Архимед — один из самых выдающихся учёных и изобретателей античности. Ещё при жизни Архимеда его имя стало легендой. Но и сегодня, по прошествии более 2200 лет, найдётся мало людей, которые не слышали об этом великом изобретателе. Что же такого сделал Архимед и чем он прославился?
Архимед родился в 287 г. до н. э. в древнегреческом городе Сиракузы на Сицилии. Ему повезло — через некоторое время правителем Сиракуз стал его родственник Гиерон. Поэтому Архимед получил хорошее образование и получил прекрасную возможность заниматься тем, что ему интересно, при дворе правителя. Он побывал в Александрии, столице Египта, которая была в то время научным и культурным центром античного мира. В этом городе Архимед имел возможность изучить труды греческих математиков, а также познакомился с известными учёными, жившими здесь, такими, как Конон и Эратосфен, с которыми впоследствии переписывался.
Жизнь Архимеда и его деяния известны нам из рассказов более поздних, в основном, римских авторов, поэтому некоторые детали его биографии не вполне ясны и по ним есть разночтения. Не дошла до нашего времени и часть сочинений Архимеда (а некоторые из них известны лишь в переводе поздних арабских авторов). Но и из того, что нам известно, мы знаем, что Архимед был очень разносторонним человеком и сделал очень много.
Во-первых, Архимед внёс большой вклад в развитие математики. Среди достижений Архимеда в математике:
- описание полуправильных многогранников (называемых до сих пор архимедовыми телами);
- развитие теории конических сечений и некоторых других разделов геометрии;
- использование нового метода для нахождения площадей и объёмов фигур, а также способов построения касательных к кривым — в этих методах угадываются зачатки математического анализа;
- решение задачи о делении угла на три равные части и определении площади круга;
- вычисление приближённого значения числа Пи, вычисление объёма и поверхности шара и др.
Труды Архимеда были достаточно сложными для прочтения и понимания, но все последующие античные и арабские математики считали необходимыми их знать. Впоследствии трудами Архимеда зачитывался Галилей, а Лейбниц писал «Внимательно читая сочинения Архимеда,
Но ещё больше, чем математик, Архимед знаменит как физик и изобретатель. Архимед был уникален тем, что в отличие от остальных античных учёных, считавших механику, изготовление машин, чем-то недостойным, свои знания стремился применить на практике. Архимед внёс важный вклад в развитие физики, например, он описал условия равновесия рычага. Также он сформулировал закон о том, что на на тело, погруженное в жидкость, действует выталкивающая сила, равная весу вытесненной жидкости, который по сей день носит название закон Архимеда. Архимед изучал оптику и установил, например, что угол падения света равен углу отражения.
Также читайте отдельную и подробную статью о всех изобретениях Архимеда.
Изобретения Архимеда многочисленны и ещё в древности обросли легендами, что не всегда позволяет надёжно отделить правду о них от вымысла. Известно, что учёный уделял много времени созданию различных машин и механизмов, часто забывая про еду и отдых. Он разработал теорию пяти простых механизмов: рычага, клина, блока, бесконечного винта и ворота. Комбинации этих механизмов он использовал в разных устройствах, например, для разгрузки грузов в порту. При помощи сложной системы рычагов и блоков Архимед одной рукой мог снять корабль с мели или спустить на воду. На основе винта, который по сей день носит название архимедов винт, он изобрёл устройство для подъёма воды на поля.
Архимедов винт
Архимеду приписывают создание планетария, который демонстрировал движение Солнца, Луны и известных тогда пяти планет, а также предсказывал затмения. Но самые известные изобретения Архимеда, принёсшие ему наибольшую славу, — военные машины.
В 218 г. до н. э. началась вторая пуническая война между Римом и Карфагеном, и Сиракузы оказались втянуты в неё. После определённых разногласий победили сторонники Карфагена и вскоре под стенами Сиракуз оказалась римская армия. Римляне, собравшие сильное войско, рассчитывали быстро захватить город, но не тут-то было — ведь обороной Сиракуз руководил Архимед. На городских стенах он установил разные машины, доставившие массу неприятностей римлянам. Например, когда римский флот приблизился к стенам, подходившим к самому морю, чтобы попытаться прямо с кораблей взять их штурмом, механизмы Архимеда начали зацеплять галеры римлян крюками и переворачивая, топить. Другие машины бросали на корабли брёвна, разламывая их, а на дальней дистанции римлян обстреливали крупными камнями катапульты, сконструированные Архимедом. Вскоре дошло до того, что римские солдаты, заметившие какое-либо движение на стене, впадали в панику и бежали. Плутарх впоследствии описывал попытку штурма Сиракуз так:
«В неприятельскую пехоту неслись пущенные им различного рода стрелы и невероятной величины камни с шумом и страшной быстротой. Решительно ничто не могло вынести силы их удара; они опрокидывали тех, в кого они попадали, и расстраивали их ряды. На море внезапно поднимались со стен над кораблями бревна, загнутые наподобие рога. Одни из них ударяли в некоторые корабли сверху и силой удара топили их; другие железными лапами или клювами, наподобие журавлиных, схватывали корабли за носы, поднимали их на воздух, ставили корабль на корму и затем топили. Часто корабль поднимало высоко над поверхностью моря, и, вися в воздухе, он к ужасу окружающих качался в разные стороны, являя собой страшное зрелище, пока весь экипаж не был сброшен или перестрелян. Самбука, машина, которую Марцелл поставил на несколько кораблей и подводил к стенам еще далеко не успела подойти к ним, как из-за них вылетел камень весом в десять талантов, за ним другой, третий… Они падали на машину со страшным шумом и силой, разбили ее корпус, разорвали болты и уничтожили связи, так что Марцелл, не зная что делать, решил отплыть поспешно с флотом и приказал пехоте отступать, но стрелы и здесь настигали их, попадали в отступающих, так что они понесли большие потери.»
В сочинениях некоторых авторов рассказывается также о том, что Архимед сжигал римские корабли солнечными лучами, сфокусированными при помощи зеркал, и даже использовал против них паровую пушку.
Римлянам пришлось перейти к длительной осаде. В конце концов Сиракузы пали, но не потому, что римлянам удалось победить Архимеда, а потому, что часть горожан, скрытно сговорившись с римлянами, впустила их в город. Римский командующий Марцелл приказал найти Архимеда и доставить к нему, но знаменитый изобретатель был убит римским легионером, не узнавшим его. Архимед погиб в 212 г. до н. э. в возрасте 75 лет. Хотя для римлян он был опасным противником, Архимед был похоронен с почестями, а на его могиле, согласно завещанию самого учёного, был высечен шар, вписанный в цилиндр (Архимед в своё время установил, что объёмы этих фигур соотносятся как 2:3).
Также читайте продолжение о том, что изобрёл Архимед. В ней мы сделаем отдельную подборку про изобретения Архимеда и постараемся их подробно описать.