Archimedes var en af pionererne inden for matematik, mekanik, astronomi, fysik. Han kaldes grundlæggeren af matematisk fysik, der opdagede mange af de grundlæggende love i fysik og matematik, og de bruger stadig arkimediske metoder til at finde områder, overflader og volumener af forskellige figurer og kroppe.
Forskeren introducerede begrebet tyngdepunkt, opdagede løftestangens love og udviklede det grundlæggende i hydrostatik. Derudover var han den største ingeniør, maskindesigner og opfinder af mekanisk udstyr i sin tid. Alle hans udviklinger er stadig i brug. Og kun eksistensen af "brandspejle", der ødelagde den romerske flåde, rejser stadig tvivl.
Archimedes fandt praktisk anvendelse til næsten alle sine teoretiske studier. Maskiner konstrueret på baggrund af håndtaget (eller "mehane" på græsk) hjalp mennesket til at "overvinde" naturen. Det er også interessant, at mange af opdagelserne af geniet Syracuse først modtog en moderne formulering og bevis i det 19. århundrede.
Hvem kender ikke legenden om opdagelsen af loven, der siger, at et legeme nedsænket i en væske påvirkes af en kraft svarende til vægten af den væske, der fortrænges af den? Det siger, at oplysning faldt ned over Archimedes i badet, da han pludselig bemærkede, at da han løftede sin fod ud af badeværelset, blev vandniveauet i det lavere. Forskeren, overskygget af ideen, sprang nøgen ud af badhuset og råbte "Eureka!" skyndte sig over den overfyldte gade. En eller anden måde, men denne opdagelse blev den første lov for hydrostatik. En lignende lov - bestemmelsen af metalets specifikke tyngdekraft - udledte Archimedes, da han løste det problem, som herskeren Hieron havde stillet for ham: Bestem, hvor meget guld der er indeholdt i hans krone, og om der er nogen fremmed urenhed i den.
Den strålende videnskabsmand var ikke en indadvendt person. Han stræbte efter at gøre sine præstationer offentligt kendte og nyttige for samfundet. Og takket være hans kærlighed til spektakulære demonstrationer betragtede folk hans arbejde som nødvendigt, herskerne forsynede ham med midlerne til eksperimenter, og han selv havde altid interesserede og intelligente assistenter. Til de af hans medborgere, der var mistænkelige over hans opfindelser, leverede Archimedes afgørende bevis for det modsatte. Så en dag, efter at have kløgtigt justeret et håndtag, en skrue og et spil til tilskueres overraskelse, "ved hjælp af en mands kraft" lancerede en tung kabyss, kørt på grund med hele sit besætning og gods.
Cicero, antikens store taler, talte om Archimedes: "Denne sicilianer besad et geni, som det ser ud til, at den menneskelige natur ikke kan opnå." Den store videnskabsmand, der brænder for mekanik, skabte og testede teorien om fem mekanismer, der var kendt i sin tid og kaldet "enkel". Disse er løftestang, kil, blok, endeløs skrue (nu brugt i kværnen) og spil. På basis af en endeløs skrue opfandt Archimedes en maskine til vanding af marker, den såkaldte "snegl", en maskine til pumpning af vand fra lastrum og miner og kom til sidst til opfindelsen af en bolt, der konstruerede den fra en skrue og en møtrik.
Mange gamle historikere, forskere og forfattere fortæller om endnu en forbløffende "opdagelse" af Archimedes, der fik ham til at udbryde med glæde: "Giv mig et sted, hvor jeg kunne stå, og jeg vil rejse jorden!" Plutarch har en lignende tekst: "Giv mig et omdrejningspunkt, så flytter jeg jorden." Denne "opdagelse" er ikke navngivet i nogen af historierne, men i øjeblikket ses den ikke som en almindelig løftestang, men som en mekanisme tæt på spil, der består af en tromle til opvikling af et reb, flere gear og et snekkegear. Princippet om at opbygge en flertrins transmission var nyt her.
Archimedes var besat af videnskab og opfindelse. De apparater og maskiner, der er designet af ham, blev af hans samtidige opfattet som mirakler af teknologi. Indtrykket var, at han ikke sov eller spiste, men brugte al sin tid kun på kreativ søgning. Selv Plutarch, der hyldede sin visdom og ånd, bemærkede, “at han levede som trolldom af en slags indenlandsk sirene, hans konstante følgesvend, der fik ham til at glemme mad, drikke, alle mulige bekymringer om sin krop. Nogle gange, når de blev bragt til badehuset, tegnede han geometriske figurer på ildstedet med sin finger eller tegnede streger på sin olierede krop. Sådan var Archimedes, som takket være hans dybe kendskab til mekanik var i stand til, så vidt det afhængede af ham, at redde sig selv og sin by fra nederlag."
Salgsfremmende video:
Det var med beskyttelsen af pårørende til Syracuse under 2. puniske krig, at ærkehonningingeniørens herlighed steg, hvilket allerede var overvældende og satte et præg på bevidstheden i hele den hellenistiske verden, der krydsede grænserne mellem lande og århundreder. Archimedes var da allerede over halvfjerds, men det var ham, som byen betroede sit forsvar. Det var den største triumf, som forskere nogensinde har set. Her blev hans talent vist ikke kun som opfinder, men også som en fremragende bygherre.
I "Verdenshistorien", skrevet omkring halvtreds år efter belejringen, sagde Polybius, at angriberne "ikke tog hensyn til Archimedes 'kunst, tog ikke højde for, at nogle begavede personer undertiden er i stand til at gøre mere end mange hænder … Archimedes forberedte sådanne midler inde i byen … forsvar, at forsvarerne ikke behøvede at gider sig med uforudset arbejde i tilfælde af uventede metoder til angreb; de havde alt klar på forhånd for at afvise fjenden … "Han skabte for første gang omfavnelser og smuthuller i fæstningsmurene, beregnet til den såkaldte" nedre og mellemste kamp ". Føj til dette snesevis af militærkøretøjer opfundet af ham - alle mulige katapulter, maskiner til at kaste dart og spyd, som gjorde det muligt for bybefolkningen at afvise angrebene fra en overlegen fjende i næsten tre år.
Det var også umuligt at nærme sig byen fra havet.
Som Plutarch skrev: “… pludselig, fra murens højde, faldt stammerne på grund af deres vægt og den givne hastighed ned på skibene og druknede dem. Enten tog jernklørne og næbene skibene, løftede dem op i luften med næsen opad, agterud og neddyppede dem derefter i vandet. Og så blev skibene bragt i rotation, og hvirvlede ned på faldgruber og klipper ved foden af væggene. De fleste af dem om bord døde under slaget. Hvert minut så de et skib hævet i luften over havet. Et forfærdeligt syn!.."
Jern "poter" er konstant omtalt i beskrivelserne af militære køretøjer; "Næb" og "klør", hvor forskere ser forgængerne for selvspændende tænger, moderne manipulatorer og kraner. Desuden var maskinerne mobile, havde en pil, der roterede omkring en lodret akse, og hver blev styret af en enkelt driver. Hverken før eller efter Archimedes brugte nogen sådanne unikke militære køretøjer.
Men det største mysterium ved alle Archimedes opfindelser forbliver "antændende spejle". Den store Syracuse var blandt andet engageret i optik og astronomi. Der er beviser for, at Archimedes skrev et stort værk om optik, som ikke er kommet ned til os, kaldet "Catoptrica", ofte citeret af gamle forfattere. Fra selve arbejdet og endda i en senere genfortælling overlevede imidlertid kun en sætning, hvor det er bevist, at når lys reflekteres fra et spejl, er månens indfaldsvinkel lig med refleksionsvinklen. Men selv på baggrund af disse citater kan det konkluderes, at Archimedes var meget opmærksom på den brandende virkning af forskellige spejle.
Derfor kunne den antikke græske videnskabsmand teoretisk bruge konkave spejle i kampen mod den romerske flåde og sætte ild på skibe med fokuserede solstråler. Men på samme tid er der i de tre overlevende beskrivelser af overfaldet - Polybius (2. århundrede f. Kr.), Titus Livy (1. århundrede f. Kr.) og Plutarch (1. århundrede f. Kr.) - ingen omtale af kun om afbrænding af skibe med spejle, men generelt om brugen af ild. Og nogle teoretikere finder en forklaring på dette. Det viser sig, at Polybius kunne have tavet om dette faktum, da han var en meget mistroisk person, og hans autoritet og popularitet var så vigtig, at efterfølgende historikere ikke turde bekræfte eller benægte eksistensen af spejle. Dette kan således ikke betragtes som en stærk nok grund til fuldstændigt at benægte legendets virkelige grundlag.
Men hvis Archimedes spejle ikke eksisterede i naturen, hvorfor i litteraturen fra det 2. århundrede e. Kr. e. spor af denne smukke legende genopdages? De nævnes af den græske satiriker Lucian og den romerske medicinske videnskabsmand Galen. Fire århundreder senere analyseres spørgsmålet om antændende spejle af den byzantinske videnskabsmand Anthimius af Thrall i sit essay On Miraculous Mechanisms, hvor han søger at rekonstruere spejle baseret på en handlingsradius svarende til en pils rækkevidde. Og han kommer til den konklusion, at løsningen ligger i brugen af et system med flade spejle:
”Ved hjælp af mange flade spejle er det muligt at reflektere så meget sollys til et punkt, at dets kombinerede handling vil forårsage brand. Denne oplevelse kan gøres ved hjælp af et stort antal mennesker, der hver vil holde spejlet i den ønskede position. Men for at undgå forvirring og forvirring er det mere praktisk at bruge en ramme, hvor det er nødvendigt at fastgøre 24 separate spejle med plader eller, endnu bedre, med hængsler. Ved at erstatte denne mekanisme med solens stråler er det nødvendigt at indstille det centrale spejl korrekt, og derefter hvile resten hurtigt og behændigt … så solens stråler, der reflekteres af disse forskellige spejle, rettes til det samme punkt ….
Afslutningsvis tilføjer Anfimy som bekræftelse på rigtigheden af hans genopbygning: "Det skal bemærkes, at alle andre forfattere, der talte om spejle fra den guddommelige Archimedes, ikke nævnte et spejl, men mange." Faktisk taler vi om et apparat i moderne solenergi, kaldet en solkoncentrator.
Den byzantinske Eustachius fra Thessalonika gentager Anthimia. I sine kommentarer til Iliaden skriver han: "Archimedes brændte den romerske flåde i pilens afstand ved hjælp af reglerne for katoptik."
En mere detaljeret redegørelse findes i historien, udarbejdet af den byzantinske kronikør Tseci, der som kilde henviser til Diodorus af Siculus. Tseci påpeger, at Archimedes fungerede som”et sekskantet spejl bestående af små firkantede spejle, der kunne flyttes ved hjælp af hængsler og metallameller. Han satte dette spejl, så det krydsede i midten med sollinjer, og derfor reflekterede solens stråler, der blev modtaget af dette spejl, og skabte en varme, der gjorde de romerske skibe til aske, skønt de var i pilens flyveafstand."
Og en anden byzantinsk historiker Zonara fra det 12. århundrede skrev i Annaler:”Dette geometer, der efter at have samlet solens stråler på et spejl ved hjælp af disse stråler, opsamlet og derefter reflekteret af spejlets tykkelse og glathed, antændte luften og tændte en stor flamme, som han derefter sendte til skibe inden for dets anvendelsesområde. Skibene blev alle reduceret til aske. Ingen andre fra de gamle vidnede til fordel for eksistensen af Archimedes 'sol-laser'.
Gamle kilder er længe blevet betragtet som sande, men i det 17. århundrede udtrykte Johannes Kepler og Rene Descartes, der arbejdede inden for dette felt, som et resultat af udviklingen af optik teoretisk berettigede tvivl om muligheden for at skabe sådanne fantastiske spejle. Den berømte franske filosof og matematiker Rene Descartes viste i sin "Diopter" overbevisende, at det er umuligt at bringe solens stråler til et punkt såvel som at skabe en parallel stråle af brændende stråler, og historier om dem er blevet en legende for videnskaben.
Men som det viste sig, ikke længe. I 1674, fyrre år efter Descartes 'overbevisende bevis, hævder den tyske matematiker og filolog A. Kircher i sin bog "Den store kunst af lys og skygge" også, at han var overbevist om adskillige eksperimenter, at man ved at kombinere refleksion af solen fra fem flade spejle kan opnå en betydelig opvarmning, skønt ^ utilstrækkelig til at antænde træet. Men så skete det i 1747 af den franske naturforsker og opfinder Georges Louis Buffon.
I sin sjette erindringsbog, The Invention of Mirrors for Igniting Objects at Long Distances, rapporterede han alle sine eksperimenter. Sandt nok undlod han at "bygge" et beregnet spejl med en diameter på 71 m (!), Men han trak sig ikke tilbage og fortsatte med at eksperimentere. Ved at udelukke tvivl byggede Buffon et sammensat spejl 13 gange mindre end det beregnede, som satte fyr på et træ i en afstand af 50 m. Sådan beskriver han et af eksperimenterne: ved hjælp af 128 spejle; tændingen opstod ganske pludselig og over hele det belyste sted. Den 11. april, da fokus var 20 meter fra spejlet, krævede det kun 12 spejle for at antænde de små brændbare genstande.
21 spejle tændte et bøgebræt, 15 spejle smeltede en stor tinbeholder, der vejede omkring 6 pund, og 117 spejle smeltede tynde ark af sølv. Naturforskeren bemærkede også, at”metaller og især sølv ryger inden smeltning. Røgen var så stærk, at der dannedes en røgskærm over jorden. Efter Buffons vellykkede eksperimenter, som han udførte offentligt i Kongens Have på en vandret platform, genoplivede udtalelsen om virkningen af antændende spejle, og alle var igen enige om, at i Archimedes-æraen kunne de eksistere og være et formidabelt kampvåben. Derfor var den geniale Syracuse-mand i stand til at skabe en kraftig solkoncentrator.
MV Lomonosov arbejdede også på dette problem. Emnet for hans afhandling, der blev udarbejdet i 1741, havde titlen "Discourse on the catoptric-dioptric incendiar instrument." "Instrumentet" bestod af en række spejle, der dirigerede solens stråler mod linserne og bragte dem til et punkt. Men som det skulle være i sådanne tilfælde, var der endnu et "men". På tidspunktet for Archimedes var der ingen spejle af en sådan kvalitet, som demonstrative eksperimenter blev udført med.
Antikke spejle fundet under udgravninger er så ufuldkomne, at det er svært at tro på deres evne til at formidle nogen nøjagtig refleksion. Men det ville være en skam, hvis en sådan smuk legende blev afvist. Derfor forsøgte italienske forskere at bevise, at Archimedes '"kampspejle" eksisterede, men ikke var beregnet til brandstiftelse, men til at sigte mod målet.
Så måske opfandt den strålende Archimedes ikke "sol-laseren", men det første "strålevåben". Og nu skal forskere beslutte, om de skal bevise eller afkræfte to gåder fra det geniale Syracuse.
“Interessant avis. Historiens hemmeligheder №7 2014
