Архимед

287 - 212 до н.э.

Древняя Греция

Древнегреческий математик, физик и один из первых инженеров.


Архимед родился в знатной семье на Сицилии в Сиракузах.

«Архимед не стремился к политической власти, или не имел прав на неё: оттого талантливому знатному юноше разрешили поехать в Александрию.


Там Архимед нашёл учителей и друзей того Конона, Досифея, Эратосфена - и сам быстро сделался учёным.

Позднее Архимед вернулся в родные Сиракузы – но не успел создать там научную школу, вроде афинской или александрийской.

Архимед замечательно сочетал геометрическую интуицию и воображение физика-экспериментатора (не теоретика!) с выдающейся способностью к трудным расчётам. В последующие века такими талантами обладали Эйлер и Гаусс.

Архимед предвосхитил многие их открытия, заложив основы вычисления объёмов тел и расчёта касательным к кривым линиям «методом исчерпания» - то есть, он сделал первые шаги в математическом анализе элементарных функций. Например, суммировал бесконечно убывающую геометрическую прогрессию. При этом он разрешил парадокс Зенона об Ахилле и черепахе, рассчитав, когда быстрый человек догонит медлительное животное.

Далее: Архимед впервые строго вычислил объём полушара, доказав, что он вдвое больше объёма конуса с тем же оснванием и высотой. Архимед рассчитал также положение центров тяжести, полушара и многих других тел, не обладающих цетральной симметрией.

Все эти результаты были превзойдены математиками Нового времени лишь во второй половине 17 века - в эпоху Ньютона, когда работа с алгебраическими формулами истепенными рядами сделалась обычным занятием учёных.

Архимед не ведал этой техники - но умел решить почти любую задачу из начальных разделов математического анализа за счёт интиутивных находок.

Работая в родных Сиракузах – вдали от учёной Александроии, Архимед вёл интенсивную переписку с а математиками. Его письма копировались, как научные статьи. Многие из них сохранились до наших дней; из них мы узнаём достижений поздней греческой науки.

Конечно, Архимед не мог не увлечься самой трудной проблемой тогдашней астрономии: выяснением истинной формы орбит планет и истинного режима движения планет по их орбитам. Ещё Евдокс установил, что красивая гипотеза Пифагора о равномерном движении всех планет по окружностям не верна. Тот же Евдокс предложил сложную, но удачную поправку к гипотезе Пифагора: планеты равномерно движутся по окружностям, которые катятся по другим окружностям - и так далее, сколько надо раз. Такую модель сложно проверить расчётами, не владея позиционной записью чисел: Евдокс не довёл это дело до конца.

Чтобы избежать слишком сложных расчётов, Архимед решил построить механическую модель Солнечной системы из катящихся друг по другу шестерён. По сути, это был первый в истории аналоговый (не цифровой!) компьютер, позднее названный Астролябией.

С её помощью Архимед измерял отклонения истинного движения планет среди звёзд от их движений, рассчитанных по системе Евдокса.

Довести эту работу до конца Архимед не успел: в 212 году до и. э. он погиб при штурме Сиракуз римлянами, во время их войны с Ганнибалом.

Уцелевшие рукописи Архимеда и его механико-астрономический компьютер были доставлены в Рим. Но там не нашлось специалистов, способных понять и использовать открытия великого сицилийца: Астролябия долго стояла на Форуме, как диковинная игрушка для любопытных прохожих…».

Смирнов С.Г., Лекции по истории науки, М., Изд-во МЦНМО, 2012 г., с. 21-22.

 

«Очевидно, Архимед был советником, другом и, может быть, родственником Гиерона II, тирана Сиракуз. Несомненно, он путешествовал в Египет и надолго останавливался в прекрасной Александрии.

В остальном - никакой уверенности, хотя исторические сочинения греческих и римских авторов пестрят анекдотами из его жизни. Эти анекдоты, так или иначе связанные с его научными достижениями, образуют второй источник наших знаний об Архимеде, питающий легенду.

По сообщению философа Прокла (V век н. э.), однажды он гордо заявил Гиерону: «Дай мне точку опоры, и я сдвину Землю». Это было сказано по случаю спуска на воду трёхмачтового гиганта, корабля «Сиракузия» (более пятидесяти метров длиной, что по тем временам очень много), постройкой которого Архимед руководил.

Прокл в латинском комментарии к «Началам» Евклида поясняет, что Архимед тогда организовал в порту настоящий спектакль. На глазах у изумлённой публики он посуху тащил нагруженный под завязку корабль со всей командой на борту, пользуясь системой блоков. Тем самым он решительно опроверг категорическое утверждение великого Аристотеля, что сила, не достигающая определённого предела, не может совершать полезную работу; в качестве доказательства Аристотель указывал на невозможность одному человеку сдвинуть с места корабль, который обычно тянет бригада матросов. Теперь же будет ли кто сомневаться, что ребёнок сдвинет с места паровоз, если воспользуется подходящей системой шестерёнок?

На ошибочный опыт, подкрепленный авторитетом крупного мыслителя предыдущего века, Архимед ответил грандиозной наглядной демонстрацией, натянув нос здравому смыслу. Первый анекдот содержит и первый урок: вопреки очевидности, Архимед не безумец. Он может покорять природу при помощи науки. Идея, которая со временем еще возьмёт своё.

Не менее знаменитую историю доносит до нас Витрувий (I век до н. э.). По его словам, наш герой однажды вывел на чистую воду ювелира, продавшего царю Гиерону корону из золота, обильно смешанного с серебром. Подозрения монарха, рассказывает римский архитектор, заставили его обратиться к Архимеду с просьбой найти способ поймать мошенника. О том-то и раздумывал Архимед, лёжа в своей ванне перед тем, как закричать «Эврика!», открыв закон гидростатики, а вместе с ним и найдя решение поставленной перед ним задачи. В таз, по самые края наполненный водой, как объясняет Витрувий, Архимед погружал сначала меру серебра, потом меру золота, и та и другая по весу были равны короне. В обоих случаях он измерил количество выплеснувшейся через край воды, а потом погрузил туда же пресловутую корону и констатировал, что теперь воды выплеснулось меньше, чем в первый раз, но больше, чем во второй. Последовали замешательство вора и торжество научно обоснованной истины.

В действительности, вытесненная Архимедом вода ничего не говорит о знаменитой выталкивающей силе, поскольку описанный Витрувием метод всего лишь позволяет измерить объём. Но это деталь почти несущественная, поскольку самое важное в данной истории - крик».

Свен Ортоли, Никола Витковский, Ванна Архимеда: краткая мифология науки, М., «Колибри», 2007 г., с. 24-27.


 

Архимед активно участвовал в обороне Сиракуз от римлян. Но город был ими взят...

Плутарх так рассказывает о смерти легендарного учёного: «К Архимеду подошёл солдат и объявил, что его зовёт Марцелл (предводитель римлян - Прим. И.Л. Викентьева). Но Архимед настойчиво просил его подождать одну минуту, чтобы задача, которой он занимался, не осталась нерешённой. Солдат, которому не было дела до его доказательства, рассердился и пронзил его своим мечом».

 

«Архимед был настолько горд наукой... - писал Плутарх, - что именно о тех своих открытиях, благодаря которым он приобрёл славу... он не оставил ни одного сочинения». Да, мы не знаем конструкций его боевых машин. Я подумал: может быть, там, в осаждённых Сиракузах, в 212 году до нашей эры и родилась секретность, и пергаменты с чертежами Архимеда были первыми, на которых стоял гриф недоступности... Факт остаётся  фактом: Древний Рим так и не узнал всех секретов Архимедовых машин, и единственным трофеем Марцелла, украшением его дома стала знаменитая «сфера» Архимеда - сложнейшая модель небесных светил.
Много лет спустя, глядя на неё, Марк Туллий Цицерон сказал: «...этот сицилиец обладал гением, которого, казалось бы, человеческая природа не может достигнуть».
На своей могильной плите Архимед повелел выгравировать шар и цилиндр - символы его геометрических открытий.
Могила заросла репейником, и место это было забыто очень скоро. Лишь через 137 лет после его смерти тот же Цицерон разыскал у Ахродийских ворот этот могильный камень, на котором песчинки, поднятые душным сирокко - ветром из Сахары, уже стёрли часть знаков.
А потом могила опять затерялась, теперь уже навсегда.
Но осталось имя Архимеда.
И через века всегда будут слышать потомки его радостный, гордый возглас, боевой клич науки, пароль каждого, кто ищет: «Эврика!», «Я нашёл!»

Голованов Я.К., Этюды об учёных, М., «Молодая гвардия», 1976 г., с. 12-13.