Arhimede, un mare învăţat al lumii antice

În imagine: Arhimede gînditor, pictură realizată de Domenico Fetti în anul 1620.

Cred că am auzit cu toţi de Arhimede  şi de faimosul său principiu care ne-a dat bătăi de cap în gimnaziu. E timpul să realizăm ce rol important a jucat acest om de ştiinţă în domenii precum fizica, matematica, filozofia şi multe altele. Să aflăm aşadar mai multe despre el.

Viaţa lui Arhimede

Arhimede (în greacă: Αρχιμήδης) este un mare savant grec, principalele lui interese fiind matematica, fizica, astronomia şi ingineria. Fiu al astronomului Fidas, el s-a născut în Siracuza, Sicilia, în anul 287 î. Hr. Totuşi, data naşterii este aproximativă, find bazată pe raţionamentul unui savant bizantin, John Tzetzes. A existat şi o biografie a lui Arhimede scrisă de un prieten de-al său, însă aceasta s-a pierdut, astfel neştiindu-se unele lucruri despre el, cum ar fi dacă a fost vreodată căsătorit sau dacă a avut copii.

Arhimede a studiat în Alexandria, Egipt, unde i-a cunoscut pe marii matematicieni Conon din Samos, Dositheos din Pelusion şi Eratostene. A murit în anul 212 î.Hr, în timpul celui de-al Doilea Război Punic, cînd oraşul Siracuza a fost capturat de romanii conduşi de Generalul Marcus Claudius Marcellus. Se spune că Arhimede studia o diagramă matematică atunci cînd un soldat a venit la el să îl ducă în faţa Generalului, însă acesta a refuzat, spunînd că trebuie mai întîi să îşi termine treaba. Soldatul s-a înfuriat şi l-a ucis pe Arhimede, ale cărui ultime cuvinte ar fi fost: “Nu-mi deranja cercurile", făcînd referire la diagrama sa.

Arhimede, cerînd soldatului roman să nu îi deranjeze cercurile

Conform dorinţei sale, mormîntul îi este împodobit cu o pictură ce reprezintă un cilindru circumscris unei sfere. Acest mormînt a fost descoperit de Cicero, chestor roman, în anul 76 î.Hr.

Mormîntul lui Arhimede

Contribuţiile lui Arhimede în domeniul matematicii

Arhimede a adus multe contribuţii în matematica teoretică. Este considerat de unii chiar cel mai bun matematician din toată perioada antichităţii. De exemplu, el a folosit calculul infinitezimal într-un mod similar folosirii integralelor - deşi acestea nu erau cunoscute pe atunci - pentru a aproxima valoarea lui π, rezultatul fiind un număr cuprins între 3,1408 şi 3.1429. A avut dreptate, valoarea lui π fiind 3,1415. Să vedem acum cîteva dintre lucrările sale axate pe matematică şi în ce constau ele. Cea mai cunoscută lucrare a sa este „Măsurarea cercului” (în greacă: Κύκλου μέτρησις, Kuklou metrēsis), ea conţinînd trei teoreme, însă fiind doar începutul unei munci lungi şi anevoioase.

Un alt tratat important este “Cuadratura parabolei” („Tetragonismos paraboles”), scris de Arhimede în secolul III î.Hr.  sub forma unei scrisori adresate prietenului său, Dositheus, cuprinzînd douăzeci şi patru de teoreme despre parabole.

O altă carte interesantă şi chiar îndrăzneaţă este “Calculul firelor de nisip” (în greacă: Αρχιμήδης Ψαµµίτης, Archimedes Psammites). Arhimede doreşte să calculeze cîte fire de nisip încap în Universul cunoscut pînă atunci. Pentru a face asta, Arhimede a fost nevoit să estimeze dimensiunea Universului, bazîndu-se pe modelele existente în acea perioadă, aceasta nefiind însă singura problemă. El trebuia de asemenea să găsească o metodă de a lucra cu numere extrem de mari. Reuşeşte în cele din urmă să enunţe un număr egal cu 1 urmat de 800 de milioane de zerouri, un număr mult mai mare decît firele de nisip ce ar încăpea în univers, pe care le-a estimat  la 1051.

O altă lucrare de care Arhimede era foarte mîndru este „Despre sferă şi cilindru”, motiv pentru care a cerut ca în mormîntul lui să fie desenate cele două figuri geometrice. Arhimede demonstrează că raportul dintre aria unei sfere şi cea a cilindrului circumscris este egală cu raportul dintre volumele celor două corpuri (şi anume exact 2/3).

Contribuţia lui Arhimede la fizică

Arhimede a scris lucrări importante şi în domeniul fizicii, cum ar fi „Despre echilibrul planelor”, o lucrare compusă din două părţi în care se explică legile pîrghiei, care nu erau formulate concret pînă atunci. De asemenea, este calculat şi centrul de greutate al unor figuri geometrice precum paralelogramul, triunghiul sau pîrghia. În prefaţa cărţii „Despre spirale”, Arhimede spune că „s-au scurs mulţi ani de la moartea lui Conon”. Conon din Samos, un astronom grec, a murit în anul 220 î.Hr., ceea ce sugerează că unele lucrări au fost scrise cînd Arhimede avea o vîrstă înaintată.

Cea mai importantă lucrare este totuşi „Despre corpurile plutitoare”, formată din două volume. Aici este formulat Principiul Hidrostaticii care spune că un corp scufundat într-un fluid este împins de către fluid, de jos în sus, cu o forţă egală cu greutatea volumului de fluid dezlocuit de către corp.

Conform lui Vitruvius, un scriitor roman, povestea spune că regelui Hieron II din Siracuza i s-a făcut o nouă coroană, iar acesta vroia să ştie dacă este făcută din aur pur sau dacă era amestecată cu argint. Unicul mod de a măsura densitatea coroanei, pe atunci, era topirea şi modelarea sa într-un  obiect cu formă regulată, însă regele nu era de acord cu distrugerea ei. Măcinat de această dilemă, Arhimede găseşte o soluţie atunci cînd vrea să facă o baie, iar o parte din apa se varsă din cadă atunci cînd se scufundă în ea. Fericit că are un răspuns, Arhimede iese dezbrăcat pe străzile Siracuzei strigînd „Evrika!”, ceea ce înseamnă „Am găsit!”. Reuşind să calculeze densitatea coroanei, el îşi dă seama că aceasta nu este făcută din aur pur, iar hoţul primeşte o pedeapsă pe măsură.

Arhimede descoperă principiul hidrostaticii

Poveste adevărată sau nu, important este că Principiul lui Arhimede este de un real folos şi în ziua de azi, avînd aplicabilitate în numeroase domenii.

Contribuţiile lui Arhimede în domeniul tehnologiei

Nu numai că Arhimede a fost un foarte bun fizician şi matematician, dar a fost şi un mare inventator. Multe dispozitive au fost inventate de el în scopul apărării oraşului Siracuza, cum ar fi catapultele care puteau fi ajustate în aşa fel încît proiectilele erau aruncate la o distanţă variabilă.

Gheara lui Arhimede este o altă armă folosită împotriva navelor romane, în timpul asediului Siracuzei (214-212 î.Hr). Aceasta era formată dintr-un braţ asemănător cu cel al macaralei, de care erau suspendate cîrlige cu care puteau fi înşfăcate vasele din apropiere şi zdruncinate puternic sau chiar scufundate.

Gheara lui Arhimede

Şurubul lui Arhimede este un mecanism spiralat al cărui scop este transferarea apei la un nivel mai înalt. Un scriitor grec ne spune că Arhimede a inventat acest dispozitiv cînd regele care domnea atunci, Hieron II, i-a cerut să construiască o navă uriaşă. Este vorba despre cea mai mare navă construită pînă atunci, Siracuzia. Această navă era capabilă să transporte 600 de oameni, plus un templu dedicat zeiţei Afrodita. Unele scrieri sugerează că această invenţie nu era tocmai originală, un mecanism asemănător folosindu-se cu 300 de ani înaintea lui Arhimede pentru irigarea Grădinilor Suspendate din Babilon.

Şurubul lui Arhimede

Concluzii despre Arhimede

Acestea sunt numai cîteva dintre cele mai importante invenţii ale lui Arhimede, imaginaţia bogată şi mintea sa genială ajutîndu-l să creeze numeroase alte dispozitive necesare în acele vremuri. Am putut vedea o parte din contribuţiile aduse de Arhimede în dezvoltarea ştiinţei, el rămînînd pentru totdeauna un savant formidabil, a cărui ingeniozitate nu poate fi trecută cu vederea, şi un exemplu demn de urmat.

Citatul faimos al lui Arhimede este: „Daţi-mi un punct de sprijin şi voi urni Pămîntul din loc.” (δος μοι που στω και κινω την γην, dos moi pu sto kai kino ten gen).

Romina NEAGU