Archimedes: Biografi, Bidrag och Uppfinningar

Archimedes of Syracuse (287 BC - 212 BC) var en grekisk matematiker, fysiker, uppfinnare, ingenjör och astronom från den antika staden Syracuse, på ön Sicilien. Hans mest framstående bidrag är principen om Archimedes, utvecklingen av exhaution-metoden, den mekaniska metoden eller skapandet av det första planetariumet.

För närvarande betraktas det som en av de tre viktigaste figurerna i antikvitetsmatematiken bredvid Euclides och Apolonio, eftersom dess bidrag betydde viktiga vetenskapliga framsteg för tiden inom områdena beräkning, fysik, geometri och astronomi. I sin tur gör det honom en av de mest framstående forskarna i mänsklighetens historia.

Även om få detaljer om hans personliga liv är kända, och de som är kända, är tvivelaktiga, är hans bidrag kända tack vare en serie skrivna brev om hans arbeten och prestationer som lyckats bevaras fram till idag, som tillhör till den korrespondens som han upprätthöll i åratal med vänner och andra matematiker av tiden.

Archimedes var berömd i sin tid tack vare hans uppfinningar, som lockade uppmärksamheten hos hans samtidiga, delvis för att de användes som krigsmateriel för att framgångsrikt undvika många romerska invasioner.

Men det sägs att han hävdade att den enda väldigt viktiga saken var matematik, och att hans uppfinningar bara var en produkt av tiden för tillämpad geometri. I eftertiden har hans verk i ren matematik varit mycket mer uppskattad än hans uppfinningar.

biografi

Arkimedes av Syracuse föddes ungefär år 287 f.Kr. Det finns inte mycket information om hans tidiga år, men det kan sägas att han föddes i Syracuse, en stad som anses vara den största hamnen på ön Sicilien, idag i Italien.

Vid den tiden var Syracuse en av de städer som bildade den så kallade Magna Grecia, som var det utrymme som beboddes av bosättare av grekiskt ursprung till södra delen av halvön i Italien och på Sicilien.

Det finns inga kända fakta om Archimedes mor. I förhållande till fadern är det känt att detta kallades Phidias och att han var dedikerad till astronomi. Denna information från hans far är känd tack vare ett fragment av boken The Sand Counter, skriven av Archimedes, där han nämner sin fars namn.

Heraklides, som var en grekisk filosof och astronom, var mycket förtjust i Archimedes och skrev till och med en biografi om honom. Detta dokument har dock inte bevarats, så all information som finns däri är okänd.

Å andra sidan indikerar historikern, filosofen och biografen Plutarco i sin bok "Parallel Lives" att Archimedes hade ett blodförhållande med Hiero II, en tyrann som hade varit ansvarig i Syracuse sedan 265 f.Kr.

utbildning

Som ett resultat av den lilla informationen vi har om Archimedes vet vi inte säkert var han fick sin första träning.

Men olika historiografer har bestämt att det finns en stor möjlighet att Archimedes studerade i Alexandria, som var det viktigaste grekiska kultur- och utbildningscentret i regionen.

Detta antagande stöds av den information som den grekiska historikern Diodoro Sículo, som angav att Archimedes antagligen studerade i Alexandria, gav.

Dessutom nämner Archimedes i många av hans verk andra vetenskapsmän av den tid vars arbete koncentrerades i Alexandria, så det kan antas att han verkligen arbetade i den staden.

Några av de personligheter med vilka Archimedes tros ha interagerat i Alexandria är geometri, matematiker och astronom Eratosthenes av Cyrene, och matematiker och astronom Conon de Sanos.

Familj motivation

Å andra sidan kunde det faktum att Archimedes fader var en astronom ha haft ett signifikant inflytande på de lutningar han senare visade, eftersom han senare och från ung ålder visade en särskild attraktion på fältet vetenskaper.

Efter sin tid i Alexandria uppskattas Archimedes återvända till Syracuse.

Vetenskapligt arbete

Efter att ha återvänt till Syracuse började Archimedes utarbeta olika artefakter som snart vann honom en viss popularitet bland invånarna i denna stad. Under den här perioden gav han sig helt till vetenskapligt arbete, producerade olika uppfinningar och drog ut flera matematiska begrepp mycket avancerade till sin tid.

Till exempel, när han ägnade sig åt studien av egenskaperna hos fasta, böjda och plana siffror, kom han fram med begrepp relaterade till integral- och differentialkalkyl, som senare utvecklades.

På samma sätt var Archimedes den som definierade att den volym som är förknippad med en sfär motsvarar dubbelt så stor som den cylinder som innehåller den, och den som uppfann kompositskivan, baserat på hans upptäckter om spakens lag.

Konflikt i Syracuse

Under år 213 f.Kr. gick romerska soldater in i staden Syracuse och omringade sina bosättare för att få dem att överlämna sig.

Denna åtgärd leddes av militären och grekisk politiker Marco Claudio Marcelo inom ramen för det andra puniska kriget. Senare var det känt som Romens svärd, sedan det slutade segra Syracuse.

I mitten av konflikten, som varade i två år, kämpade invånarna i Syracuse mot mod och romska mot romarna, och Archimedes spelade en mycket viktig roll, eftersom han ägnade sig åt att skapa verktyg och instrument som hjälpte till att besegra romarna.

Slutligen tog Marco Claudio Marcelo staden Syracuse. Innan Archimedes stora intellektualitet beställde Marcelo att de inte skulle skadas eller dödas. Men Archimedes dödades i händerna på en romerska soldat.

bortgång

Archimedes dog i år 212 f.Kr. Mer än 130 år efter hans död, år 137 f.Kr., ockuperade författaren, politiker och filosof Marco Tulio Cicero en position i förvaltningen av Rom och ville hitta Archimedes grav.

Denna uppgift var inte lätt, eftersom Cicero inte kunde hitta någon för att ange den exakta platsen. Men så småningom fick han det, mycket nära Agrigento-porten och i beklagliga förhållanden.

Cicero rengjorde graven och upptäckte att den var inskriven med en sfär inuti en cylinder, som en hänvisning till upptäckten om den volym som Archimedes gjorde för länge sedan.

Versioner om hans död

Första versionen

En av versionerna säger att Archimedes var i mitten av att lösa ett matematiskt problem när han närmade sig en romersk soldat. Det sägs att Archimedes kunde ha bett om lite tid att lösa problemet, så soldaten skulle ha dödat honom.

Andra versionen

Den andra versionen liknar den första. Tänk på att Archimedes löste ett problem med matematik när staden togs.

En romerska soldat kom in i sin förening och beordrade att han skulle träffas Marcelo, och Archimedes svarade att han var tvungen att lösa det problem han jobbade med först. Soldaten blev upprörd som ett resultat av detta svar och dödade honom.

Tredje versionen

Denna hypotes indikerar att Archimedes hade en stor mångfald matematiska instrument i sina händer. Sedan såg en soldat honom och han trodde att han kunde bära värdefulla saker, så han dödade honom.

Fjärde versionen

Denna version illustrerar att Archimedes höjdes nära marken och tänkte på planer han studerade. Tydligen kom en romersk soldat bakifrån och, omedveten om att det var Archimedes, sköt honom.

Arkimedes vetenskapliga bidrag

Principen om Archimedes

Principen om Archimedes anses av modern vetenskap som en av de viktigaste legaciesna i den antika eran.

Under hela historien, och oralt, har det rapporterats att Archimedes kom till sin upptäckt, oavsiktligt tack vare King Hieron, uppdrag att se om en guldkrona som skickades till tillverkning av honom endast gjordes av guld ren och innehöll inte någon annan metall. Han var tvungen att utföra detta utan att förstöra kronan.

Det sägs att medan Archimedes mediterade hur man löser detta problem bestämde han sig för att ta ett bad och när han kom in i badkaret insåg han att vattnet ökade på nivå när han nedsänktes i det.

På så sätt skulle han upptäcka den vetenskapliga principen att "varje kropp som nedsänktes helt eller delvis i en vätska (vätska eller gas) mottar en uppåtriktad kraft, lika med vikten av det fluid som försvinner av föremålet".

Denna princip innebär att vätskorna utövar en stigande kraft - skjutande uppåt - på något föremål som är nedsänkt i dem och att mängden av denna tryckkraft är lika med vikten av den vätska som förflyttas av den nedsänkta kroppen oberoende av dess vikt.

Förklaringen av denna princip beskriver fenomenet flotation och finns i hans förhandling på flytande organ .

Principen om Archimedes har tillämpats kraftigt i eftertiden för flytande av föremål för massiv användning som ubåtar, fartyg, livräddare och luftballonger.

Mekanisk metod

En annan av Archimedes viktigaste bidrag till vetenskapen var införandet av en rent mekanisk - det vill säga teknisk - metod i resonemanget och argumentationen för geometriska problem, vilket innebar ett oöverträffat sätt att lösa denna typ av problem för tiden.

Inom ramen för Archimedes betraktades geometri som en uteslutande teoretisk vetenskap, och det vanliga var att från ren matematik en kom ner till andra praktiska vetenskaper där dess principer kunde tillämpas.

Av denna anledning betraktas det idag som mekanikens föregångare som en vetenskaplig disciplin.

I skrivandet där matematiker exponerar den nya metoden för sin vän Eratosthenes, indikerar att detta tillåter att ta itu med matematikfrågor genom mekanik och att det är något lättare att bygga demonstrationen av en geometrisk teori om den redan är har några tidigare praktiska kunskaper, att om du inte har någon aning om det.

Denna nya undersökningsmetod som utförs av Archimedes skulle bli föregångaren till det informella stadiet av upptäckten och formuleringen av hypoteser av den moderna vetenskapliga metoden.

Förklaring av spakens lag

Medan hävarmen är en enkel maskin som användes sedan mycket tidigare än Archimedes, var det han som formulerade principen som förklarar sin funktion i hans avhandling på balansen i planet.

I formuleringen av denna lag fastställer Archimedes principer som beskriver ett hävstångs olika beteende när de placerar två kroppar på den, beroende på dess vikt och dess avstånd från stödet.

På detta sätt påpekar han att två kroppar som kan mätas (proportionellt) ligger på en hävarm är balanserade när de är i avstånd omvänd proportionellt mot deras vikt.

På samma sätt gör det obestridliga organ (som inte kan mätas), men denna lag visades endast av Archimedes med kroppar av den första typen.

Hans formulering av hävarprincipen är ett bra exempel på tillämpningen av den mekaniska metoden, som han förklarar i ett brev adresserat till Dositeo, upptäcktes det först genom mekaniska metoder som han genomförde.

Senare formulerade han dem med hjälp av geometriska metoder (teoretiskt). Från detta experiment på kropparna avlägsnades också begreppet tyngdpunkten.

Utveckling av exhaution eller utmattningsmetod för den vetenskapliga demonstrationen

Utmattning är en metod som används i geometri som består av approximativa geometriska figurer vars område är känt genom inskriptionen och omskriften på någon annan vars område är avsett att vara känt.

Även om Archimedes inte var skaparen av denna metod utvecklade han det mästerligt och lyckades beräkna ett exakt värde av Pi.

Archimedes, med hjälp av exhaution, inskriven och omskriven hexagoner till en omkrets med diameter 1, vilket reducerar skillnaden mellan området av hexagoner och omkretsens absurda.

För att göra detta åtgärdade han hexagonerna som skapade polygoner på upp till 16 sidor, vilket framgår av föregående figur.

På så sätt kom han för att ange att värdet av pi (av förhållandet mellan längden på en cirkel och dess diameter) ligger mellan värdena 3.14084507 ... och 3.14285714 ....

Archimedes använde mästerligt metoden för exhaución eftersom det inte bara lyckades approximera beräkningen av värdet av Pi med en felmarginal ganska låg och därför önskad, men också eftersom Pi är ett irrationellt tal genom Denna metod och de erhållna resultaten lagde grunden som skulle gro i det oändliga beräkningssystemet och senare i den moderna integralkalkylen.

Måttet på cirkeln

För att bestämma området för en cirkel, använde Archimedes en metod som bestod av att rita en kvadrat som passar exakt inuti en cirkel.

Att veta att torgets yta var summan av dess sidor och att cirkelområdet var större, började han arbeta för att få approximationer. Detta gjorde han genom att ersätta torget med en 6-sidig polygon och sedan arbeta med mer komplexa polygoner.

Archimedes var den första matematikern i historien för att närma sig en seriös beräkning av Pi-talet.

Geometrin av sfärer och cylindrar

Bland de nio avhandlingarna som sammanställer Archimedes arbete i matematik och fysik finns två volymer på geometri av sfärer och cylindrar.

Detta arbete handlar om bestämningen att ytan av någon radius sfär är fyra gånger större än sin största cirkels cirkel och att en sfärs volym är två tredjedelar av den cylinder i vilken den är inskriven.

Inventos

Kilometern

Kallas också kilometer, det var en uppfinning av den här kända mannen.

Denna enhet byggdes utifrån principen om ett hjul som aktiverar växlar som gör det möjligt att beräkna avståndet som reste.

Enligt samma princip utformade Archimedes flera typer av odometrar för militära och civila ändamål.

Det första planetariumet

Baserat på många klassiska författares vittnesbörd som Cicero, Ovid, Claudian, Marciano Capela, Casiodoro, Sexto Empirico och Lactantius, tilldelar många forskare idag Archimedes skapandet av det första rudimentära planetariumet.

Det är en mekanism som består av en serie "sfärer" som lyckades efterlikna planetens rörelser. Hittills är detaljerna i denna mekanism okända.

Enligt Cicero var planetariumerna byggda av Archimedes två. I en av dem var landet och de olika konstellationerna nära det representerade.

I den andra, med en enda rotation, gjorde solen, månen och planeterna sina egna oberoende rörelser i förhållande till de fasta stjärnorna på samma sätt som de gjorde på en riktig dag. I det senare fallet kan du dessutom observera successiva faser och förmörkelser av månen.

Skruven av Archimedes

Archimedes skruven är en enhet som används för att transportera vatten från botten till toppen genom en sluttning, med hjälp av ett rör eller en cylinder.

Enligt den grekiska historikern Diodoro, tack vare denna uppfinning underlättades bevattningen av de bördiga markerna belägen längs Nilen i antika Egypten, eftersom traditionella verktyg krävde en enorm fysisk ansträngning som uttömde arbetarna.

Den använda cylindern har inuti en skruv av samma längd, som upprätthåller ett system med propellrar eller fenor som utför en roterande rörelse manövrerad manuellt av en roterande spak.

På detta sätt lyckas spiralerna trycka något ämne från botten upp, vilket utgör en slags oändlig krets.

Archimedes klo

Archimedes klo, eller järnhanden som den är känd, var en av de mest fruktansvärda krigsvapen som skapades av denna matematiker och blev den viktigaste för det sicilianska försvaret för romerska invasioner.

Enligt forskning som utförs av professorerna Chris Rorres, professor Chris Rorres och Harry Harris (Institutionen för civilingenjör och arkitektur), var detta en stor hävstång som hade en greppkrok fäst vid hävarmen med hjälp av en kedja som hängde från den.

Genom hävarmen manipulerades kroken så att den föll på fiendens skepp, och målet var att haka det och lyfta det i en sådan utsträckning att det kunde släppas fullständigt, eller slog stenarna på stranden, när den släpptes.

Rorres och Harris presenterade vid symposiet "Maskiner och Extraordinära Strukturer av Antiken" (2001), en miniatyrrepresentation av denna artefakt med titeln "En formidabel krigsmaskin: Konstruktion och drift av Archimedes 'Iron Hand"

För att förverkliga detta arbete förlitade de sig på argumenten från de gamla historikerna Polybius, Plutarch och Livy.