Сила Архимеда: самое известное открытие учёного
Вы когда-нибудь задумывались, почему тяжёлый железный корабль не тонет, а маленький камень — да? Или почему в солёной воде плавать легче, чем в пресной? Ответ на эти вопросы дал человек, который жил больше двух тысяч лет назад. Его звали Архимед.
Архимед родился около 287 года до нашей эры в Сиракузах — древнегреческой колонии на острове Сицилия. Тогда это был один из крупнейших политических и культурных центров Средиземноморья. Сведений о его жизни сохранилось немного, и все они — с оговорками «предположительно» и «вероятно». Но даже то, что известно, поражает воображение.
Отцом Архимеда был астроном и математик Фидий — человек, сумевший привить сыну любовь к точным наукам. В те времена лучшие умы собирались в Александрии Египетской, где находилась величайшая библиотека древности, хранившая более 700 тысяч трудов. Архимед провёл там несколько лет, общаясь с выдающимися учёными — Эратосфеном, Кононом Самосским, Досифеем.
Это образование определило его жизнь. Но, в отличие от многих коллег, он не остался в Александрии. Вернувшись на родину, Архимед посвятил себя Сиракузам и оставался там до самой смерти.
«Эврика!»: как было сделано главное открытие Архимеда
С именем Архимеда связана, пожалуй, самая известная научная легенда в истории.
Сиракузский царь Гиерон II заказал ювелиру корону из чистого золота. Когда работа была готова, царь заподозрил мастера в обмане — не подмешал ли тот в золото серебро? Проверить это было непросто: корону нельзя было повредить или расплавить. Нужно было определить её состав, сохранив в целости.
Архимед знал: плотность золота выше плотности серебра. Если корона сделана из чистого золота, её объём будет одним. Если в ней есть примесь серебра — другим. Но как измерить объём короны?
Ответ пришёл неожиданно. Однажды, погрузившись в ванну, Архимед заметил, что уровень воды поднялся. И тут его осенило: объём вытесненной воды равен объёму погружённого в неё тела. Значит, достаточно опустить корону в воду и измерить, какой её объём она вытеснит.
Легенда гласит, что учёный был так потрясён своим открытием, что выскочил из ванны и побежал по улице с криком: «Эврика!» («Нашёл!»).
Он опустил в воду кусок золота того же веса, что и корона, а затем — саму корону. Корона вытеснила больше воды, чем чистый золотой слиток. Это означало только одно: её объём был больше, а плотность — меньше. Золото было разбавлено серебром. Царя действительно пытались обмануть.
Так был открыт принцип, который сегодня называют законом Архимеда: на тело, погружённое в жидкость или газ, действует выталкивающая сила, равная весу жидкости или газа в объёме погружённой части тела. Именно этот закон объясняет, почему одни тела плавают, а другие тонут.
Другие открытия Архимеда
Закон Архимеда — лишь вершина айсберга. Этот человек заложил основы целых наук.
Архимед считается основоположником теоретической механики и гидростатики. Он первым начал применять математику для решения физических и инженерных задач.
В труде «О плавающих телах» он сформулировал условия равновесия плавающих тел. В сочинении «О равновесии плоских фигур» он дал строгое доказательство закона рычага. Именно ему принадлежит знаменитая фраза: «Дайте мне точку опоры, и я переверну Землю».
В математике он далеко опередил своё время. Архимед вычислил число π с поразительной для тех лет точностью — между 3,1408 и 3,1428. Он нашёл площадь поверхности и объём шара, доказав, что площадь поверхности шара в четыре раза больше площади его наибольшего сечения.
Он разработал методы вычисления площадей и объёмов, которые за две тысячи лет предвосхитили интегральное исчисление. Архимед был и блестящим инженером.
Он изобрёл архимедов винт — устройство для подъёма воды, которое до сих пор используется в ирригационных системах. Он создал системы блоков и рычагов для поднятия тяжёлых грузов.
Архимед против армии
В 218 году до нашей эры началась Вторая Пуническая война. Римляне осадили Сиракузы, и Архимед, которому было уже за семьдесят, стал главным инженером обороны.
Он создал метательные машины — баллисты и катапульты, которые обрушивали на римские корабли град камней. По свидетельству историка Плутарха, римляне были в ужасе: они подходили к стенам, думая, что их ждёт лёгкая победа, но сталкивались с неизвестным оружием, которое буквально сметало их.
Существует легенда, что Архимед использовал систему вогнутых зеркал, чтобы фокусировать солнечный свет и поджигать вражеские паруса. Историки до сих пор спорят, было ли это на самом деле, но сам факт, что такая легенда родилась, говорит о том, как боялись этого учёного.
Два года Сиракузы держались против могущественного Рима во многом благодаря Архимеду. Но в 212 году до нашей эры город пал.
Последние минуты жизни Архимеда
Римский полководец Марк Клавдий Марцелл приказал сохранить Архимеду жизнь. Но солдаты, ворвавшиеся в город, не знали учёного в лицо.
По самой известной версии, Архимед сидел на песке и чертил геометрические фигуры, погружённый в решение задачи. Воин наступил на его чертёж. Учёный, не поднимая головы, сказал: «Не трогай моих кругов!»
Солдат, разгневанный тем, что старик не обращает на него внимания, зарубил его на месте.
Есть и другая версия: Архимед пытался сдаться, но его математические инструменты были приняты за ценные вещи, и солдат убил его из корысти.
Так погиб человек, которого при жизни считали не просто гением — его ум называли «не человеческим, но божеским». Римляне, убившие его, сами были в ужасе от того, что совершили. Марцелл с почестями похоронил Архимеда и установил на его могиле памятник с изображением шара и цилиндра — тех фигур, которые учёный любил больше всего.
Забытая могила и бессмертное наследие Архимеда
Архимед прожил 75 лет — по тем временам очень долго. Но, как это часто бывает с гениями, при жизни его недооценивали. Он не стремился к славе. По словам Плутарха, Архимед «не пожелал написать ничего» о своих величайших открытиях, считая их недостойными внимания по сравнению с математикой. Многие его труды были утеряны.
Цицерон, посетивший Сиракузы через полтора века после смерти учёного, не смог найти его могилу. Лишь случайно он наткнулся на забытый памятник, заросший кустами, с вырезанными на нём шаром и цилиндром. Так потомки снова обрели своего героя.
Сегодня имя Архимеда знает каждый школьник. Его закон лежит в основе гидравлики, судостроения, авиации. Архимед был не просто учёным. Он был тем, кто впервые показал: мир подчиняется законам, и эти законы можно понять и применять.
Срочно подпишитесь на «Рамблер» в Max! Так мы останемся на связи даже в нестабильные времена.