Archimedesin elämäkerta, julkaisut ja keksinnöt



Arkhimedes Syracusesta (287 a.C - 212 a.C) oli matemaatikko, fyysikko, keksijä, insinööri ja kreikkalainen tähtitieteilijä muinaisesta Syracusen kaupungista Sisilian saarella. Hänen merkittävimmät panoksensa ovat Archimedesin periaate, kehitystavan kehittäminen, mekaaninen menetelmä tai ensimmäisen planeetan luominen.

Tällä hetkellä sitä pidetään yhtenä antiikin matematiikan kolmesta tärkeämmästä luvusta Euclidesin ja Apolonion vieressä, koska sen panos merkitsi tärkeitä tieteellisiä edistysaskeleita laskennassa, fysiikassa, geometriassa ja tähtitieteessä. Tämä puolestaan ​​tekee hänestä yhden ihmiskunnan historian merkittävimmistä tutkijoista. 

Vaikka hänen henkilökohtaisesta elämästään tiedetään vain vähän, ja tunnetut ovat epäilyttäviä luotettavuus-, hänen panoksensa tunnetaan kirjoittamalla kirjeet kirjoistaan ​​hänen teoksistaan ​​ja saavutuksistaan, jotka on säilytetty nykypäivään asti ja jotka kuuluvat tähän päivään. kirjeenvaihtoon, jota hän pidti vuosien ajan ystävien ja muiden matemaatikkojen kanssa.

Archimedes oli kuuluisa aikansa ansiosta keksinnöistään, jotka herättivät hänen aikalaisensa huomion, osittain siksi, että niitä käytettiin sota-laitteina useiden roomalaisten hyökkäysten välttämiseksi..

Sanotaan kuitenkin, että hän väitti, että ainoa todella tärkeä asia oli matematiikka ja että hänen keksintönsä olivat vain sovelletun geometrian harrastus. Jälkeläisissä hänen puhtaan matematiikan töitään on arvostettu paljon enemmän kuin hänen keksintönsä.

indeksi

  • 1 Elämäkerta
    • 1.1 Koulutus
    • 1.2 Tieteellinen työ
    • 1.3 Syrakuksen konflikti
    • 1.4 Kuolema
  • 2 Archimedesin tieteelliset tiedot
    • 2.1 Archimedesin periaate
    • 2.2 Mekaaninen menetelmä
    • 2.3 Vivun lain selitys
    • 2.4 Kehitys- tai tyhjennysmenetelmän kehittäminen tieteelliseen esittelyyn
    • 2.5 Piirin mitta
    • 2.6 Pallojen ja sylinterien geometria
  • 3 Keksinnöt
    • 3.1 Matkamittari
    • 3.2 Ensimmäinen planetaario
    • 3.3 Archimedes-ruuvi
    • 3.4 Archimedesin kynsi
  • 4 Viitteet

elämäkerta

Syracusen Archimedes syntyi noin vuonna 2877 eKr. Hänen alkuvuosistaan ​​ei tiedetä paljon, vaikka voidaan sanoa, että hän on syntynyt Syracusessa, joka on kaupunki, joka pidetään nykyisin Sisilian saaren tärkeimpänä satamana Italiassa..

Tuolloin Syracuse oli yksi kaupungeista, jotka muodostivat niin kutsutun Magna Grecian, joka oli Kreikan alkuperäisväestön asuttu tila Italian ja Sisilian niemimaan eteläosaan.

Archimedesin äidistä ei tiedetä mitään. Isän suhteen tiedetään, että tätä kutsuttiin Phidiasiksi ja että hän oli omistettu tähtitiede. Tämä isänsä tieto on tunnettu kirjan fragmentin ansiosta Hiekkalaskuri, kirjoitti Archimedes, jossa hän mainitsee isänsä nimen.

Heraklides, joka oli kreikkalainen filosofi ja tähtitieteilijä, oli hyvin ihastunut Archimedesiin ja jopa kirjoittanut elämäkerran hänestä. Tätä asiakirjaa ei kuitenkaan ole säilytetty, joten kaikki siinä olevat tiedot eivät ole tiedossa.

Toisaalta historioitsija, filosofi ja biografi Plutarco ilmoitti kirjassaan "Parallel Lives", että Archimedesilla oli verisuhde Hiero II: n, tyrananin, joka oli ollut Siracusessa vuodesta 265 eKr..

koulutus

Sen vuoksi, että meillä on vähän tietoa Archimedesista, emme tiedä varmasti, missä hän sai ensimmäisen koulutuksensa.

Useat historiografit ovat kuitenkin todenneet, että Archimedes on opiskellut Aleksandriassa, joka oli Kreikan tärkein kulttuuri- ja opetuskeskus..

Tätä olettamusta tukevat kreikkalaisen historioitsijan Diodoro Sículon tarjoamat tiedot, jotka osoittivat, että Archimedes opiskeli todennäköisesti Aleksandriassa.

Lisäksi useissa hänen teoksissaan Archimedes itse mainitsee muut sen ajan tutkijat, joiden työ oli keskittynyt Aleksandriaan, joten voidaan olettaa, että hän todella kehittyi kyseisessä kaupungissa.

Jotkut henkilöt, joiden kanssa Archimedesin uskotaan olleen vuorovaikutuksessa Alexandriaan, ovat geologi, matemaatikko ja tähtitieteilijä Eratosthenes of Cyrene ja matemaatikko ja tähtitieteilijä Conon de Sanos.

Perhe-motivaatio

Toisaalta se, että Archimedesin isä oli tähtitieteilijä, saattoi olla merkittävä vaikutus hänen myöhemmin osoittamiinsa taipumuksiin, koska myöhemmin ja nuoresta iästä lähtien tapahtui erityinen vetovoima. tiede.

Alexandria-aikansa jälkeen arvioidaan, että Archimedes palasi Syracuseen.

Tieteellinen työ

Palattuaan Syracuseen, Archimedes alkoi kehittää erilaisia ​​esineitä, jotka pian voittivat hänelle tietyn suosion tämän kaupungin asukkaiden keskuudessa. Tänä aikana hän antoi itsensä täysin tieteelliseen työhön, tuotti erilaisia ​​keksintöjä ja päätti useita matemaattisia käsitteitä, jotka olivat hyvin edistyksellisiä hänen aikanaan.

Esimerkiksi, kun hän omisti itsensä kiinteän kaarevan ja litteän kuvan ominaisuuksien tutkimiseen, hän löysi käsitteet, jotka liittyivät kiinteään ja differentiaaliseen laskentaan, joka kehitettiin myöhemmin.

Archimedes oli myös se, joka määritteli, että palloon liittyvä tilavuus vastaa kahdesti sen sylinterin kokoa, joka sisälsi sen, ja oli se, joka keksi komposiittihihnan perustuen hänen löytöihin vipuoikeudesta.

Ristiriita Syracusessa

Vuoden 213 eKr. Aikana roomalaiset sotilaat tulivat Syracusen kaupunkiin ja ympäröivät uudisasukkaita voidakseen tehdä heidät antautumaan.

Tätä toimintaa johti sotilaallinen ja kreikkalainen poliitikko Marco Claudio Marcelo toisen Punaisen sodan puitteissa. Myöhemmin se tunnetaan Rooman miekkana, koska se päätyi valloittamaan Syracusen.

Kaksi vuotta kestäneen konfliktin keskellä Syracusan asukkaat taistelivat roomalaisia ​​vastaan ​​rohkeasti ja raivokkaasti, ja Archimedesilla oli erittäin tärkeä rooli, koska hän omistautui luomaan työkaluja ja välineitä, jotka auttivat kukistamaan roomalaiset.

Lopuksi Marco Claudio Marcelo otti Syracusan kaupungin. Ennen Archimedesin suurta älyllisyyttä Marcelo määräsi, että heitä ei satuta tai tapeta. Archimedes tapettiin kuitenkin roomalaisen sotilaan käsissä.

kuolema

Archimedes kuoli vuonna 212 eKr. Yli 130 vuotta kuolemansa jälkeen kirjailija, poliitikko ja filosofi Marco Tulio Cicero oli vuonna 137 eKr. Asemassa Rooman hallinnossa ja halusi löytää Archimedesin haudan..

Tämä tehtävä ei ollut helppoa, koska Cicero ei löytänyt ketään, joka osoittaisi tarkkaa paikkaa. Lopulta hän sai sen hyvin lähellä Agrigenton ovea ja valitettavasti.

Cicero puhdisti haudan ja huomasi, että se oli merkitty sylinterin sisällä olevaan palloon viittauksena löytymiseen, jonka Archimedes teki jonkin aikaa sitten..

Versiot hänen kuolemastaan

Ensimmäinen versio

Yksi versioista toteaa, että Archimedes oli keskellä ratkaisua matemaattiseen ongelmaan, kun hänet lähestyi roomalainen sotilas. Sanotaan, että Archimedes olisi voinut kysyä häneltä jonkin aikaa ongelman ratkaisemiseksi, joten sotilas olisi tappanut hänet.

Toinen versio

Toinen versio on samanlainen kuin ensimmäinen. Ottaen huomioon, että Archimedes ratkaisi matematiikan ongelman, kun kaupunki otti kaupungin.

Rooman sotilas tuli hänen yhdistelmäänsä ja määräsi hänet tapaamaan Marceloa, ja Archimedes vastasi, että hänen oli ratkaistava ongelma, jonka hän työskenteli ensin. Sotilas sai järkyttyä tämän vastauksen seurauksena ja tappoi hänet.

Kolmas versio

Tämä hypoteesi osoittaa, että Archimedesilla oli käsissä suuri joukko matematiikkaan tyypillisiä instrumentteja. Silloin sotilas näki hänet ja ajatteli, että hänellä voisi olla arvokkaita esineitä, joten hän tappoi hänet.

Neljäs versio

Tämä versio havainnollistaa, että Archimedes oli kaatunut lähelle maata, miettien suunnitelmia, joita hän opiskeli. Ilmeisesti roomalainen sotilas tuli takaapäin ja tietämättä, että se oli Archimedes, ampui hänet.

Archimedesin tieteelliset tiedot

Archimedesin periaate

Nykyaikainen tiede pitää Archimedesin periaatetta yhtenä antiikin aikakauden tärkeimmistä perinnöistä.

Koko historian ajan ja suullisesti on raportoitu, että Archimedes löysi hänen huomionsa vahingossa kiitos kuningas Hieronille, jonka tehtävänä oli nähdä, onko kultainen kruunu, jonka hän lähetti, valmistamaan vain kultaa puhdas eikä sisältänyt mitään muuta metallia. Minun piti tehdä tämä tuhoamatta kruunua.

Sanotaan, että kun Archimedes mietiskeli, miten tämä ongelma ratkaistaan, hän päätti kylpyä, ja kun hän tuli kylpyammeeseen, hän huomasi, että vesi kasvoi tasolle, kun hän upotti itsensä siihen..

Tällä tavoin hän löytäisi tieteellisen periaatteen, jonka mukaan "jokainen elin, joka on upotettu kokonaan tai osittain nesteeseen (neste tai kaasu), saa ylöspäin suuntautuvan työntövoiman, joka on yhtä suuri kuin kohteen poistaman nesteen paino".

Tämä periaate merkitsee sitä, että nesteillä on nouseva voima, joka työntää ylöspäin, mihin tahansa niihin upotettuun kohteeseen ja että tämän työntövoiman määrä on yhtä suuri kuin upotetun rungon syrjäyttämän nesteen paino sen painosta riippumatta..

Tämän periaatteen selitys kuvaa flotaation ilmiötä, ja se löytyy sen periaatteesta Sopimusta kelluvista elimistä.

Archimedesin periaatetta on sovellettu suuresti jälkeläisissä massiivisten käyttötarkoitusten, kuten sukellusveneiden, alusten, hengenpelastajien ja ilmapallojen, kelluvaksi..

Mekaaninen menetelmä

Toinen tärkeimmistä Archimedesin panoksista tieteeseen oli puhtaasti mekaanisen eli teknisen menetelmän sisällyttäminen geometristen ongelmien perusteluun ja argumentointiin, mikä merkitsi ennennäkemättömän tavan ratkaista tämäntyyppiset ongelmat tähän aikaan.

Archimedesin yhteydessä geometriaa pidettiin yksinomaan teoreettisena tieteena, ja yleinen asia oli, että puhdas matematiikka laskeutui muihin käytännön tietoihin, joissa sen periaatteita voitaisiin soveltaa..

Tästä syystä sitä pidetään nykyään mekaniikan edelläkävijänä tieteellisenä tieteenalana.

Kirjallisuudessa, jossa matemaatikko paljastaa uuden menetelmän ystävälleen Eratosthenesille, käy ilmi, että tämä mahdollistaa matematiikan ongelmien ratkaisemisen mekaniikan avulla ja että geometrisen teeman esittelyn rakentaminen on hieman helpompaa, jos se on jo sinulla on jonkin verran aikaisempaa käytännön tietoa, että jos sinulla ei ole aavistustakaan siitä.

Tämä uusi Archimedesin suorittama tutkimusmenetelmä olisi nykyaikaisen tieteellisen menetelmän etsinnän epävirallisen vaiheen ja hypoteesien muotoilun edeltäjä..

Selitys vipuoikeudesta

Vaikka vipu on yksinkertainen kone, jota käytettiin jo paljon aikaisemmin kuin Archimedes, se oli se, joka muotoili periaatteen, joka selittää sen toimintaa hänen harjoituksessaan Tasojen tasapainosta.

Tämän lain muotoilussa Archimedes vahvistaa periaatteet, jotka kuvaavat vipun eri käyttäytymistä, kun laitetaan kaksi runkoa sen painoon ja etäisyyteen tukipisteestä.

Tällä tavoin hän huomauttaa, että kaksi runkoa, jotka voidaan mitata (oikeassa suhteessa) ja jotka on sijoitettu vipuun, ovat tasapainossa, kun ne ovat etäisyyden verran verrannollisia niiden painoon.

Samalla tavalla mittaamattomat elimet (joita ei voida mitata) tekevät niin, mutta Archimedes pystyi osoittamaan tämän lain vain ensimmäisen tyyppisillä elimillä..

Vivun periaatteen muotoilu on hyvä esimerkki mekaanisen menetelmän soveltamisesta, koska se selittää Dositeolle suunnatussa kirjeessä, että tämä löydettiin ensimmäisessä vaiheessa käytännön mekaanisten menetelmien avulla..

Myöhemmin hän muotoili ne geometrian menetelmillä (teoreettinen). Tästä kehosta tehdystä kokeilusta myös painopisteen käsite irrotettiin.

Kehittämis- tai sammutusmenetelmän kehittäminen tieteelliseen esittelyyn

Poisto on menetelmä, jota käytetään geometriassa, joka koostuu geometristen kuvioiden lähentämisestä, joiden pinta-ala tunnetaan merkinnän ja piirityksen avulla toisella, jonka alue on tarkoitettu tunnetuksi..

Vaikka Archimedes ei ollut tämän menetelmän luoja, hän kehitti sen mestaristi, ja pystyi laskemaan sen avulla tarkan Pi-arvon..

Arkhimedes, käyttäen kuormituksen menetelmää, kirjoitettuja ja rajattuja kuusikulmioita halkaisijan 1 ympärysmittaan, vähentäen absurdia eroa kuusikulmien alueen ja ympärysmitan välillä.

Tätä varten hän loisti kuusikulmat, jotka tuottivat jopa 16 sivun polygoneja, kuten edellisessä kuvassa on esitetty.

Tällä tavoin hän tuli määrittelemään, että pi: n (ympyrän pituuden ja sen halkaisijan välisen suhteen) arvo on arvojen 3.14084507 ... ja 3.14285714 välillä. .

Archimedes käytti mestarillisesti exhaución-menetelmää, koska se ei vain onnistunut lähentämään Pi-arvon laskemista virhemarginaalilla, vaan halusi, mutta myös koska Pi on irrationaalinen luku, tämä menetelmä ja saadut tulokset asettivat perustukset, jotka itävät infinitesimaalisessa laskentajärjestelmässä, ja myöhemmin modernissa integraalilaskelmassa.

Piirin mitta

Ympyrän alueen määrittämiseksi Archimedes käytti menetelmää, jossa piirrettiin neliö, joka sopii tarkasti ympyrän sisälle. 

Tietäen, että neliön alue oli sen sivujen summa ja että ympyrän pinta-ala oli suurempi, hän alkoi työskennellä lähentymispäivien saamiseksi. Tämä hän teki korvaamalla neliön 6-puolisella polygonilla ja sitten työskentelemällä monimutkaisemmilla monikulmioilla.

Archimedes oli ensimmäinen historian matemaatikko, joka lähestyi vakavasti Pi: n laskemista.

Pallojen ja sylinterien geometria

Yhdeksän Archimedesin työtä matematiikassa ja fysiikassa käsittelevän harjoituksen joukossa on kaksi sfäärien ja sylinterien geometriaa..

Tässä työssä tarkastellaan sitä, että minkä tahansa säteen pinnan pinta on neljä kertaa suurempi kuin sen suurin ympyrä, ja että pallon pallon tilavuus on kaksi kolmasosaa sen sylinterin tilasta, jossa se on merkitty.

Inventos

Matkamittari

Tunnetaan myös kilometreinä, se oli tämän kuuluisan miehen keksintö.

Tämä laite on rakennettu pyörän periaatteen mukaisesti, joka kääntyy, aktivoi vaihteita, jotka mahdollistavat matkatun matkan laskemisen..

Saman periaatteen mukaan Archimedes suunnitteli useita erilaisia ​​matometreja sotilaallisiin ja siviilikäyttöön.

Ensimmäinen planetaario

Monien klassisten kirjailijoiden, kuten Ciceron, Ovidin, Claudianin, Marciano Capelan, Casiodoron, Sexto Empiricon ja Lactantiuksen, todistusten perusteella monet tutkijat määrittelevät Archimedesille ensimmäisen alkeellisen planetaarion luomista.

Se on mekanismi, joka muodostuu joukosta "palloja", jotka onnistuivat jäljittelemään planeettojen liikkumista. Tähän mennessä mekanismin yksityiskohdat eivät ole tiedossa.

Ciceron mukaan Archimedesin rakentamat planeetat olivat kaksi. Yhdessä heistä oli edustettu maa ja sen lähellä olevat eri tähtikuvioita.

Toisessa, yksi kierto, aurinko, kuu ja planeetat tekivät omat itsenäiset liikkeet suhteessa kiinteisiin tähdisiin samalla tavalla kuin he tekivät todellisessa päivässä. Jälkimmäisessä voidaan lisäksi havaita peräkkäisiä vaiheita ja kuun kiihdytyksiä.

Archimedesin ruuvi

Archimedes-ruuvi on laite, jota käytetään kuljettamaan vettä alhaalta ylöspäin rinteessä putken tai sylinterin avulla.

Kreikan historioitsijan Diodoron mukaan tämän keksinnön ansiosta se helpotti Niilin varrella sijaitsevien hedelmällisten maa-alueiden kastelua muinaisessa Egyptissä, koska perinteiset työkalut vaativat valtavia fyysisiä ponnisteluja, jotka työllistivät työntekijät.

Käytetty sylinteri on saman pituisen ruuvin sisällä, joka ylläpitää toisiinsa kytkettyä potkurijärjestelmää tai raajoja, jotka suorittavat pyörivän liikkeen, jota pyörittää käsin pyörivä vipu.

Tällä tavoin heliksit pystyvät työntämään minkä tahansa aineen alhaalta ylöspäin, muodostaen eräänlaisen ääretön piiri.

Archimedesin kynsiä

Archimedesin kynsi tai rauta-käsi, kuten myös tiedetään, oli yksi tämän matemaatikon aiheuttamista pelottavimmista sota-aseista, josta tuli tärkein roomalaisten hyökkäysten Sisilian puolustuksessa..

Drexelin yliopiston professorien Chris Rorresin (matematiikan laitos) ja Harry Harrisin (siviilirakentamisen ja arkkitehtuurin laitos) tekemien tutkimusten mukaan se oli suuri vipu, johon kiinnitettiin koukku. sen avulla ripustettu ketju.

Vivun kautta koukku käsiteltiin niin, että se putosi vihollisen alukselle, ja tavoitteena oli koukku kiinnittää se ja nostaa se niin paljon, että sen vapauttamisen yhteydessä se voitaisiin kokonaan kaataa tai osua rannalla oleviin kiviin..

Rorres ja Harris esittelivät symposiumissa "Koneet ja ylimääräiset muinaisrakenteet" (2001), miniatyyriesityksen tästä artefaktista "Valtava sotakone: Archimedesin rauta-käden rakentaminen ja toiminta"

Tämän työn toteuttamiseksi he tukeutuivat antiikin historioitsijoiden Polibion, Plutarcon ja Tito Livion väitteisiin.

viittaukset

  1. ASSIS, A. (2008). Archimedes, painopiste, ja ensimmäinen mekaniikan laki [online]. Pääsy 10. kesäkuuta 2017 osoitteeseen bourabai.ru.
  2. DIJKSTERHUIS, E. (1956). Archimedes [online]. Käytetty 9. kesäkuuta 2015 World Wide Webissä: books.google.co.ve/books.
  3. MOLINA, A. (2008). Syracusen Archimedesin tutkimusmenetelmä: intuitio, mekaniikka ja exhaution [online]. Pääsy 10. kesäkuuta 2017 World Wide Webproduccioncientifica.luz.edussa.
  4. O'CONNOR, J. & ROBERTSON, R. (1999). Archimedes Syracuse [online]. Pääsy 9. kesäkuuta 2017 osoitteeseen history.mcs.st-and.ac.uk.
  5. PARRA, E. (2009). Archimedes: hänen elämänsä, teoksensa ja panoksensa moderniin matematiikkaan [verkossa]. Haettu 9. kesäkuuta 2017 kello lfunes.uniandes.edu.co.
  6. QUINN, L. (2005). Archimedes Syracuse [online]. Pääsy 9. kesäkuuta 2017 osoitteeseen math.ucdenver.edu.
  7. RORRES, C. & HARRIS, H. (2001). Valtava sotakone: Archimedesin Iron Handin rakentaminen ja toiminta [online]. Haettu 10. kesäkuuta 2017 osoitteessa cs.drexel.edu.
  8. VITE, L. (2014). Archimedesin periaate [online]. Haettu 10. kesäkuuta 2017 osoitteessa repository.uaeh.edu.mx.