Великий давньогрецький математик, фізик, механік і інженер.
Архімед був одним з найбільш чудових учених Стародавньої Греції. Напевно, ви чули легенду про те, як був відкритий один із законів фізики. Серед його відкриттів - закон плавання тіл, що став основним законом Паскаля. Згодом він був названий законом Архімеда. Вчений також визначив площу сегмента і обчислив число "пі".
Відомості про життя Архімеда залишили стародавні історики, серед яких Полібій, Тит Лівій, Цицерон, Плутарх, Вітрувій та інші. Майже всі вони жили на багато років пізніше описуваних подій, і достовірність цих відомостей оцінити важко. Через давності років життя Архімеда тісно переплелася з легендами про нього.
Архімед народився в Сіракузах, грецької колонії на острові Сицилія. Батьком Архімеда був математик і астроном Фідій. Батько прищепив синові з дитинства любов до математики, механіки та астрономії. Для навчання Архімед відправився в Олександрію Єгипетську - науковий і культурний центр того часу.
В Олександрії Архімед познайомився і потоваришував із знаменитими вченими: астрономом Кононом, різнобічним вченим Ератосфеном, з якими потім листувався до кінця життя. У той час Олександрія славилася своєю бібліотекою, в якій було зібрано воістину величезна кількість рукописів - понад 700 тисяч! Скоро ім'я Архімеда стало відомою в багатьох країнах, слава його досягла Сіракуз, де так був потрібний його талант вченого і інженера. Сіракузи переживали тривожні часи. Вони балансували між двома ворогуючими могутніми країнами - Римом і Карфагеном, вичікували, щоб стати союзником того, хто переможе в затяжній війні. Після закінчення навчання Архімед, на наполегливе прохання сиракузского царя Перона, повертається в Сіракузи, де понад 25 років віддає науковій та інженерно-винахідницькій роботі, працюючи і головним інженером-теоретиком, і виконавцем широких оборонних робіт.
Інженерний геній Архімеда з особливою силою виявився під час облоги Сіракуз римлянами в 212 році до н. е. в ході Другої Пунічної війни. А адже в цей час йому було вже 75 років. Ця людина спорудив небачені до того часу метальні військові машини для оборони міста Сіракузи, які сіяли паніку і жах в рядах римських легіонерів і звертали їх до втечі. Побудовані Архімедом потужні метальні машини закидали римські війська важкими каменями. Думаючи, що вони будуть в безпеці біля самих стін міста, римляни кинулися туди, але в цей час легені метальні машини близького дії закидали їх градом ядер. Потужні крани захоплювали залізними гаками кораблі, піднімали їх догори, а потім кидали вниз, так що кораблі переверталися і тонули. В останні роки було проведено кілька експериментів з метою перевірити правдивість опису цього «надзброї давнини». Побудована конструкція показала свою повну працездатність.
Римляни змушені були відмовитися від думки взяти місто штурмом і перейшли до облоги. Але навіть під час облоги Архімед не давав спокою римлянам. За легендою, під час облоги римський флот був спалений захисниками міста. Спосіб підпалювати ворожі кораблі придумав Архімед - за допомогою тисячі великих дзеркал, які тримали в руках воїни обложеного міста. Цими дзеркалами сонячні зайчики були сфокусовані в єдиний промінь, який і запалив суду ворога. Легенда була спростована. Існує думка, що кораблі підпалювали влучно кинутими запальними снарядами, а сфокусовані промені служили лише прицільної міткою для баллист. Однак в експерименті грецького вченого Іоанніс Саккаса (1973) вдалося підпалити фанерну модель римського корабля з відстані 50 м, використовуючи 70 мідних дзеркал.
Тільки внаслідок зради Сіракузи були взяті римлянами восени 212 року до н. е. При цьому Архімед був убитий. Розповідь про смерть Архімеда від рук римлян існує в кількох версіях.
Розповідь Іоанна Цеца: в розпал бою 75-річний Архімед сидів на порозі свого будинку, розмірковуючи над кресленнями, зробленими ним на дорожньому піску. Пробігав повз римський воїн наступив на креслення, і обурений учений кинувся на римлянина з криком: «Не чіпай моїх креслень!» Солдат зупинився і холоднокровно зарубав старого мечем.
Розповідь Плутарха: «До Архімеда підійшов солдат і оголосив, що його кличе Марцелл. Але Архімед наполегливо просив його почекати одну хвилину, щоб завдання, якою він займався, не залишилася невирішеною. Солдат, якого не було діла до його докази, розсердився і пронизав його своїм мечем ».
Архімед сам відправився до Марцелл, щоб віднести йому свої прилади для вимірювання величини Сонця. По дорозі його ноша привернула увагу римських солдатів. Вони вирішили, що вчений несе в скриньці золото чи коштовності, і, недовго думаючи, перерізали йому горло.
Розповідь Діодора Сицилійського: «Роблячи начерк механічної діаграми, він схилився над ним. І коли римський солдат підійшов і став тягти його в якості бранця, він, цілком поглинений своєю діаграмою, не бачачи, хто перед ним, сказав: «Геть з моєї діаграми!» Потім, коли людина продовжив тягти його, він, повернувшись і дізнавшись у ньому римлянина, вигукнув: «Швидко, хто-небудь, подайте одну з моїх машин!» Римлянин, злякавшись, вбив слабкого старого, того, чиї досягнення являли собою диво. Як тільки Марцелл дізнався про це, він сильно засмутився і спільно з благородними громадянами і римлянами влаштував чудові похорони серед могил його предків. Що стосується вбивці, то він, здається, був обезголовлений ».
Цицерон, колишній квестором на Сицилії в 75 році до н. е. пише в «Тускуланских бесідах», що йому в 75 році до н. е. через 137 років після цих подій, вдалося виявити напівзруйновану могилу Архімеда; на ній, як і заповідав Архімед, було зображення кулі, вписаного в циліндр.
Як інженер Архімед прославився не тільки своїми військовими машинами. Він створив також водопідйомний гвинт (черв'як, равлика) і багатоступінчастий редуктор. Вважають, що Архімед зіграв свою роль і в реконструкції одного з семи чудес стародавнього світу. Це був маяк в Олександрії, який придумав Птолемей I, правитель Єгипту. Маяк був приблизно 122 метра заввишки, його висотні вогні завжди знаходилися в запаленому стані. На маяку застосовувалася система дзеркал, розроблена Архімедом. Завдяки їй, світло маяка був вночі видно на відстані в 50 кілометрів.
Архимедов гвинт послужив прототипом авіаційних пропелерів і суднових гвинтів.
Однак що ж зробив цей великий вчений в галузі науки, які його думки і теорії увійшли сьогодні в золотий фонд наукового знання? Перш за все, потрібно сказати про обчисленні довжин. Відомо, що довжина кола з радіусом R дорівнює 2πR, де π - деяке число, трохи більше, ніж 3. Це видно з розгляду правильного вписаного шестикутника: його периметр дорівнює 6R, а довжина кола трохи більше! Як же точніше обчислити значення π? Саме Архімед у своєму витонченому дослідженні встановив, що це число укладено між 3 10/71 і 3 1/7. Сьогодні при обчисленні ясно, що ці числа записуються у вигляді 3,140845 і 3,142857. Таким чином, Архімедом було знайдено наближене значення π - приблизно 3,14, яким ми і зараз користуємося для розрахунків. Отже, Архімед відкрив число «пі» - π.
У зрілому віці, коли вченому було близько п'ятдесяти років, він написав найвизначніші зі своїх робіт, які увійшли неоціненним надбанням в казну світової наукової думки. Серед них: «Квадратура параболи», «Про кулі і циліндрі», «Про спіралі», «Про коноїд і сфероидах», «Вимірювання круга». У цих творах було вирішено багато нових завдань по обчисленню площ і об'ємів геометричних фігур, знаходження центрів їх ваги. Досягнуті при цьому результати мали величезне значення для науки.
Архімед-математик першим обчислив площі еліпса і параболічного сегмента, площі поверхонь конуса і кулі, обсяги їх і сферичного сегмента, а також різних тіл обертання і їх частин. Отже, Архімед виробив принцип обчислення площ різних геометричних фігур.
Головне ж досягнення Архімеда в математиці полягає в тому, що він виступив як попередник творців методів диференціального обчислення, а вирішуючи завдання на знаходження площ і обсягів, застосовував методи, які пізніше (в кінці XVI - початку XVII століття) привели до створення інтегрального числення. Таким чином, в деяких питаннях математики Архімед випередив свій час на 18 століть!
Незважаючи на блискучі успіхи грецької математики в області геометрії, мистецтво рахунки і техніка обчислень залишалися покинутими. Алфавітна нумерація була справжнім гальмом у розробці обчислювальних алгоритмів. У роботі «Псамміт» ( «Обчислення піску») Архімед намагається виправити таке становище в грецькій системі числення. Він вирішує задачу обчислення кількості піщинок, які містилися б в масі піску, яка заповнила б «весь Всесвіт». Це завдання і призводить Архімеда до розробки принципово нової, позиційної системи числення. Отже, в «Псамміт» вперше була чітко висловлена ідея нескінченності ряду натуральних чисел. Ідея настільки нова, що тільки через багато століть вона стала загальновизнаною.
Архімед прагнув все явища природи описати математично, тому його справедливо вважають родоначальником математичної фізики. Галілей прямо називає його своїм учителем.
З наукової точки зору Архімед-фізик відкрив фундаментальний закон, що описує поведінку твердих тіл в рідинах з різною щільністю. Одного разу, занурившись у ванну в купальні (в той час вона являла собою облицьовану мармуром яму, вириту в землі), наповнену по вінця, Архімед зауважив, що своїм тілом він витіснив частину води і вона вихлюпнулася, а при цьому вода його як би підтримувала. Вчений відразу зрозумів, що тут і полягає рішення мучить його проблеми. З криком «Еврика!» (Знайшов! ») Він вискочив з купальні і помчав по вулиці: йому не терпілося зробити обчислення. Отже, Архімед ввів у фізику поняття питомої ваги і встановив один з основних законів гідростатики, згодом названий його ім'ям.
Закон Архімеда про те, що тіло, занурене в рідину, втрачає у вазі стільки, скільки важить витіснена ним рідина, лежить в основі всієї сучасної гідро- і аеростатіку. На його основі плавають всі сучасні кораблі і підводні човни.
Архімед-астроном постає перед нами, його нащадками, як теоретик, спостерігач-практик і творець різних астрономічних приладів. Якщо його уявлення про будову світу були помилкові, то точність його вимірювань за допомогою примітивних приладів вражає. Наприклад, Архімед точно визначив відстань до Венери, а до Марса і Меркурія - з помилкою в 5 і 8 відсотків відповідно. Це не тільки найбільш раннє з відомих нам визначень міжпланетних відстаней, а й залишалося довгий час найточнішим.
Архімед побудував планетарій або «небесну сферу», при русі якої можна було спостерігати рух п'яти планет, схід Сонця і Місяця, фази і затемнення Місяця, зникнення обох тел за лінією горизонту. У вже згадуваному творі «Псамміт» вчений описав геліоцентричну систему світу Аристарха Самоський - систему, в якій Сонце є центральним небесним тілом. Подібні погляди лише в XVI столітті знайдуть свій розвиток в теорії Коперника.
Архімед як вчений набагато випередив свій час. Мислителі такого рангу з'являються тільки в епоху Відродження, а якщо говорити про фізико-математичних науках, то наступників Архімеда можна знайти лише в XVII столітті. Відкриття Архімеда широко використовуються в сучасній техніці. Ось що писав Плутарх про цю велику людину: «Архімед мав піднесену душу і глибокий розум ... У всій геометрії не можна знайти більш важких і глибокодумних завдань, які були б вирішені так просто і ясно, як ті, які були предметом досліджень Архімеда ... Хоча у нього було багато прекрасних відкриттів, він, кажуть, просив своїх родичів і друзів накреслити на його могилі тільки циліндр і вписаний в нього кулю і вказати співвідношення між обсягами цих тіл. Такий був Архімед, який завдяки своїм глибоким знанням в механіці зміг, наскільки це від нього залежало, зберегти від ураження і себе, і своє місто ».