ARHIMEDE: BIOGRAFIE, CONTRIBUȚII ȘI INVENȚII - ŞTIINŢĂ - 2025

Arhimede de Syracuse (287 î.Hr. - 212 î.e.n.) a fost un matematician grec, fizician, inventator, inginer și astronom din vechiul oraș Syracuse, pe insula Sicilia. Cele mai remarcabile contribuții ale sale sunt principiul arhimedean, dezvoltarea metodei de epuizare, metoda mecanică sau crearea primului planetariu.

În prezent, este considerat una dintre cele mai importante trei figuri din matematica antică, împreună cu Euclid și Apollonius, deoarece contribuțiile lor au însemnat avansuri științifice importante pentru timp în domeniile de calcul, fizică, geometrie și astronomie. La rândul său, acest lucru îl face unul dintre cei mai de seamă oameni de știință din istoria umană.

În ciuda faptului că sunt cunoscute puține detalii din viața personală - și cele cunoscute sunt de o îndoială fiabilitate -, contribuțiile sale sunt cunoscute datorită unei serii de scrisori scrise despre opera sa și realizările care au fost păstrate până în zilele noastre, aparținând la corespondența pe care a întreținut-o ani întregi cu prietenii și alți matematicieni ai vremii.

Arhimede a fost celebru la vremea sa pentru invențiile sale, care au atras multă atenție din partea contemporanilor săi, în parte pentru că au fost folosite ca dispozitive de război pentru a preveni cu succes numeroase invazii romane.

Cu toate acestea, se spune că el a susținut că singurul lucru cu adevărat important a fost matematica și că invențiile sale au fost doar produsul hobby-ului geometriei aplicate. În posteritate, lucrările sale în matematica pură au fost mult mai apreciate decât invențiile sale.

Biografie

Arhimede din Siracusa s-a născut în aproximativ 287 î.Hr. Nu se cunosc prea multe informații despre primii lui ani, deși se poate spune că s-a născut în Syracuse, oraș considerat principalul port maritim al insulei Sicilia, astăzi în Italia.

La acea vreme, Syracuse era unul dintre orașele care alcătuia așa-numita Magna Graecia, care era spațiul locuit de coloniști de origine greacă spre zona de sud a peninsulei italiene și în Sicilia.

Nu se cunosc date specifice despre mama lui Arhimede. În legătură cu tatăl, se știe că aceasta se numea Phidias și că era dedicat astronomiei. Această informație despre tatăl său este cunoscută datorită unui fragment din cartea The Counter Sand, scrisă de Arhimede, în care menționează numele tatălui său.

Heraclide, care a fost un filosof și astronom grec, a fost prieten apropiat cu Arhimede și chiar a scris o biografie despre el. Cu toate acestea, acest document nu a fost păstrat, deci toate informațiile conținute în acesta nu sunt cunoscute.

Pe de altă parte, istoricul, filozoful și biograful Plutarco a indicat în cartea sa intitulată Vieți paralele că Arhimede a avut o relație de sânge cu Hiero al II-lea, un tiran care a fost la comandă în Syracuse din 265 î.Hr.

Instruire

Ca urmare a puținelor informații despre Arhimede, nu se știe cu siguranță de unde a obținut prima pregătire.

Cu toate acestea, diferiți istoriografi au stabilit că există o mare posibilitate ca Arhimede să studieze la Alexandria, care a fost cel mai important centru cultural și de predare grecesc din regiune.

Această presupunere este susținută de informațiile furnizate de istoricul grec Diodorus Siculus, care a indicat că Arhimede a studiat probabil la Alexandria.

În plus, în multe dintre lucrările sale, Arhimede însuși face mențiune despre alți oameni de știință ai vremii a căror activitate a fost concentrată la Alexandria, astfel încât se poate presupune că aceasta s-a dezvoltat de fapt în acel oraș.

Unele dintre personalitățile cu care se crede că arhimede ar fi interacționat în Alexandria sunt geograful, matematicianul și astronomul Eratostene din Cirene, precum și matematicianul și astronomul Conon de Sanos.

Motivația familiei

Pe de altă parte, faptul că tatăl lui Arhimede a fost astronom poate a avut o influență notabilă asupra înclinațiilor pe care le-a demonstrat ulterior, pentru că mai târziu și de la o vârstă fragedă, o atracție specială către câmpul ştiinţă.

După ce a stat la Alexandria, se estimează că Arhimede s-a întors la Siracusa.

Munca stiintifica

După ce s-a întors la Syracuse, Arhimede a început să conceapă diferite artefacte care l-au făcut foarte curând să obțină o anumită popularitate în rândul locuitorilor acestui oraș. În această perioadă s-a dedicat complet lucrărilor științifice, a produs diverse invenții și a dedus diverse noțiuni matematice cu mult înainte de timpul său.

De exemplu, studiind caracteristicile figurilor solide curbate și plane, a ajuns să ridice concepte legate de calculul integral și diferențial, care a fost dezvoltat ulterior.

La fel, Arhimede a fost cel care a definit că volumul asociat cu o sferă corespunde de două ori dimensiunii cilindrului care o conține, iar el a fost cel care a inventat scripetele compuse, pe baza descoperirilor sale despre legea pârghiei.

Conflict în Siracusa

În timpul anului 213 î.Hr., soldații romani au intrat în orașul Syracuse și i-au înconjurat coloniștii pentru a-i face să se predea.

Această acțiune a fost condusă de armata și politicul grec Marco Claudio Marcelo în cadrul celui de-al doilea război punic. Ulterior, a fost cunoscută sub numele de Sabia Romei, de când a sfârșit prin a cuceri Siracuza.

În mijlocul conflictului, care a durat doi ani, locuitorii din Siracusa s-au luptat împotriva romanilor cu curaj și ferocitate, iar Arhimede a jucat un rol foarte important, deoarece s-a dedicat creării de instrumente și instrumente care ar ajuta la înfrângerea romanilor.

În cele din urmă, Marco Claudio Marcelo a luat orașul Syracuse. Înaintea marii inteligențe a lui Arhimede, Marcelo a ordonat într-un mod strict să nu-l rănească și să nu-l ucidă. Cu toate acestea, Arhimede a fost ucis pe mâna unui soldat roman.

Moarte

Arhimede a murit în 212 î.Hr. La mai bine de 130 de ani de la moartea sa, în 137 î.Hr., scriitorul, politicianul și filosoful Marco Tulio Cicero a ocupat o poziție în administrația Romei și a dorit să găsească mormântul lui Arhimede.

Această sarcină nu a fost ușoară, deoarece Cicero nu a găsit pe nimeni care să indice locația exactă. Cu toate acestea, în cele din urmă, l-a obținut, foarte aproape de poarta Agrigento și într-o stare deplorabilă.

Cicero a curățat mormântul și a descoperit că o sferă era înscrisă în interiorul unui cilindru, ca referire la descoperirea volumului lui Arhimede cu ceva timp în urmă.

Versiuni despre moartea sa

Prima versiune

Una dintre versiuni afirmă că Arhimede se afla în mijlocul rezolvării unei probleme matematice atunci când a fost abordat de un soldat roman. Se spune că arhimede ar fi cerut puțin timp pentru a rezolva problema, astfel încât soldatul l-ar fi ucis.

A doua versiune

A doua versiune este similară cu prima. Acesta spune că Arhimede a rezolvat o problemă de matematică când a fost luat orașul.

Un soldat roman a intrat în compusul său și i-a ordonat să meargă să-l întâlnească pe Marcelo, la care Arhimede i-a răspuns spunând că trebuie să rezolve mai întâi problema la care lucra. Soldatul s-a supărat în urma acestui răspuns și l-a ucis.

A treia versiune

Această ipoteză indică faptul că Arhimede avea în mâinile sale o mare diversitate de instrumente de matematică. Apoi, un soldat l-a văzut și s-a părut că poate transporta obiecte valoroase, așa că l-a ucis.

A patra versiune

Această versiune ilustrează că Arhimede a fost ghemuit aproape de pământ, contemplând câteva planuri pe care le studia. Se pare că un soldat roman a venit în urmă și, neștiind că era Arhimede, l-a împușcat.

Contribuțiile științifice ale lui Arhimede

Principiul Arhimede

Principiul arhimedean este considerat de știința modernă drept unul dintre cele mai importante moșteniri ale erei antice.

De-a lungul istoriei, și oral, s-a transmis că Arhimede a ajuns la descoperirea sa din greșeală datorită regelui Hieron care i-a comandat să verifice dacă o coroană de aur, comandată de el, a fost făcută doar din aur pur și nu conținea niciun alt metal. El trebuia să facă asta fără să distrugă coroana.

Se spune că, în timp ce Arhimede se gândea la cum să rezolve această problemă, a decis să facă o baie și, când a intrat în cadă, și-a dat seama că nivelul apei a crescut atunci când s-a scufundat în ea.

În acest fel, el ar veni să descopere principiul științific care afirmă că „fiecare corp scufundat total sau parțial într-un fluid (lichid sau gaz) primește o împingere ascendentă, egală cu greutatea fluidului dislocat de obiect”.

Acest principiu înseamnă că fluidele exercită o forță ascendentă - împingând în sus - asupra oricărui obiect scufundat în ele și că cantitatea acestei forțe de împingere este egală cu greutatea lichidului deplasat de corpul scufundat, indiferent de greutatea acestuia.

Explicația acestui principiu descrie fenomenul de flotare și se găsește în Tratatul său privind corpurile plutitoare.

Principiul lui Arhimede a fost enorm aplicat în posteritate pentru plutirea obiectelor de utilizare în masă, cum ar fi submarine, nave, preservoare de viață și baloane cu aer cald.

Metoda mecanică

O altă dintre cele mai importante contribuții ale lui Arhimede la știință a fost includerea unei metode pur mecanice - adică tehnice - în raționamentul și argumentarea problemelor geometrice, ceea ce a însemnat o modalitate fără precedent de soluționare a acestui tip de problemă pentru timp.

În contextul lui Arhimede, geometria a fost considerată ca o știință exclusiv teoretică, iar lucrul obișnuit a fost că din matematica pură a fost descendentă spre alte științe practice în care principiile sale puteau fi aplicate.

Din acest motiv, astăzi este considerat precursorul mecanicii ca disciplină științifică.

În scrisul în care matematicianul expune noua metodă prietenului său Eratostenes, el indică faptul că ne permite să abordăm întrebări ale matematicii prin mecanică și că într-un anumit fel este mai ușor să construim dovada unei teoreme geometrice dacă aceasta este deja aveți câteva cunoștințe practice anterioare, asta dacă nu aveți idee despre asta.

Această nouă metodă de cercetare realizată de Arhimede va deveni un precursor al etapei informale de descoperire și formulare de ipoteze a metodei științifice moderne.

Explicarea legii pârghiei

Deși pârghia este o mașină simplă care a fost folosită cu mult timp înainte de Arhimede, el a fost cel care a formulat principiul care explică funcționarea sa în tratatul său privind balanța avioanelor.

În formularea acestei legi, Arhimede stabilește principii care descriu diferitele comportamente ale unei pârghii atunci când așează două corpuri pe ea, în funcție de greutatea și distanța lor din punctul de sprijin.

În acest fel, el subliniază că două corpuri capabile să fie măsurate (comensurabile), așezate pe o pârghie, se echilibrează atunci când sunt la distanțe invers proporționale cu greutatea lor.

În același mod, fac corpuri incomensurabile (care nu pot fi măsurate), dar această lege a fost demonstrată doar de Arhimede doar cu corpuri de primul tip.

Formularea sa a principiului pârghiei este un bun exemplu de aplicare a metodei mecanice, deoarece, conform celor explicate într-o scrisoare adresată lui Dositeo, a fost descoperită la început prin metodele mecanice pe care le-a pus în practică.

Ulterior le-a formulat folosind metode de geometrie (teoretice). Din această experimentare pe corpuri a apărut și noțiunea de centru de gravitație.

Dezvoltarea metodei de epuizare sau epuizare pentru demonstrații științifice

Epuizarea este o metodă folosită în geometrie care constă în aproximarea figurilor geometrice a căror zonă este cunoscută, prin inscripție și circumscripție, peste unele altele a căror zonă este destinată să fie cunoscută.

Deși Arhimede nu a fost creatorul acestei metode, a dezvoltat-o ​​cu stăpânire, reușind să calculeze o valoare precisă a lui Pi prin intermediul acesteia.

Arhimede, folosind metoda de epuizare, hexagone inscripționate și circumscrise la o circumferință cu diametrul 1, reducând diferența dintre zona hexagonilor și cea a circumferinței la o absurditate.

Pentru a face acest lucru, a tăiat hexagoni creând poligoane cu până la 16 laturi, așa cum se arată în figura precedentă.

În acest fel, a ajuns să specifice că valoarea pi (a relației dintre lungimea unei circumferințe și diametrul acesteia) este între valorile 3.14084507 … și 3.14285714 ….

Arhimede a folosit magistral metoda de epuizare, deoarece nu numai că a reușit să abordeze calculul valorii lui Pi cu o marjă de eroare destul de mică și, prin urmare, a dorit, dar și, deoarece Pi este un număr irațional, prin Această metodă și rezultatele obținute au pus bazele care ar urma să germineze în sistemul de calcul infinitesimal și, ulterior, în calculul integral integral.

Măsura cercului

Pentru a determina zona unui cerc, Arhimede a folosit o metodă care a constat în desenarea unui pătrat care se potrivea exact în interiorul unui cerc.

Știind că suprafața pătratului este suma laturilor sale și că aria cercului era mai mare, a început să lucreze la obținerea aproximărilor. El a făcut acest lucru prin substituirea unui poligon cu 6 fețe pentru pătrat și apoi lucrul cu poligoane mai complexe.

Arhimede a fost primul matematician din istorie care s-a apropiat de a face un calcul serios al numărului Pi.

Geometria sferelor și cilindrilor

Printre cele nouă tratate care compun lucrările lui Arhimede asupra matematicii și fizicii, există două volume privind geometria sferelor și cilindrilor.

Această lucrare se referă la determinarea faptului că suprafața oricărei sfere de rază este de patru ori mai mare decât cea a celui mai mare cerc și că volumul unei sfere este de două treimi decât a cilindrului în care este înscrisă.

Invenții

Contorul de kilometraj

Cunoscut și sub numele de contor kilometru, a fost o invenție a acestui om celebru.

Acest dispozitiv a fost construit pe baza principiului unei roți care, atunci când se rotește, activează viteze care permit calcularea distanței parcurse.

Conform acestui același principiu, Arhimede a proiectat diferite tipuri de odometre în scopuri militare și civile.

Primul planetariu

Pe baza mărturiei multor scriitori clasici, precum Cicero, Ovidiu, Claudian, Marciano Capela, Cassiodorus, Sextus Empiricus și Lactantius, mulți oameni de știință atribuie astăzi crearea primului planetar rudimentar lui Arhimede.

Este un mecanism format dintr-o serie de „sfere” care au reușit să imite mișcarea planetelor. Până în prezent nu sunt cunoscute detaliile acestui mecanism.

Potrivit lui Cicero, planetarele construite de Arhimede erau două. Într-una dintre ele a fost reprezentat pământul și diferitele constelații de lângă el.

În cealaltă, cu o singură rotație, soarele, luna și planetele și-au desfășurat mișcări proprii și independente în raport cu stelele fixe în același mod în care au făcut-o într-o zi reală. În cea din urmă, în plus, s-au putut observa faze succesive și eclipse de lună.

Șurub arhimedean

Șurubul Archimedean este un dispozitiv folosit pentru a transporta apa de jos în sus printr-o pantă, folosind un tub sau un cilindru.

Potrivit istoricului grec Diodorus, datorită acestei invenții, irigația terenurilor fertile situate de-a lungul râului Nil în Egiptul antic a fost facilitată, deoarece instrumentele tradiționale necesitau un efort fizic imens care îi epuiza pe muncitori.

Cilindrul folosit are în interior un șurub de aceeași lungime, care menține interconectat un sistem de elice sau aripioare care execută o mișcare rotativă condusă manual de o pârghie rotativă.

În acest fel, elicele reușesc să împingă orice substanță de jos în sus, formând un fel de circuit infinit.

Gheara arhimede

Gheara lui Arhimede, sau mâna de fier cum este cunoscută, a fost una dintre cele mai temătoare arme de război create de acest matematician, devenind cea mai importantă pentru apărarea Siciliei împotriva invaziilor romane.

Conform cercetărilor efectuate de profesorii universității Drexel, Chris Rorres (Departamentul de Matematică) și Harry Harris (Departamentul de Inginerie Civilă și Arhitectură), a fost o pârghie mare care avea un cârlig de prindere atașat la pârghie. cu ajutorul unui lanț care atârna de el.

Prin intermediul pârghiei, cârligul a fost manipulat astfel încât a căzut pe nava inamică, iar obiectivul a fost să-l agăți și să-l ridice într-o asemenea măsură încât, atunci când a fost eliberat, să-l poată răsturna complet sau să-l facă să se prăbușească pe stâncile de pe țărm.

Rorres și Harris au prezentat la Simpozionul „Mașini extraordinare și structuri ale antichității” (2001), o reprezentare în miniatură a acestui artefact intitulat „O formidabilă mașină de război: construcția și operarea mâinii de fier a lui Arhimede”

Pentru realizarea acestei lucrări s-au bazat pe argumentele istoricilor antici Polybius, Plutarh și Tito Livio.

Referințe

1. ASSIS, A. (2008). Arhimede, centrul de greutate și prima lege a mecanicii. Accesat pe 10 iunie 2017 pe bourabai.ru.
2. DIJKSTERHUIS, E. (1956). Arhimede. Adus pe 9 iunie 2015 pe World Wide Web: books.google.co.ve/books.
3. MOLINA, A. (2008). Metoda de investigare a lui Arhimede din Siracuza: intuiție, mecanică și epuizare. Consultat la 10 iunie 2017 pe World Wide Webproduccioncientifica.luz.edu.
4. O'CONNOR, J. & ROBERTSON, R. (1999). Arhimede din Siracusa. Preluat pe 9 iunie 2017 din history.mcs.st-and.ac.uk.
5. PARRA, E. (2009). Arhimede: viața, lucrările și contribuțiile sale la matematica modernă. Preluat pe 9 iunie 2017 pe lfunes.uniandes.edu.co.
6. QUINN, L. (2005). Arhimede din Siracusa. Preluat pe 9 iunie 2017, din math.ucdenver.edu.
7. RORRES, C. & HARRIS, H. (2001). O mașină de război formidabilă: construcția și operarea mâinii de fier a lui Arhimede. Adus 10 iunie 2017 din cs.drexel.edu.
8. VITE, L. (2014). Principiul lui Arhimede. Accesat la 10 iunie 2017 la repository.uaeh.edu.mx.