предполагаемого захоронения. К тому времени могила ученого была заброшена, а ее местоположение забыто, так что поиск оказался непростой задачей. Марк Тулий Цицерон, правивший Сиракузами от имени римского императора, пожелал установить на могиле величественный памятник, но, к сожалению, это сооружение не сохранилось. Место погребения находится на территории Археологического парка Неаполя, что расположен вблизи современных Сиракуз.
Закон Архимеда
Одним из самых известных открытий ученого стал так называемый Закон Архимеда. Исследователь определил, что любое физическое тело, опущенное в воду, оказывает давление, направленное вверх. Жидкость вытесняется в объеме, который равняется объему физического тела, и не зависит от плотности самой жидкости.
Со временем открытие обросло множеством мифов и легенд. По одной из существующих версий, Гиерон II заподозрил, что его царская корона является фальшивкой и изготовлена вовсе не из золота. Он поручил Архимеду разобраться и дать ясный ответ. Чтобы сделать верные выводы, необходимо было измерить объем и вес объекта, а затем сравнить с аналогичным золотым слитком. Узнать точный вес короны не составляло труда, но как вычислить ее объем? Ответ пришел в тот момент, когда ученый принимал ванну. Он понял, что объем короны, как и любого другого физического тела, погруженного в жидкость, равен объему вытесняемой жидкости. Именно в этот момент Архимед воскликнул: «Эврика!»
Интересные факты
Своим лучшим другом Архимед считал не человека, а математику.
Метательные машины, которые ученый построил во время штурма Сиракуз римскими войсками, могли поднимать камни весом до 250 кг, что являлось на то время абсолютным рекордом.
Архимед изобрел винт, еще будучи юношей. Благодаря этому изобретению вода поступала на возвышенности и орошала поля, а египтяне до сих пор используют данный механизм для полива.
Хотя биография Архимеда полна загадок и пробелов, его достижения в области науки неоспоримы. Большинство открытий, сделанных ученым почти 2300 лет тому назад, используются до сих пор.
Архимед: биография, открытия и интересные факты из жизни математика
Родился он в греческом городе-государстве Сиракузы, на острове Сицилия, примерно в 287 году до нашей эры. Его отец Фидий был астрономом. Возможно, Архимед также был связан с Гиероном II, королем Сиракуз.
Величайшие достижения
Долгое время ученые не могли понять, как же были сделаны все его открытия. И биография Архимеда включает описание его достижений и идей, которые только в 18-м веке были развиты и продолжены. В 3-м веке до нашей эры он совершил множество новаторских вещей, а именно:
Развитие науки в Греции
Чтобы лучше узнать жизнь и биографию Архимеда, нужно представить, в какую эпоху он жил. Древние греки были первыми, кто занялся настоящей наукой и признал ее дисциплиной, изучающей саму себя. Хотя в других культурах также делались научные открытия, это происходило по вполне практическим причинам, например, с целью постройки более крепких храмов или для предсказания, когда наступит период, наиболее подходящий для посадки культур или для вступления в брак.
Древние греки же исследовали мир просто ради удовольствия, расширяя свои знания. Они изучали геометрию ради ее логики и красоты. Не имея каких-либо практических целей, Демокрит предположил, что вся материя состоит из крошечных частиц, называемых атомами и что эти атомы не могут быть разделены на более мелкие частицы. Он привел логические аргументы в пользу своей идеи.
Краткая биография
Архимед, вероятно, провел некоторое время в Египте в начале своей карьеры, но большую часть своей жизни он прожил в Сиракузах, главном греческом городе-государстве на Сицилии, где он был в близких отношениях с его королем. Архимед опубликовал свои работы в форме переписки с выдающимися математиками своего времени, включая александрийских ученых Конона Самосского и Эратосфена Киренского. Он сыграл важную роль в защите Сиракуз от осады римлян в 213 г. до н. э. Когда Сиракузы в конце концов были захвачены римским полководцем Марком Клавдием Марцеллом осенью 212 года или весной 211 года до н. э., Архимед был убит во время разграбления города.
Жизнеописание ученого
В биографии Архимеда сказано, что он родился и жил в условиях развития греческой научной культуры. В своей работе «О счислении песчинок» он рассказывает о том, что его отец был астрономом. В своем письме об оценках размера Солнца Архимед говорит: «Фидий, мой отец, сказал, что Солнце было в двенадцать раз больше».
В молодости он проводил время в египетском городе Александрии, где преемник Александра Великого, Птолемей I Сотер, построил величайшую библиотеку мира. Александрийская библиотека с ее лекционными и конференц-залами стала центром внимания ученых древнего мира.
Некоторые работы Архимеда сохранились в копиях писем, которые он отправил из Сиракуз своему другу Эратосфену. Тот руководил Александрийской библиотекой и сам был ученым (математиком, астрономом, географом и филологом). Он был первым человеком, который точно рассчитал размер нашей планеты.
Архимед, погруженный в научную культуру Древней Греции, стал одним из лучших умов нашего мира. Спустя две тысячи лет после смерти Архимеда, в эпоху Возрождения и в 1600-х годах, математики снова пересмотрели его труды. Они знали, что результаты, полученные Архимедом, были правильными, но не могли понять, как этот ученый смог получить их.
Находка в стиле Индианы Джонса
Тайна математических изысканий Архимеда в биографии не была раскрыта до 1906 года, когда профессор Йохан Хейберг обнаружил в городе Константинополе (теперь Стамбул), в Турции, книгу. Это был христианский молитвенник, написанный в тринадцатом веке, когда город был последним форпостом Римской империи. В стенах Константинополя хранились многие великие произведения, написанные в Древней Греции. Найденная Хейбергом книга теперь называется Палимпсест Архимеда.
Хейберг обнаружил, что молитвы были написаны поверх математических расчетов. Монах, который написал молитвы, попытался удалить оригинальную работу, от которой после этого остались только еле заметные следы. Оказалось, что на самом деле это были копии работ Архимеда, сделанные с оригинального текста в 10-м веке.
Неожиданное открытие
Эта книга содержала семь трактатов, автором которых был Архимед, включая «Метод», который считался утраченным на протяжении многих веков. Согласно биографии математика, Архимед написал эту работу, чтобы показать, как именно он занимался математикой. Этот труд был отправлен Эратосфену в Александрийскую библиотеку. Он предполагал, что впоследствии другие ученые, используя его «Метод», смогут сделать новые открытия.
Благодаря этому труду математики двадцатого века узнали, насколько далеко опередил свое время Архимед, и изучили методы, которые он использовал для решения разных проблем. Именно благодаря им были сделаны его открытия и изобретения. Сохранилось 9 трактатов Архимеда, написанных на греческом языке.
«О шаре и цилиндре»
Основные результаты этой работы в двух книгах заключаются в том, что площадь поверхности любой сферы радиуса r в четыре раза больше площади ее наибольшего круга (в современных обозначениях S = 4πr 2 ), а объем сферы равен двум третям того цилиндра, в который она вписана (что сразу приводит к формуле для объема, V = 4 / 3πr 3 ). Архимед был очень горд последним открытием и оставил инструкции для создания своей могилы, которая должна была представлять собой сферу, вписанную в цилиндр. Марк Туллий Цицерон (106–43 гг. до н. э.) обнаружил гробницу, заросшую растительностью, спустя полтора столетия после смерти Архимеда.
«Измерение круга»
Это фрагмент более длинной работы, в которой π (пи), отношение длины окружности к диаметру круга, лежит в пределах 3 10 /71 и 3 1 /7. Подход Архимеда к определению πи, который заключается во вписывании и описании правильных многоугольников с большим количеством сторон, использовался всеми до развития бесконечных серийных расширений в Индии в 15-м веке и в Европе в 17-м веке. Эта работа также содержит точные приближения (выраженные как отношения целых чисел) к квадратным корням из 3 и нескольким большим числам.
«О коноидах и сфероидах»
В этой работе представлено определение объемов сегментов твердых тел, образованных вращением конического сечения (окружность, эллипс, парабола или гипербола) вокруг его оси. В современных условиях это проблемы интеграции. В «Спиралях» развивается множество свойств касательных и областей, связанных со спиралью Архимеда, то есть местоположения точки, движущейся с одинаковой скоростью вдоль прямой линии, которая сама вращается с постоянной скоростью вокруг фиксированной точки.
«О равновесии плоских фигур»
Здесь главным образом рассматривается установление центров тяжести различных прямолинейных плоских фигур и сегментов параболы и параболоида. В первой книге рассматривается «закон рычага» (баланс величин на расстояниях от точки опоры в обратном отношении к их весам), и именно на основе этого трактата Архимед был назван основателем теоретической механики. Однако большая часть этой книги, несомненно, не является подлинной и состоит из неумелых более поздних дополнений или переделок, и представляется вероятным, что базовый принцип закона рычага и, возможно, концепция центра тяжести были установлены учеными раньше, чем это сделал Архимед. Биографы считают, что его вклад заключался, скорее, в распространении этих понятий на конические сечения.
«Квадратура параболы»
Эта работа демонстрирует при помощи «механических» средств, а затем обычных геометрических методов, что площадь любого сегмента параболы составляет 4/3 от площади треугольника, имеющего такое же основание и высоту, как этот сегмент.
«О счислении песчинок»
Это небольшой трактат, написанный для обывателя, который адресован Гелону, сыну Гиерона. Его цель состоит в том, чтобы исправить недостатки греческой системы числовых обозначений, показав, как выразить огромное число на примере песчинок, которые потребуются для заполнения всей вселенной. По сути, Архимед создает целочисленную систему обозначений с базой в 100 000 000. Работа также представляет интерес, поскольку она дает наиболее подробное сохранившееся описание гелиоцентрической системы Аристарха Самосского (310–230 гг. до н. э.). Также в ней содержится описание гениальной процедуры, которую Архимед использовал для определения видимого диаметра Солнца путем наблюдения с помощью инструмента.
«Метод механических теорем»
Он касается механических теорем и описывает процесс открытия в математике. В нем Архимед рассказывает, как он использовал «механический» метод для достижения некоторых своих ключевых открытий, включая площадь параболического сегмента, площадь поверхности и объем сферы.
«О плавающих телах»
Другие труды
Архимедов винт
Этот водяной винт похож на штопор, размещенный в трубе. С его помощью можно поднимать воду из реки, озера или колодца. Традиционно его изобретение приписывают Архимеду. Стефани Далли из Оксфордского университета обнаружила ассирийские клинописные письмена, датированные около 680 до н. э. и содержащие описания того, что очень напоминает водяной винт и использовалось для орошения садов в городе Ниневии в Месопотамии. Она считает, что эти сады на самом деле были знаменитыми Висячими садами, когда-то связанными с Вавилоном. В месопотамской культуре изобретатели оставались анонимными или их изобретения приписывались королю, который заплатил за работу.
Возможно, имя Архимеда связано с водяным винтом по одной из этих причин:
История о золотой короне
Это один из самых интересных фактов в биографии Архимеда. Король Гиерон II отдал золото ремесленнику, чтобы сделать из него корону. Готовая, она весила столько же, сколько и золото, данное мастеру, но король был подозрительным. Он решил, что мастер украл часть золота, заменив его серебром. Решить проблему он поручил Архимеду.
Астрономия
В биографии великого математика Архимеда есть упоминание о том, что он также был известен как выдающийся астроном: его наблюдения солнцестояний использовались Гиппархом, одним из выдающихся астрономов II века до н. э. Об этой стороне деятельности Архимеда известно очень мало, хотя работа «О счислении песчинок» раскрывает его интерес к этой науке и практические наблюдательные способности. Однако сохранился ряд чисел, которые приписываются ему, указывающих расстояния между Землей и различными небесными телами, которые, как было показано, основаны не на наблюдаемых астрономических данных, а на «пифагорейской» теории. Удивительно, что эти метафизические предположения можно найти в работах практикующего астронома, но есть все основания полагать, что их верно приписывают Архимеду.