ARCHIMEDES: BIOGRAFI, BIDRAG OCH UPPFINNINGAR - VETENSKAP - 2025

Archimedes of Syracuse (287 f.Kr. - 212 f.Kr.) var en grekisk matematiker, fysiker, uppfinnare, ingenjör och astronom från den antika staden Syracuse, på ön Sicilien. Hans mest framstående bidrag är den archimediska principen, utvecklingen av utmattningsmetoden, den mekaniska metoden eller skapandet av det första planetariet.

Han anses för närvarande vara en av de tre viktigaste figurerna i antik matematik tillsammans med Euclid och Apollonius, eftersom deras bidrag innebar viktiga vetenskapliga framsteg för tiden inom områdena kalkyl, fysik, geometri och astronomi. I sin tur gör detta honom till en av de mest framstående forskarna i mänsklig historia.

Trots det faktum att få detaljer i hans personliga liv är kända - och de som är kända är av tveksam tillförlitlighet - är hans bidrag kända tack vare en serie brev skrivna om hans arbete och prestationer som har bevarats till denna dag, tillhörande till den korrespondens som han upprätthöll i flera år med vänner och andra matematiker på den tiden.

Archimedes var berömd på sin tid för sina uppfinningar, som väckte mycket uppmärksamhet från hans samtida, delvis för att de användes som krigsanordningar för att framgångsrikt förhindra många romerska invasioner.

Det sägs emellertid att han hävdade att det enda som verkligen var viktigt var matematik, och att hans uppfinningar bara var produkten från den tillämpade geometriens hobby. I eftertiden har hans verk i ren matematik uppskattats mycket mer än hans uppfinningar.

Biografi

Archimedes av Syracuse föddes cirka 287 f.Kr. Inte mycket information är känd om hans tidiga år, även om det kan sägas att han föddes i Syracuse, en stad som anses vara den viktigaste hamnen på ön Sicilien, idag i Italien.

På den tiden var Syracuse en av städerna som utgjorde den så kallade Magna Graecia, som var det utrymme bebodd av nybyggare av grekiskt ursprung mot den södra delen av den italienska halvön och på Sicilien.

Inga specifika uppgifter är kända om Archimedes mor. I förhållande till fadern är det känt att detta kallades Phidias och att han var hängiven till astronomi. Denna information om hans far är känd tack vare ett fragment av boken The Sand Counter, skriven av Archimedes, där han nämner sin fars namn.

Heraklides, som var en grekisk filosof och astronom, var nära vänner med Archimedes och skrev till och med en biografi om honom. Detta dokument har dock inte bevarats, så all information som finns i den är okänd.

Å andra sidan indikerade historikern, filosofen och biografen Plutarch i sin bok med titeln Parallel lives att Archimedes hade ett blodförhållande med Hiero II, en tyrann som var befälhavare i Syracuse från 265 f.Kr.

Träning

Som ett resultat av den lilla information som finns om Archimedes är det inte säkert känt var han fick sin första utbildning.

Men olika historiografer har fastställt att det finns en stor möjlighet att Archimedes studerade i Alexandria, som var det viktigaste grekiska kultur- och undervisningscentret i regionen.

Detta antagande stöds av information från den grekiska historikern Diodorus Siculus, som antydde att Archimedes antagligen studerade i Alexandria.

Dessutom nämner i många av hans verk Archimedes själv andra forskare från den tid vars arbete koncentrerades i Alexandria, så det kan antas att det faktiskt utvecklats i staden.

Några av de personligheter som Archimedes tros ha interagerat med i Alexandria är geografen, matematikern och astronomen Eratosthenes of Cyrene och matematikern och astronomen Conon de Sanos.

Familjens motivation

Å andra sidan kan det faktum att Archimedes far var en astronom ha haft ett märkbart inflytande på de lutningar som han senare visade, för senare och från en ung ålder bevisades en speciell attraktion mot vetenskapsområdet i honom. vetenskap.

Efter hans tid i Alexandria beräknas det att Archimedes återvände till Syracuse.

Vetenskapligt arbete

Efter att ha återvänt till Syracuse började Archimedes att utarbeta olika artefakter som mycket snart fick honom att få en viss popularitet bland invånarna i denna stad. Under denna period gav han sig fullständigt till vetenskapligt arbete, producerade olika uppfinningar och avledde olika matematiska föreställningar långt före sin tid.

Till exempel, genom att studera egenskaperna hos solida böjda och plana figurer, kom han att ta upp begrepp relaterade till integrerad och differentiell beräkning, som utvecklades senare.

På samma sätt var Archimedes den som definierade att volymen förknippad med en sfär motsvarar dubbelt så stor som den cylinder som innehåller den, och det var han som uppfann den sammansatta remskivan, baserat på hans upptäckter om spaken.

Konflikt i Syracuse

Under år 213 f.Kr. kom romerska soldater in i staden Syracuse och omringade dess nybyggare för att få dem att överge sig.

Denna åtgärd leddes av den grekiska militären och politiker Marco Claudio Marcelo inom ramen för det andra Puniska kriget. Senare var det känt som Romets svärd, eftersom det slutade med att erövra Syracuse.

Mitt i konflikten, som varade i två år, kämpade invånarna i Syracuse mot romarna med mod och våldsamhet, och Archimedes spelade en mycket viktig roll, eftersom han ägnade sig åt att skapa verktyg och instrument som skulle hjälpa till att besegra romarna.

Slutligen tog Marco Claudio Marcelo staden Syracuse. Innan Archimedes stora intelligentsia beordrade Marcelo på ett strikt sätt att de inte skulle skada eller döda honom. Archimedes dödades emellertid i händerna på en romersk soldat.

Död

Archimedes dog 212 f.Kr. Mer än 130 år efter hans död, år 137 f.Kr., ockuperade författaren, politiker och filosofen Marco Tulio Cicero en position i administrationen av Rom och ville hitta Archimedes grav.

Denna uppgift var inte lätt, eftersom Cicero inte kunde hitta någon som anger den exakta platsen. Men så småningom fick han det, mycket nära Agrigento-porten och i beklagligt skick.

Cicero städade graven och upptäckte att en sfär var inskriven i en cylinder, som en hänvisning till Archimedes upptäckt av volym för en tid sedan.

Versioner om hans död

Första versionen

En av versionerna säger att Archimedes var i mitten av att lösa ett matematiskt problem när en romersk soldat närmade sig honom. Det sägs att Archimedes kanske har bett lite tid för att lösa problemet, så att soldaten skulle ha dödat honom.

Andra versionen

Den andra versionen liknar den första. Det berättar att Archimedes löste ett matteproblem när staden togs.

En romersk soldat gick in i hans förening och beordrade honom att träffa Marcelo, som Archimedes svarade och sa att han först måste lösa problemet han arbetade med. Soldaten blev upprörd som ett resultat av detta svar och dödade honom.

Tredje versionen

Denna hypotes indikerar att Archimedes hade i sina händer en stor mångfald av matematikinstrument. Sedan såg en soldat honom och det verkade som om han kunde bära värdefulla föremål, så han dödade honom.

Fjärde versionen

Den här versionen illustrerar att Archimedes var hukad nära marken och övervägde några planer som han studerade. Uppenbarligen kom en romersk soldat upp bakom och, medveten om att det var Archimedes, sköt han.

Archimedes vetenskapliga bidrag

Archimedes-principen

Den archimedean-principen betraktas av modern vetenskap som en av de viktigaste arven från antiken.

Genom historien, och muntligt, har det överförts att Archimedes kom till hans upptäckt av misstag tack vare att kung Hiero fick honom att kontrollera om en guldkrona, som beordrades att göras av honom, endast var gjord av guld ren och innehöll ingen annan metall. Han var tvungen att göra detta utan att förstöra kronan.

Det sägs att medan Archimedes funderade över hur han skulle lösa detta problem, bestämde han sig för att ta ett bad, och när han gick in i badkaret insåg han att vattennivån ökade när han sänkt sig ned i det.

På detta sätt skulle han upptäcka den vetenskapliga principen som säger att "varje kropp helt eller delvis nedsänkt i en vätska (vätska eller gas) får ett uppåtgående tryck, lika med vikten av den vätska som lossas av objektet."

Denna princip innebär att vätskor utövar en uppåtriktad kraft - som skjuter uppåt - på alla föremål som är nedsänkta i dem, och att mängden av denna tryckkraft är lika med vikten på den vätska som förskjuts av den nedsänkta kroppen, oavsett vikt.

Förklaringen av denna princip beskriver fenomenet flotation och finns i hans avhandling om flytande kroppar.

Archimedes princip har tillämpats enormt i eftertiden för flytande av massanvändningsobjekt som ubåtar, fartyg, livräddare och varmluftsballonger.

Mekanisk metod

Ett annat av Archimedes viktigaste bidrag till vetenskapen var inkluderingen av en rent mekanisk - det vill säga teknisk - metod i resonemanget och argumentationen av geometriska problem, vilket innebar ett enastående sätt att lösa denna typ av problem för tiden.

I samband med Archimedes betraktades geometri som en uteslutande teoretisk vetenskap, och det vanliga var att den från ren matematik kom ner till andra praktiska vetenskaper där dess principer kunde tillämpas.

Av denna anledning betraktas det idag som föregångaren till mekanik som en vetenskaplig disciplin.

I det skrivande där matematikern exponerar den nya metoden för sin vän Eratosthenes, indikerar han att det gör att vi kan ta upp frågor om matematik genom mekanik, och att det på ett visst sätt är lättare att konstruera beviset för en geometrisk teorem om det redan är du har lite tidigare praktisk kunskap, att om du inte har någon aning om det.

Denna nya forskningsmetod som utförts av Archimedes skulle bli en föregångare till det informella stadiet för upptäckt och hypotesformulering av den moderna vetenskapliga metoden.

Förklaring av spaklagen

Även om spaken är en enkel maskin som användes långt innan Archimedes, var det han som formulerade principen som förklarar hur den fungerar i hans avhandling Om flygbalansen.

I formuleringen av denna lag fastställer Archimedes principer som beskriver en spakars olika beteende när man placerar två kroppar på den, beroende på deras vikt och deras avstånd från stödpunkten.

På detta sätt påpekar han att två kroppar som kan mätas (vederbörligt), placerade på en spak, balanserar när de är på avstånd omvänt proportionell mot deras vikt.

På samma sätt gör omöjliga organ (som inte kan mätas), men denna lag kunde bevisas av Archimedes endast med kroppar av den första typen.

Hans formulering av principen om spaken är ett bra exempel på tillämpningen av den mekaniska metoden, eftersom det enligt vad han förklarar i ett brev till Dositheus, först upptäcktes genom de mekaniska metoderna som han genomförde.

Senare formulerade han dem med metoder för geometri (teoretiskt). Från detta experiment på kroppar uppstod också tyngdpunktens uppfattning.

Utveckling av utmattnings- eller utmattningsmetoden för vetenskaplig demonstration

Utmattningen är en metod som används i geometri som består av ungefärliga geometriska figurer vars område är känt, med inskriptionen och omskriften, över någon annan vars område är avsett att vara känt.

Även om Archimedes inte var skaparen av denna metod, utvecklade han den på mästerligt sätt och lyckades beräkna ett exakt värde på Pi genom den.

Archimedes, med hjälp av utmattningsmetoden, inskriven och omskriven hexagoner till en omkrets med diameter 1, vilket reducerar skillnaden mellan hexagonernas yta och omkretsens yta till en absurditet.

För att göra detta halverade han sexhörningarna och skapade polygoner med upp till 16 sidor, som visas i föregående figur.

På detta sätt kom han att specificera att värdet på pi (förhållandet mellan längden på en omkrets och dess diameter) är mellan värdena 3.14084507 … och 3.14285714 ….

Archimedes använde på mästerligt sätt utmattningsmetoden eftersom den inte bara lyckades närma sig beräkningen av Pi-värdet med en ganska låg felmarginal, och därför önskade- men också, eftersom Pi är ett irrationellt tal, genom Denna metod och de erhållna resultaten lade grunden som skulle spira i det infinitesimala kalkylsystemet och senare i den moderna integrala kalkylen.

Måttet på cirkeln

För att bestämma en cirkelyta använde Archimedes en metod som bestod av att rita en kvadrat som passade exakt inuti en cirkel.

När han visste att torget var summan av dess sidor och att cirkelns område var större, började han arbeta med att få ungefärliga. Han gjorde detta genom att ersätta en 6-sidig polygon med torget och sedan arbeta med mer komplexa polygoner.

Archimedes var den första matematikern i historien som kom nära att göra en seriös beräkning av antalet Pi.

Geometri för sfärer och cylindrar

Bland de nio avhandlingarna som sammanställer Archimedes arbete med matematik och fysik finns det två volymer på sfärer och cylindrar.

Detta arbete handlar om bestämningen att området för vilken radiefärg som helst är fyra gånger så stor som dess största cirkel, och att volymen för en sfär är två tredjedelar av den cylinder i vilken den är inskriven.

uppfinningar

Vägmätare

Även känd som en kilometerräknare var det en uppfinning av denna berömda man.

Denna enhet byggdes utifrån principen om ett hjul som när det roterar aktiverar kugghjul som gör det möjligt att beräkna det körda avståndet.

Enligt samma princip utformade Archimedes olika typer av kilometerteller för militära och civila syften.

Det första planetariet

På grund av vittnesbörd från många klassiska författare som Cicero, Ovid, Claudian, Marciano Capela, Cassiodorus, Sextus Empiricus och Lactantius, tillskriver många forskare idag skapandet av det första rudimentära planetariet till Archimedes.

Det är en mekanism som består av en serie "sfärer" som lyckades imitera planeternas rörelse. Hittills är detaljerna om denna mekanism okända.

Enligt Cicero var planetarierna som byggdes av Archimedes två. I en av dem var jorden och de olika konstellationerna i närheten representerade.

I den andra, med en enda rotation, utförde solen, månen och planeterna sina egna och oberoende rörelser i förhållande till de fasta stjärnorna på samma sätt som de gjorde på en riktig dag. I det senare kunde dessutom påföljande faser och månförmörkelser observeras.

Archimedean skruv

Archimedean-skruven är en anordning som används för att transportera vatten från botten upp genom en sluttning med ett rör eller cylinder.

Enligt den grekiska historikern Diodorus underlättades bevattningen av bördiga mark som ligger längs floden Nilen i antika Egypten tack vare denna uppfinning, eftersom traditionella verktyg krävde en enorm fysisk ansträngning som utmattade arbetarna.

Den använda cylindern har inuti en skruv med samma längd, som upprätthåller sammankopplat ett system med propeller eller fenor som utför en roterande rörelse som manuellt drivs av en roterande spak.

På detta sätt lyckas propellerna skjuta alla ämnen från botten och bilda en slags oändlig krets.

Archimedes klo

Archimedes klo, eller järnhanden som den också är känd, var ett av de mest fruktansvärda krigsvapnen som skapades av denna matematiker och blev den viktigaste för att försvara Sicilien från de romerska invasionerna.

Enligt forskning utförd av Drexel University professorer Chris Rorres (Matematiska institutionen) och Harry Harris (Institutionen för civilingenjör och arkitektur) var det en stor spak som hade en gripande krok fäst vid spaken med hjälp av en kedja som hängde från den.

Genom spaken manipulerades kroken så att den föll på fiendens fartyg, och syftet var att kroka den och höja den i en sådan utsträckning att när den släpptes skulle den kunna välta den helt eller få den att krascha mot klipporna på stranden.

Rorres och Harris presenterade vid symposiet "Extraordinary Machines and Structures of Antiquity" (2001), en miniatyrrepresentation av denna artefakt med titeln "En formidabel krigsmaskin: Konstruktion och drift av Archimedes järnhand"

För att genomföra detta arbete förlitade de sig på de antika historikernas Polybius, Plutarch och Tito Livios argument.

referenser

1. ASSIS, A. (2008). Archimedes, tyngdpunkten och mekanikens första lag. Åtkom den 10 juni 2017 på bourabai.ru.
2. DIJKSTERHUIS, E. (1956). Arkimedes. Hämtad 9 juni 2015 på World Wide Web: books.google.co.ve/books.
3. MOLINA, A. (2008). Metoden för utredning av Archimedes i Syracuse: intuition, mekanik och utmattning. Samrådes den 10 juni 2017 på World Wide Webproduccioncientifica.luz.edu.
4. O'CONNOR, J. & ROBERTSON, R. (1999). Archimedes of Syracuse. Hämtad 9 juni 2017 från history.mcs.st-and.ac.uk.
5. PARRA, E. (2009). Archimedes: hans liv, verk och bidrag till modern matematik. Hämtad 9 juni 2017 på lfunes.uniandes.edu.co.
6. QUINN, L. (2005). Archimedes of Syracuse. Hämtad 9 juni 2017 från math.ucdenver.edu.
7. RORRES, C. & HARRIS, H. (2001). En formidabel krigsmaskin: Konstruktion och drift av Archimedes järnhand. Hämtad 10 juni 2017 från cs.drexel.edu.
8. VITE, L. (2014). Archimedes princip. Åtkom den 10 juni 2017 på repository.uaeh.edu.mx.