Archimedes był jednym z pionierów w dziedzinie matematyki, mechaniki, astronomii, fizyki. Nazywany jest twórcą fizyki matematycznej, który odkrył wiele podstawowych praw fizyki i matematyki i nadal używa metod Archimedesa do znajdowania obszarów, powierzchni i objętości różnych postaci i ciał.
Naukowiec przedstawił koncepcję środka ciężkości, odkrył prawa dźwigni i opracował podstawy hydrostatyki. Ponadto był największym inżynierem, konstruktorem maszyn i wynalazcą urządzeń mechanicznych swoich czasów. Wszystkie jego rozwiązania są nadal w użyciu. I tylko istnienie „zwierciadeł zapalających”, które zniszczyły rzymską flotę, wciąż budzi wątpliwości.
Archimedes znalazł praktyczne zastosowanie w prawie wszystkich swoich studiach teoretycznych. Maszyny skonstruowane na zasadzie działania dźwigni (po grecku „mehane”) pomagały człowiekowi „przechytrzyć” naturę. Ciekawe jest również to, że wiele odkryć genialnego Syrakuz otrzymało nowoczesne sformułowanie i dowód dopiero w XIX wieku.
Kto nie zna legendy o odkryciu prawa, które mówi, że na ciało zanurzone w cieczy działa siła równa ciężarowi wypartej przez nie cieczy? Mówi się, że na Archimedesa spadło objawienie w wannie, kiedy nagle zauważył, że kiedy podnosi stopę z łazienki, poziom wody w niej obniża się. Naukowiec, przyćmiony pomysłem, wyskoczył nagi z łaźni i krzyknął „Eureka!” pędził wzdłuż zatłoczonej ulicy. Tak czy inaczej, ale to odkrycie stało się pierwszą zasadą hydrostatyki. Podobne prawo - określenie ciężaru właściwego metali - wydedukował Archimedes, rozwiązując problem postawiony mu przez władcę Hierona: określić, ile złota znajduje się w jego koronie i czy jest w niej nieczystość.
Genialny naukowiec nie był osobą introwertyczną. Starał się, aby jego osiągnięcia były znane i przydatne społeczeństwu. A dzięki jego zamiłowaniu do spektakularnych pokazów ludzie uważali jego pracę za konieczną, władcy zapewniali mu środki do eksperymentów, a on sam zawsze miał zainteresowanych i inteligentnych pomocników. Tym z jego współobywateli, którzy nie ufali jego wynalazkom, Archimedes dostarczył zdecydowanych dowodów przeciwnych. Tak więc pewnego dnia, sprytnie przestawiwszy dźwignię, śrubę i wyciągarkę, ku zaskoczeniu gapiów, „siłą jednego człowieka” zwodował ciężką kuchnię, osiadłą na mieliźnie, z całą załogą i ładunkiem.
Cyceron, wielki mówca starożytności, powiedział o Archimedesie: „Ten Sycylijczyk posiadał geniusz, którego, jak się wydaje, natura ludzka nie może osiągnąć”. Wielki naukowiec, pasjonat mechaniki, stworzył i przetestował teorię pięciu mechanizmów, znaną w swoim czasie i nazywaną „prostymi”. Są to dźwignia, klin, blok, nieskończona śruba (obecnie używana w szlifierce) i wciągarka. Archimedes na podstawie nieskończonej śruby wynalazł maszynę do nawadniania pól, tak zwany „ślimak”, maszynę do pompowania wody z ładowni i kopalni, aż wreszcie doszedł do wynalezienia śruby, konstruując ją ze śruby i nakrętki.
Wielu starożytnych historyków, naukowców i pisarzy mówi o kolejnym niesamowitym „odkryciu” Archimedesa, przez co radośnie wykrzyknął: „Dajcie mi miejsce, gdzie mógłbym stanąć, a podniosę Ziemię!”. Plutarch ma podobny tekst: „Daj mi punkt podparcia, a poruszę Ziemię”. To „odkrycie” nie zostało wymienione w żadnej z opowieści, ale obecnie jest postrzegane nie jako zwykła dźwignia, ale jako mechanizm blisko wyciągarki, składający się z bębna do nawijania liny, kilku kół zębatych i przekładni ślimakowej. Sama zasada budowania wielostopniowej transmisji była tutaj nowa.
Archimedes miał obsesję na punkcie nauki i wynalazków. Zaprojektowane przez niego aparaty i maszyny były postrzegane przez współczesnych jako cud techniki. Wrażenie było takie, że nie spał ani nie jadł, a cały swój czas poświęcił wyłącznie twórczym poszukiwaniom. Nawet Plutarch, który wychwalał jego mądrość i ducha, zauważył, że „żył tak, jakby był oczarowany jakąś domową syreną, jego stałym towarzyszem, sprawiając, że zapomniał o jedzeniu, piciu i wszelkich troskach o swoje ciało. Czasami wnosząc do łaźni rysował palcem figury geometryczne na popiele paleniska lub rysował linie na swoim naoliwionym ciele. Takim był Archimedes, który dzięki swojej głębokiej znajomości mechaniki był w stanie ocalić siebie i swoje miasto od klęski, o ile to od niego zależało."
Film promocyjny:
To właśnie dzięki ochronie krewnych Syrakuz podczas II wojny punickiej wzrosła chwała arcymodelu, która już była przytłaczająca i pozostawiła ślad w świadomości całego hellenistycznego świata, przekraczającego granice krajów i wieków. Archimedes miał wtedy już ponad siedemdziesiąt lat, ale to jemu miasto powierzyło swoją obronę. To był największy triumf, jaki naukowcy kiedykolwiek widzieli. Tutaj jego talent przejawiał się nie tylko jako wynalazca, ale także jako wybitny budowniczy.
W „Historii świata”, napisanej około pięćdziesiąt lat po oblężeniu, Polibiusz powiedział, że napastnicy „nie brali pod uwagę sztuki Archimedesa, nie brali pod uwagę, że czasami jedna utalentowana osoba jest w stanie zrobić więcej niż wiele rąk… Archimedes przygotował się w mieście… takie środki obrona, że obrońcy nie musieli zawracać sobie głowy nieprzewidzianą pracą w przypadku niespodziewanych metod ataku; wszystko było gotowe z góry, by odeprzeć wroga … „Po raz pierwszy stworzył strzelnice i otwory strzelnicze w murach twierdzy, przeznaczone do tak zwanej„ walki dolnej i środkowej”. Dodajmy do tego dziesiątki wymyślonych przez niego pojazdów wojskowych - wszelkiego rodzaju katapulty, maszyny do rzucania strzałkami i włóczniami, które pozwoliły mieszczanom odpierać ataki potężnego wroga przez prawie trzy lata.
Niemożliwe było również podejście do miasta od strony morza.
Jak pisał Plutarch: „… nagle z wysokości murów kłody spadły pod wpływem ich wagi i określonej prędkości na statki i zatopiły je. Żelazne pazury i dzioby złapały statki, uniosły je w powietrze z uniesionym nosem, rufą w dół, a następnie zanurzyły w wodzie. A potem statki zaczęły się obracać i wirując, spadały na pułapki i klify u stóp murów. Większość osób na pokładzie zginęła pod ciosem. Co minutę widzieli statek unoszący się w powietrzu nad morzem. Okropny widok!..”
Żelazne „łapy” są stale obecne w opisach pojazdów wojskowych; „Dzioby” i „pazury”, w których naukowcy widzą poprzedników samozaciskających się szczypiec, nowoczesnych manipulatorów i dźwigów. Ponadto maszyny były mobilne, miały strzałkę obracającą się wokół osi pionowej, a każdą sterował jeden kierowca. Ani przed, ani po Archimedesie nikt nie używał tak unikalnych pojazdów wojskowych.
Jednak największą tajemnicą ze wszystkich wynalazków Archimedesa pozostają „lustra zapalające”. Wielki Syracuse zajmował się między innymi optyką i astronomią. Istnieją dowody na to, że Archimedes napisał obszerną pracę na temat optyki, która do nas nie dotarła, zwaną „Catoptrica”, często cytowaną przez starożytnych autorów. Jednak z samej pracy, a nawet wtedy w późniejszym opowiadaniu, zachowało się tylko jedno twierdzenie, w którym udowodniono, że gdy światło odbija się od lustra, kąt padania księżyca jest równy kątowi odbicia. Ale nawet na podstawie tych cytatów można wywnioskować, że Archimedes doskonale zdawał sobie sprawę z zapalającego działania różnych luster.
W konsekwencji, teoretycznie, starożytny grecki naukowiec mógł używać wklęsłych luster w walce z rzymską flotą, podpalając statki skupionymi promieniami słonecznymi. Ale jednocześnie w trzech zachowanych opisach napadu - Polibiuszu (II wpne), Tytusa Liwiusza (I wpne) i Plutarcha (I wpne) - nie ma wzmianki o tylko o spalaniu statków z lustrami, ale ogólnie o używaniu ognia. Niektórzy teoretycy znajdują na to wytłumaczenie. Okazuje się, że Polibiusz mógł milczeć o tym fakcie, skoro był osobą bardzo nieufną, a jego autorytet i popularność były na tyle znaczące, że kolejni historycy nie odważyli się potwierdzić ani zaprzeczyć istnieniu luster. Dlatego nie można tego uznać za wystarczająco silny powód, aby całkowicie zaprzeczyć prawdziwej podstawie legendy.
Ale jeśli lustra Archimedesa nie istniały w przyrodzie, to dlaczego w literaturze z II wieku n.e. mi. ślady tej pięknej legendy są ponownie odkrywane? Wspomina o nich grecki satyryk Lucian i rzymski naukowiec medyczny Galen. Cztery wieki później kwestię zwierciadeł zapalających analizuje bizantyjski naukowiec Anthimius z Thralla w swoim eseju O cudownych mechanizmach, w którym stara się zrekonstruować zwierciadła w oparciu o promień działania równy zasięgowi strzały. I konkluduje, że rozwiązaniem jest zastosowanie systemu płaskich luster:
„Za pomocą wielu płaskich luster można odbijać w jednym punkcie wystarczająco dużo światła słonecznego, że połączone działanie wywoła pożar. To doświadczenie można zrobić przy pomocy dużej liczby osób, z których każda będzie trzymać lustro w pożądanej pozycji. Aby jednak uniknąć nieporozumień i nieporozumień, wygodniej jest użyć ramy, w której konieczne jest zamocowanie 24 oddzielnych luster za pomocą płytek lub, jeszcze lepiej, zawiasów. Podstawiając ten mechanizm do promieni słonecznych, konieczne jest prawidłowe ustawienie zwierciadła centralnego, a następnie reszty, szybko i zręcznie je przechylając … tak, aby promienie słoneczne odbijane przez te różne lustra kierowane były w ten sam punkt …”.
Na zakończenie Anfimy, potwierdzając poprawność swojej rekonstrukcji, dodaje: „Należy zauważyć, że wszyscy inni autorzy, którzy mówili o zwierciadłach boskiego Archimedesa, wymieniali nie jedno lustro, ale wielu”. W rzeczywistości mówimy o urządzeniu w nowoczesnej energii słonecznej, zwanym koncentratorem słonecznym.
Bizantyjski Eustachiusz z Tesaloniki przypomina Anthimię. W swoich komentarzach do Iliady pisze: „Archimedes, stosując zasady katoptryki, spalił rzymską flotę na odległość strzały”.
Bardziej szczegółowy opis znajduje się w Historii, opracowanej przez bizantyjskiego kronikarza Ceci, który jako źródło powołuje się na Diodora z Siculus. Tseci zwraca uwagę, że Archimedes działał jak „sześciokątne lustro złożone z małych czworokątnych luster, które można było przesuwać za pomocą zawiasów i metalowych listew. Zainstalował to lustro w taki sposób, że przecinało się w środku z liniami słonecznymi, a zatem odbite promienie słoneczne wytworzone przez to lustro wytworzyły ciepło, które zamieniło rzymskie statki w popiół, chociaż znajdowały się w odległości lotu strzały."
Z kolei inny bizantyjski historyk z XII wieku, Zonara, napisał w Rocznikach: „Ten geometr, po zebraniu promieni słonecznych na lustrze, za pomocą tych promieni, zebranych i odbiciu przez grubość i gładkość lustra, zapalił powietrze i zapalił duży płomień, który następnie wysłał do statki objęte jego zakresem. Wszystkie statki zostały spopielone. Nikt inny spośród starożytnych nie potwierdził istnienia „lasera słonecznego” Archimedesa.
Źródła starożytne od dawna uważane są za prawdziwe, jednak w XVII wieku w wyniku rozwoju optyki pracujący w tej dziedzinie Johannes Kepler i Rene Descartes wyrazili teoretycznie uzasadnione wątpliwości co do możliwości stworzenia tak fantastycznych luster. Słynny francuski filozof i matematyk Rene Descartes w swoim „Diopterze” przekonywująco pokazał, że niemożliwe jest doprowadzenie promieni słonecznych do punktu, a także stworzenie równoległej wiązki płonących promieni, a opowieści o nich stały się legendą nauki.
Ale, jak się okazało, nie trwało to długo. W 1674 roku, czterdzieści lat po przekonujących dowodach Kartezjusza, niemiecki matematyk i filolog A. Kircher w swojej książce „Wielka sztuka światła i cienia” również twierdzi, że dzięki licznym eksperymentom był przekonany, że łącząc odbicie słońca z pięciu płaskich luster można uzyskać znaczące ogrzewanie, chociaż ^ niewystarczające do zapalenia drewna. Ale potem stało się to w 1747 roku przez francuskiego przyrodnika i wynalazcę Georgesa Louisa Buffona.
W swoim szóstym pamiętniku, Wynalazku luster do zapalania obiektów na duże odległości, opisał wszystkie swoje eksperymenty. Co prawda nie udało mu się „zbudować” obliczonego lustra o średnicy 71 m (!), Ale nie wycofał się i kontynuował eksperyment. Odsuwając na bok wątpliwości, Buffon zbudował lustro kompozytowe 13 razy mniejsze niż obliczone, które podpaliło drzewo w odległości 50 m. Oto jak opisuje jeden z eksperymentów: używanie 128 serwerów lustrzanych; zapłon nastąpił dość nagle i na całej powierzchni oświetlanego miejsca. 11 kwietnia, ponieważ ognisko znajdowało się 20 stóp od lustra, wystarczyło 12 luster, aby zapalić małe palne obiekty.
21 luster oświetlało bukową tablicę, 15 luster topiło duże blaszane naczynie o wadze około 6 funtów, a 117 luster topiło cienkie arkusze srebra. Przyrodnik zauważył również, że „metale, a zwłaszcza srebro, dymią przed stopieniem. Dym był tak silny, że nad ziemią utworzyła się zasłona dymna”. Po udanych eksperymentach Buffona, które przeprowadził publicznie w Ogrodzie Króla na poziomej platformie, odżyła opinia o realności luster zapalających i wszyscy ponownie zgodzili się, że w erze Archimedesa mogą istnieć i być potężną bronią bojową. W rezultacie genialny człowiek Syracuse był w stanie stworzyć potężny koncentrator słoneczny.
MV Lomonosov również pracował nad tym problemem. Temat jego dysertacji, opracowanej w 1741 r., Nosił tytuł „Dyskurs o katoptryczno-dioptrycznym przyrządzie zapalającym”. „Instrument” składał się z szeregu luster, które kierowały promienie słoneczne na soczewki, sprowadzając je do jednego punktu. Ale jak powinno być w takich przypadkach było jeszcze jedno „ale”. W czasach Archimedesa nie było luster o takiej jakości, z którymi przeprowadzono demonstracyjne eksperymenty.
Antyczne lustra znalezione podczas wykopalisk są tak niedoskonałe, że trudno uwierzyć w ich zdolność do oddania jakiegokolwiek dokładnego odbicia. Ale byłoby szkoda, gdyby tak piękna legenda została obalona. Dlatego włoscy naukowcy próbowali udowodnić, że istnieją „lustra bojowe” Archimedesa, ale nie są one przeznaczone do podpalenia, ale do wycelowania w cel.
Być może więc genialny Archimedes wynalazł nie „laser słoneczny”, ale pierwszą „broń promieniową”. A teraz naukowcy muszą zdecydować, czy udowodnić, czy obalić już dwie tajemnice geniusza Syracuse.
„Ciekawa gazeta. Tajemnice historii”№7 2014