Archimedes was een van de pioniers op het gebied van wiskunde, mechanica, astronomie, natuurkunde. Hij wordt de grondlegger van de wiskundige natuurkunde genoemd, die veel van de basiswetten van de natuurkunde en wiskunde heeft ontdekt, en ze gebruiken nog steeds Archimedische methoden om de gebieden, oppervlakken en volumes van verschillende figuren en lichamen te vinden.
De wetenschapper introduceerde het concept van het zwaartepunt, ontdekte de wetten van de hefboom en ontwikkelde de basis van hydrostatica. Bovendien was hij de grootste ingenieur, machineontwerper en uitvinder van mechanische apparaten van zijn tijd. Al zijn ontwikkelingen zijn nog steeds in gebruik. En alleen het bestaan van "brandgevaarlijke spiegels" die de Romeinse vloot vernietigden, roept nog twijfels op.
Archimedes vond praktische toepassing voor bijna al zijn theoretische studies. Machines die waren gebouwd op basis van de werking van de hefboom (of 'mehane' in het Grieks) hielpen de mens om de natuur 'te slim af te zijn'. Het is ook interessant dat veel van de ontdekkingen van het genie Syracuse pas in de 19e eeuw een moderne formulering en bewijs kregen.
Wie kent niet de legende over de ontdekking van de wet, die stelt dat een lichaam dat is ondergedompeld in een vloeistof, wordt beïnvloed door een kracht die gelijk is aan het gewicht van de vloeistof die erdoor wordt verplaatst? Er staat dat de verlichting in het bad op Archimedes neerdaalde, toen hij plotseling merkte dat toen hij zijn voet uit de badkamer tilde, het waterpeil erin lager werd. De wetenschapper, overschaduwd door het idee, sprong naakt uit het badhuis en riep "Eureka!" haastte zich door de drukke straat. Op de een of andere manier, maar deze ontdekking werd de eerste wet van hydrostatica. Een soortgelijke wet - de bepaling van het soortelijk gewicht van metalen - leidde Archimedes af bij het oplossen van het probleem dat hem door de heerser Hieron werd gesteld: bepaal hoeveel goud er in zijn kroon zit en of er vreemde onzuiverheden in zitten.
De briljante wetenschapper was geen introverte persoon. Hij streefde ernaar om zijn prestaties openbaar bekend te maken en nuttig te maken voor de samenleving. En dankzij zijn liefde voor spectaculaire demonstraties vonden mensen zijn werk noodzakelijk, voorzagen de heersers hem van de middelen voor experimenten en had hij zelf altijd geïnteresseerde en intelligente helpers. Aan degenen van zijn medeburgers die zijn uitvindingen wantrouwden, leverde Archimedes doorslaggevend bewijs van het tegendeel. Dus lanceerde hij op een dag, slim een hendel, een schroef en een lier af te stellen, tot verbazing van de toeschouwers, "door de kracht van één man" een zware kombuis die aan de grond was gelopen, met al zijn bemanning en lading.
Cicero, de grote redenaar uit de oudheid, sprak over Archimedes: "Deze Siciliaanse bezat een genie dat, naar het schijnt, de menselijke natuur niet kan bereiken." De grote wetenschapper, gepassioneerd door mechanica, creëerde en testte de theorie van vijf mechanismen, die in zijn tijd bekend waren en "eenvoudig" worden genoemd. Dit zijn de hendel, wig, blok, eindeloze schroef (nu gebruikt in de slijper) en lier. Op basis van een eindeloze schroef vond Archimedes een machine uit voor het irrigeren van velden, de zogenaamde "slak", een machine voor het pompen van water uit ruimen en mijnen, en kwam uiteindelijk tot de uitvinding van een bout, opgebouwd uit een schroef en een moer.
Veel historici, wetenschappers en schrijvers uit de oudheid praten over nog een andere verbazingwekkende "ontdekking" van Archimedes, die hem met vreugde deed uitroepen: "Geef me een plek waar ik zou kunnen staan en ik zal de aarde verheffen!" Plutarchus heeft een soortgelijke tekst: "Geef me een steunpunt en ik zal de aarde verplaatsen." Deze 'ontdekking' wordt in geen van de verhalen genoemd, maar wordt momenteel niet gezien als een gewone hefboom, maar als een mechanisme dicht bij de lier, bestaande uit een trommel om een touw op te winden, verschillende tandwielen en een wormwiel. Het hele principe van het bouwen van een meertraps transmissie was hier nieuw.
Archimedes was geobsedeerd door wetenschap en uitvinding. De door hem ontworpen apparaten en machines werden door zijn tijdgenoten gezien als wonderen van technologie. De indruk was dat hij niet sliep of at, maar al zijn tijd alleen aan creatief zoeken besteedde. Zelfs Plutarchus, die zijn wijsheid en geest prees, merkte op: 'dat hij leefde alsof hij betoverd was door een soort huiselijke sirene, zijn constante metgezel, waardoor hij eten, drinken en allerlei zorgen over zijn lichaam vergat. Soms, als hij naar het badhuis werd gebracht, tekende hij met zijn vinger geometrische figuren op de as van de haard, of tekende hij lijnen op zijn geoliede lichaam. Dat was Archimedes, die dankzij zijn grondige kennis van de mechanica in staat was, voor zover het van hem afhing, zichzelf en zijn stad van een nederlaag te redden. '
Promotie video:
Het was met de bescherming van de familieleden van Syracuse tijdens de 2e Punische Oorlog dat de glorie van de aarts-honingingenieur toenam, die al overweldigend was en een stempel drukte op het bewustzijn van de hele Hellenistische wereld, waarbij de grenzen van landen en eeuwen werden overschreden. Archimedes was toen al de zeventig, maar aan hem vertrouwde de stad haar verdediging toe. Het was de grootste triomf die wetenschappers ooit hebben gezien. Hier manifesteerde zijn talent zich niet alleen als uitvinder, maar ook als een uitstekende bouwer.
In de "Wereldgeschiedenis", geschreven ongeveer vijftig jaar na het beleg, zei Polybius dat de aanvallers "geen rekening hielden met de kunst van Archimedes, er geen rekening mee hielden dat een begaafd persoon soms meer kan dan vele handen … Archimedes bereidde dergelijke middelen voor in de stad … verweer dat de verdedigers zich bij onverwachte aanvalsmethoden niet hoefden te bemoeien met onvoorziene werkzaamheden; ze hadden van tevoren alles klaarstaan om de vijand af te weren … "Hij creëerde voor het eerst schietgaten en schietgaten in de vestingmuren, bedoeld voor de zogenaamde" onderste en middelste strijd ". Voeg daar nog tientallen militaire voertuigen aan toe die door hem zijn uitgevonden - allerlei soorten katapulten, machines voor het werpen van pijlen en speren, waardoor de stedelingen de aanvallen van een superieure vijand bijna drie jaar lang konden afweren.
Ook was het onmogelijk om de stad vanaf de zee te benaderen.
Zoals Plutarch schreef: “… plotseling vielen de boomstammen vanaf de hoogte van de muren, vanwege hun gewicht en de gegeven snelheid, op de schepen en verdronken ze. Die ijzeren klauwen en snavels vingen de schepen, tilden ze in de lucht met hun neus omhoog, met het achterschip naar beneden en stortten zich in het water. En toen werden de schepen in rotatie gebracht en vielen ze wervelend op valkuilen en kliffen aan de voet van de muren. De meesten aan boord stierven door de klap. Elke minuut zagen ze een schip boven de zee in de lucht opstijgen. Een vreselijk gezicht!.."
IJzeren "poten" komen voortdurend voor in de beschrijvingen van militaire voertuigen; "Beaks" en "claws", waarin wetenschappers de voorlopers zien van zelfspannende tangen, moderne manipulatoren en kranen. Bovendien waren de machines mobiel, hadden ze een pijl die rond een verticale as draaide en werden ze allemaal bestuurd door een enkele bestuurder. Noch voor noch na Archimedes gebruikte iemand zulke unieke militaire voertuigen.
Maar het grootste mysterie van alle uitvindingen van Archimedes blijven "brandgevaarlijke spiegels". Het grote Syracuse hield zich onder meer bezig met optica en astronomie. Er zijn aanwijzingen dat Archimedes een groot werk over optica heeft geschreven, dat niet tot ons is gekomen, genaamd "Catoptrica", vaak geciteerd door oude auteurs. Echter, van het werk zelf, en zelfs toen in een latere hervertelling, overleefde slechts één stelling, waarin wordt bewezen dat wanneer licht wordt gereflecteerd door een spiegel, de invalshoek van de maan gelijk is aan de reflectiehoek. Maar zelfs op basis van deze citaten kan worden geconcludeerd dat Archimedes zich terdege bewust was van de brandgevaarlijke werking van verschillende spiegels.
Bijgevolg zou de oude Griekse wetenschapper theoretisch holle spiegels kunnen gebruiken in de strijd tegen de Romeinse vloot, door schepen met gerichte zonnestralen in brand te steken. Maar tegelijkertijd wordt in de drie overgebleven beschrijvingen van de aanval - Polybius (2e eeuw voor Christus), Titus Livius (1e eeuw voor Christus) en Plutarch (1e eeuw voor Christus) - geen melding gemaakt van alleen over het verbranden van schepen met spiegels, maar in het algemeen over het gebruik van vuur. En sommige theoretici vinden hier een verklaring voor. Het blijkt dat Polybius over dit feit zijn mond had kunnen houden, aangezien hij een zeer wantrouwend persoon was, en zijn autoriteit en populariteit zo significant waren dat latere historici het bestaan van spiegels niet durfden te bevestigen of te ontkennen. Dit kan dus niet als een voldoende sterke reden worden beschouwd om de echte basis van de legende volledig te ontkennen.
Maar als de spiegels van Archimedes niet in de natuur bestonden, waarom dan in de literatuur van de 2e eeuw na Christus. e. sporen van deze prachtige legende worden herontdekt? Ze worden genoemd door de Griekse satiricus Lucianus en de Romeinse medische wetenschapper Galen. Vier eeuwen later wordt de kwestie van brandgevaarlijke spiegels geanalyseerd door de Byzantijnse wetenschapper Anthimius van Thrall in zijn essay On Miraculous Mechanisms, waarin hij de spiegels probeert te reconstrueren op basis van de actieradius die gelijk is aan het vliegbereik van de pijl. En hij concludeert dat de oplossing ligt in het gebruik van een systeem van platte spiegels:
“Met behulp van veel platte spiegels is het mogelijk om genoeg zonlicht op één punt te reflecteren, zodat de gecombineerde werking brand veroorzaakt. Deze ervaring kan worden gedaan met de hulp van een groot aantal mensen, die elk de spiegel in de gewenste positie houden. Maar om verwarring en verwarring te voorkomen, is het handiger om een frame te gebruiken waarin het nodig is om 24 afzonderlijke spiegels met platen of, nog beter, met scharnieren te bevestigen. Als je dit mechanisme vervangt door de zonnestralen, is het nodig om de centrale spiegel correct in te stellen en vervolgens de rest, ze snel en behendig te kantelen … zodat de zonnestralen die door deze verschillende spiegels worden weerkaatst, naar hetzelfde punt worden gericht ….
Tot besluit voegt Anfimy, ter bevestiging van de juistheid van zijn reconstructie, toe: "Opgemerkt moet worden dat alle andere auteurs die over de spiegels van de goddelijke Archimedes spraken, niet één spiegel noemden, maar vele." In feite hebben we het over een apparaat in moderne zonne-energie, een zonneconcentrator genaamd.
De Byzantijnse Eustachius van Thessaloniki weerspiegelt Anthimia. In zijn Commentaries on the Ilias, schrijft hij: "Archimedes gebruikte de regels van de catoptrica en verbrandde de Romeinse vloot op een afstand van een pijl."
Een meer gedetailleerd verslag is te vinden in de geschiedenis, samengesteld door de Byzantijnse kroniekschrijver Ceci, die als bron verwijst naar Diodorus van Siculus. Tseci wijst erop dat Archimedes fungeerde als “een zeshoekige spiegel die bestond uit kleine vierhoekige spiegels die konden worden verplaatst met scharnieren en metalen lamellen. Hij plaatste deze spiegel zo dat deze in het midden de zonnelijnen doorsneed, en daarom creëerden de zonnestralen die door deze spiegel werden opgevangen, gereflecteerd, een hitte die de Romeinse schepen in as veranderde, hoewel ze zich op een vliegafstand van een pijl bevonden. '
En een andere Byzantijnse historicus uit de 12e eeuw, Zonara, schreef in de Annalen: “ Deze meetkundige, die met behulp van deze stralen de zonnestralen op een spiegel had verzameld, verzameld en vervolgens weerkaatst door de dikte en gladheid van de spiegel, stak de lucht in brand en deed een grote vlam aan, die hij vervolgens naar schepen binnen het toepassingsgebied. De schepen werden allemaal in de as gelegd. " Niemand anders uit de Ouden getuigde voor het bestaan van de "zonnelaser" van Archimedes.
Oude bronnen werden lang als waar beschouwd, maar in de 17e eeuw, als resultaat van de ontwikkeling van optica, uitten Johannes Kepler en Rene Descartes, die op dit gebied werkten, theoretisch gerechtvaardigde twijfels over de mogelijkheid om zulke fantastische spiegels te maken. De beroemde Franse filosoof en wiskundige René Descartes heeft in zijn "Dioptrie" overtuigend aangetoond dat het onmogelijk is om de zonnestralen op een bepaald punt te brengen, maar ook om een parallelle bundel van brandende stralen te creëren, en verhalen daarover zijn een legende voor de wetenschap geworden.
Maar, zoals later bleek, niet lang. In 1674, veertig jaar na de overtuigende bewijzen van Descartes, beweert de Duitse wiskundige en filoloog A. verwarming, hoewel ^ onvoldoende om het hout te ontsteken. Maar het gebeurde in 1747 door de Franse natuuronderzoeker en uitvinder Georges Louis Buffon.
In zijn zesde memoires, The Invention of Mirrors for Igniting Objects at Long Distances, deed hij verslag van al zijn experimenten. Toegegeven, hij slaagde er niet in om een designspiegel met een diameter van 71 m (!) Te "bouwen", maar hij trok zich niet terug en bleef experimenteren. Hij gooide twijfels weg en construeerde een composietspiegel die 13 keer kleiner is dan de berekende spiegel, die een boom in brand stak op een afstand van 50 m. Hier is hoe hij een van de experimenten beschrijft: 128 spiegels gebruiken; de ontsteking gebeurde vrij plotseling, en over het hele gebied van de verlichte plek. Op 11 april, aangezien de focus 6 meter van de spiegel verwijderd was, waren er slechts 12 spiegels nodig om de kleine brandbare objecten te ontsteken.
21 spiegels verlichtten een beukenhouten plank, 15 spiegels smolten een groot tinnen vat met een gewicht van ongeveer 6 pond, en 117 spiegels smolten dunne vellen zilver. De natuuronderzoeker merkte ook op dat “metalen, en vooral zilver, roken voordat ze smelten. De rook was zo sterk dat er zich een rookgordijn over de grond vormde. Na de succesvolle experimenten van Buffon, die hij in het openbaar uitvoerde in de King's Garden op een horizontaal platform, herleefde de mening over de realiteit van brandgevaarlijke spiegels en was iedereen het er weer over eens dat ze in het tijdperk van Archimedes konden bestaan en een formidabel strijdwapen konden zijn. Bijgevolg was de ingenieuze man uit Syracuse in staat om een krachtige zonneconcentrator te creëren.
MV Lomonosov werkte ook aan dit probleem. Het onderwerp van zijn proefschrift, samengesteld in 1741, was getiteld "Verhandeling over het catoptrisch-dioptrische brandgevaarlijke instrument". Het "instrument" bestond uit een reeks spiegels die de zonnestralen op lenzen richtten, waardoor ze op één punt kwamen te staan. Maar zoals het zou moeten zijn in dergelijke gevallen, was er nog een "maar". In de tijd van Archimedes waren er geen spiegels van dergelijke kwaliteit, waarmee demonstratieve experimenten werden uitgevoerd.
Antieke spiegels die tijdens opgravingen zijn gevonden, zijn zo onvolmaakt dat het moeilijk te geloven is in hun vermogen om een exacte weerspiegeling over te brengen. Maar het zou jammer zijn als zo'n mooie legende werd weerlegd. En daarom probeerden Italiaanse wetenschappers te bewijzen dat de "strijdspiegels" van Archimedes bestonden, maar niet bedoeld waren voor brandstichting, maar om op het doel te richten.
Dus misschien heeft de briljante Archimedes niet de "zonnelaser" uitgevonden, maar het eerste "straalwapen". En nu moeten wetenschappers beslissen of ze twee raadsels van het genie Syracuse willen bewijzen of weerleggen.
“Interessante krant. Geheimen van de geschiedenis №7 2014
