Сергей ЖИТОМИРСКИЙ - Ученый из Сиракуз. Архимед

• Название: Ученый из Сиракуз. Архимед
• Автор: Сергей ЖИТОМИРСКИЙ
• Жанр: Биографии и Мемуары

В книге в интересной форме рассказывается о великом математике, физике, астрономе и инженере древности. Изложение ведётся на фоне исторических условий, в которых протекали жизнь и деятельность Архимеда.

Сохранившиеся труды Архимеда, в основном математические, составляют целый том. Достижения ученого в области математики огромны. Он решил задачи об определении объема цилиндра и шара, объемов частей параболоидов вращения, был основоположником изучения спиралей, решил проблему квадратуры круга, вычислив довольно узкие границы, между которыми заключено число я. Архимед ввел в математику физическую задачу об определении положения центра тяжести плоских и пространственных фигур и для многих случаев решил ее. Он применил в геометрии метод «мысленного взвешивания», значительно развил предложенный греческим ученым Евдоксом «метод исчерпывания», позволивший исследовать свойства кривых второго порядка.

Однако научное творчество Архимеда не ограничено математикой. Он основоположник статики, гидростатики и математической физики вообще, выдающийся астроном и замечательный инженер. Именно этим сторонам деятельности великого ученого древности и посвящена настоящая книга.

Из трудов Архимеда в указанных областях сохранилось очень мало. В III в. н.э. греческий математик Папп Александрийский писал: «Архимед составил только одно механическое сочинение, а именно об устройстве небесного глобуса, не найдя из других предметов ничего, достойного сочинения». Видимо, Архимед не описывал и своих физических опытов, которые несомненно производил. Мало сведений осталось и о его астрономических работах.

Тем не менее многие результаты, полученные Архимедом в области механики и астрономии, восстановлены благодаря трудам исследователей его творчества.

Образ ученого, видевшего в математике не одну лишь игру возвышенного ума, а средство познания физических законов и орудие для решения сложных инженерных задач, близок нашему времени

---

Критяне в один голос отвечали:

– Мужайтесь! Ваша судьба – это наша судьба.

Знаменосцы, а за ними и весь передовой отряд остановились. Начальники пришпорили коней и поскакали вперед. Они обрушились на критян с упреками… и приказали арестовать братьев… Критяне встретили приказ насмешками и угрозами, их поддержало все войско…»

Войско, посланное против вождей карфагенской партии, перешло на их сторону. Разгром Леонтин не запугал сиракузян, как надеялся Марцелл, а ожесточил их. Власть римской партии была свергнута, а вернувшиеся с войском в город Гиппократ и Эпикид были объявлены правителями Сиракуз. Ливий пишет, что «…римляне, не теряя времени, выступили из Леонтин к Сиракузам и разбили лагерь у храма Зевса Олимпийского…». Стараясь придать своему нападению вид законной акции, они действовали как бы от имени бежавших свергнутых правителей города. С другой стороны, Гиппократ и Эпикид были, так же, как и беглецы, законно избранными членами Совета, а по праву происхождения могли считаться гражданами Сиракуз. Они пользовались доверием и поддержкой большинства. Все понимали, что Сиракузы для Марцелла прежде всего опора Карфагена в Сицилии и, кроме этого, лакомый кусок. Недаром Ливий написал, что «…в этом городе римляне взяли столько добычи, сколько не нашли бы и в самом Карфагене, будь он тогда завоеван».

Алчный, сильный и жестокий враг подступил к городу, только что пережившему смуту и в силу этого лишенному большей части старого офицерского состава. До штурма оставалось пять дней. Город был хорошо укреплен, имел невиданную оборонительную технику, в нем были войска и множество готовых сражаться добровольцев. Но все это ничего не стоило само по себе, силы нужно было собрать, организовать, расставить. И тогда, по-видимому, все взоры обратились к Архимеду.

Новые правители – Гиппократ и Эпикид – были опытными военачальниками, но не могли в совершенстве знать систему обороны города, длина стен которого превышала 18 км. И если формально обороной руководили они, то фактически вождем ее стал Архимед, а они являлись лишь исполнителями его советов.

Возможно, пять дней до штурма, а потом день приступа и бессонная ночь (отражение второй атаки) оказались самым напряженным временем в жизни ученого. Это было великим испытанием, которое Архимед выдержал с честью.

После отражения атаки римлян Сиракузы почувствовали себя в безопасности. Гиппократ с крупным отрядом вышел из города на соединение с карфагенским полководцем Гимильконом.

По дороге он столкнулся с Марцеллом, потерпел поражение, но большая часть его отряда влилась в войско карфагенян. Римляне оставались под Сиракузами, но им не удалось блокировать город – продовольствие беспрепятственно поступало морем из Карфагена.

Не решаясь больше идти на приступ, римляне начали действовать хитростью. Выбрав ночь после праздника, когда потерявшие бдительность защитники Заснули, отборный отряд римлян бесшумно поднялся на стену, перебил стражу и открыл ворота Гексапилы, Тиха и Эвриал были захвачены. Римляне разграбили два крупнейших квартала города и перенесли лагерь внутрь Сиракуз. В руках у защитников остались лишь Ахрадина и Остров. Гиппократ и Гимилькон поспешили на помощь, но начавшаяся эпидемия чумы погубила войско и обоих вождей. Защитники города упали духом, а среди наемников нашлись предатели, открывшие римлянам ворота.

«Немало примеров гнусной злобы и гнусной алчности можно было бы припомнить, – пишет Ливий о разграблении города, – но самый знаменитый между, ними – убийство Архимеда. Среди дикого смятения, под крики и топот озверевших солдат, Архимед спокойно размышлял, рассматривая начерченные на песке фигуры, и какой-то грабитель заколол его мечом, даже не подозревая, кто это».

Заключение Если окинуть взглядом разнообразную и плодотворную работу Архимеда, может показаться, что в своей деятельности ученый «разбрасывался», увлекаясь различными, не связанными между собой проблемами. Но несмотря на разнообразие задач, за которые брался Архимед, можно заметить между ними определенную связь. Например, занимаясь проблемами равновесия, Архимед выполнил целую серию работ, связанных с применением открытых им закономерностей.

Придя к понятию центра тяжести при разработке методов строительных расчетов, он построил геометрическую теорию нахождения центров тяжести фигур и дал строгую формулировку законов равновесия. Разработанную теорию он применил на практике, создав многоступенчатые механические передачи и «железные лапы». Но эту же теорию он применил и в геометрии, решив с помощью «мысленного взвешивания» задачу об определении площади сложных фигур.

Геометрическое сочинение Архимеда «О спиралях» (в котором, кстати, впервые вводится кинематическое описание кривой) связано с созданием водоподъемной «улитки» (гидравлика) и червячной передачи (механика).

Таким образом, главным в творчестве Архимеда было стремление максимально раздвинуть рамки задачи вширь, одновременно доведя ее решение до геометрической строгости.

В астрономии Архимед предстает перед нами и как наблюдатель (определение видимого поперечника Солнца), и как теоретик (приведение результатов измерений к центру Земли), и как вычислитель (расчет межпланетных расстояний), и как механик (создание небесного глобуса). Теоретические занятия законами отражения света, возможно, привели к изобретению и постройке гелиоконцентратора, причем сама идея расчленения вогнутого зеркала на множество плоских элементов связана с заменой кривой вписанными и описанными многоугольниками, часто применявшейся Архимедом в геометрических доказательствах.

Такое сочетание математического таланта с практическим мышлением и организаторскими способностями встречается не так уж часто. Архимед является в истории науки яркой фигурой исследователя, слившего воедино теорию и практику, и он несомненно служил образцом и примером для многих поколений ученых.

Интересной особенностью характера Архимеда было его пристрастие к большим масштабам.

Архимед не был замкнутым ученым. Он стремился сделать свои достижения общеизвестными. Его любовь к эффектным демонстрациям хорошо проявлялась в эпизоде с передвижением вытащенного на берег корабля «силой одного человека». Видимо, и шедевр античной механики – небесный глобус – не имел другого назначения, кроме демонстрационного. Среди научных работ Архимеда есть и популяризаторская – «Псаммит». Об этом говорит и сама постановка задачи, и то, что система записи крупных чисел к этому времени уже была описана Архимедом в другой не дошедшей до нас книге.

Таким предстает перед нами Архимед – теоретик, исследователь, инженер, популяризатор науки.

Приложение. Исторические личности, упоминаемые в книге Агафокл (361…289 до н.э.) – сиракузский военачальник, ставший в 317 г. правителем города.

Андронадор – сиракузский политик, опекун юного царя Сиракуз Гиеронима в 215…214 г. до н.э.; после его убийства – член правительства Сиракуз; убит в 214 г. во время проримского переворота.

Анфимий из Тралл - византийский ученый VI в.; занимался математикой и оптикой, был скульптором и архитектором; строитель Софийского собора в Константинополе.

Аппий Клавдий - римский полководец, правитель римских владений на Сицилии в начале 2-й Пунической войны. Участник осады Сиракуз 214…212 гг. до н.э.

Аполлоний Пергский - крупный ученый, математик, живший в Пергаме, младший современник Архимеда.

Апулей Люций - римский писатель II в., автор сатирического романа "Золотой осел". В одном из сочинений приводит содержание не дошедшей до нас "катоптрики" (оптики) Архимеда.

Аристарх Самосский (ок. 320…250 до н.э.) – греческий астроном, создатель гелиоцентрической системы мира; решил задачу об определении расстояний до Луны и Солнца.

Аристотель (384…322 до н.э.) – великий греческий философ и ученый, живший преимущественно в Афинах и основавший там школу (Ликей).

Архит Тарентский (428…365 до н.э.) – математик школы Пифагора, конструктор приборов для решения геометрических задач.

Бенедетти Джовани Батиста (1530…1590) – итальянский ученый; внес вклад в статику, основываясь на трудах Архимеда.

Ал-Бируни (973 – ок. 1050) – великий среднеазиатский ученый-энциклопедист, астроном, географ, математик; определил плотность многих веществ.

Бюффон Жорж Луи Леклер (1707…1788) – французский инженер и натуралист; в 1747 г. построил составное зеркало, зажигавшее дерево на большом расстоянии, для доказательства правдивости легенды о сжигающих зеркалах Архимеда.

Витрувий Марк Поллион - римский архитектор I в. до н.э.; в сочинении "Об архитектуре" несколько раз упоминает Архимеда, излагает легенду об определении Архимедом чистоты золота царской короны.