Arhimed je bil eden od pionirjev na področju matematike, mehanike, astronomije, fizike. Pravijo mu ustanovitelju matematične fizike, ki je odkril številne osnovne fizikalno-matematične zakone in še vedno uporabljajo arhimedove metode za iskanje površin, površin in volumnov različnih figur in teles.
Znanstvenik je predstavil koncept težišča, odkril zakonitosti vzvoda in razvil osnove hidrostatike. Poleg tega je bil največji inženir, oblikovalec strojev in izumitelj mehaničnih naprav svojega časa. Ves njegov razvoj je še vedno v uporabi. In samo obstoj "zažigalnih ogledal", ki so uničila rimsko floto, še vedno poraja dvome.
Arhimed je našel praktično uporabo za skoraj vse svoje teoretične študije. Stroji, izdelani na podlagi delovanja vzvoda (ali v grščini "mehane"), so človeku pomagali, da je "prelisičil" naravo. Zanimivo je tudi, da so številna odkritja genialnega Sirakuze dobila sodobno formulacijo in dokaz šele v 19. stoletju.
Kdo ne pozna legende o odkritju zakona, ki pravi, da na telo, potopljeno v tekočino, deluje sila, ki je enaka teži tekočine, ki jo izpodriva? Pravi, da se je na Arhimeda v kopeli spustila epifanija, ko je nenadoma opazil, da je raven vode v njej, ko je dvignil nogo iz kopalnice, postala nižja. Znanstvenik, ki ga je ideja zasenčila, je nag skočil iz kopališča in zavpil "Eureka!" hitel po prenatrpani ulici. Tako ali drugače, vendar je to odkritje postalo prvi zakon hidrostatike. Podoben zakon - določitev specifične teže kovin - je Arhimed izbral pri reševanju problema, ki mu ga je postavil vladar Hieron: določite, koliko zlata je v njegovi kroni in ali je v njej tuja nečistoča.
Briljantni znanstvenik ni bil vase zaprta oseba. Trudil se je, da bi bili njegovi dosežki javno znani in koristni za družbo. In zahvaljujoč njegovi ljubezni do spektakularnih demonstracij so ljudje menili, da je njegovo delo nujno, vladarji so mu zagotavljali sredstva za eksperimente, sam pa je imel vedno zainteresirane in inteligentne pomočnike. Tistim svojim sodržavljanom, ki so bili sumljivi na njegove izume, je Arhimed dal odločne dokaze, ki nasprotujejo. Tako je nekega dne, ko je pametno prilagodil ročico, vijak in vitlo, na presenečenje opazovalcev "z močjo enega človeka" sprožil težko kuhinjo, nasedlo z vso posadko in tovorom.
Ciceron, veliki govornik antike, je o Arhimedu dejal: "Ta Sicilijanec je imel genija, ki ga, kot kaže, človeška narava ne more doseči." Veliki znanstvenik, navdušen nad mehaniko, je ustvaril in preizkusil teorijo petih mehanizmov, znanih v njegovem času in imenovanih "preprosti". To so vzvod, klin, blok, neskončni vijak (zdaj se uporablja v brusilniku) in vitlo. Na podlagi neskončnega vijaka je Arhimed izumil stroj za namakanje polj, tako imenovani "polž", stroj za črpanje vode iz zadrževalnikov in rudnikov in končno prišel do izuma sornika, ki ga je izdelal iz vijaka in matice.
Številni starodavni zgodovinarji, znanstveniki in pisatelji pripovedujejo o še enem neverjetnem "odkritju" Arhimeda, zaradi katerega je z veseljem vzkliknil: "Dajte mi mesto, kjer bi lahko stal in dvignil bom Zemljo!" Plutarh ima podobno besedilo: "Daj mi točko, da bom premaknil Zemljo." To "odkritje" ni poimenovano v nobeni od zgodb, vendar ga trenutno ne vidimo kot navaden vzvod, temveč kot mehanizem blizu vitla, sestavljen iz bobna za navijanje vrvi, več zobnikov in polžnega orodja. Sam princip gradnje večstopenjskega prenosa je bil tu nov.
Arhimed je bil obseden z znanostjo in iznajdbami. Naprave in stroji, ki jih je zasnoval, so njegovi sodobniki dojemali kot čudeže tehnologije. Vtis je bil, da ni spal ali jedel, ampak je ves čas posvečal le ustvarjalnemu iskanju. Tudi Plutarh, ki je poveličeval njegovo modrost in duh, je pripomnil, da »je živel, kot da bi ga očarala nekakšna domača sirena, njegov stalni spremljevalec, zaradi česar je pozabil na hrano, pijačo in kakršne koli skrbi glede svojega telesa. Včasih je, ko so ga pripeljali v kopališče, s prstom risal geometrijske figure na pepel ognjišča ali risal črte na naoljenem telesu. Tak je bil Arhimed, ki je po zaslugi svojega globokega poznavanja mehanike lahko, kolikor je bilo od njega odvisno, rešil sebe in svoje mesto pred porazom."
Promocijski video:
Z zaščito sorodnikov Sirakuz med 2. punsko vojno se je povečala slava nadvojnega inženirja, ki je bil že tako močan in je pustil pečat v zavesti celotnega helenističnega sveta, ki je prestopil meje držav in stoletij. Takrat je bilo Arhimedu že čez sedemdeset, toda mesto mu je zaupalo obrambo. To je bil največji triumf, kar so ga znanstveniki kdaj koli videli. Tu se njegov talent ni izkazal le kot izumitelj, temveč tudi kot izjemen graditelj.
V "Svetovni zgodovini", napisani približno petdeset let po obleganju, je Polibij dejal, da napadalci "niso upoštevali Arhimedove umetnosti, niso upoštevali, da je včasih ena nadarjena oseba sposobna narediti več kot veliko rok … Arhimed je v mestu pripravil takšna sredstva … obrambe, da se zagovornikom ni bilo treba obremenjevati z nepredvidenim delom v primeru nepričakovanih metod napada; vnaprej so imeli vse pripravljeno, da sovražnika odbijejo … «Prvič je v trdnjavskih stenah ustvaril embrazije in luknje, namenjene tako imenovani» spodnji in srednji bitki «. K temu dodajte desetine vojaških vozil, ki jih je sam izumil - vse vrste katapultov, strojev za metanje puščic in sulic, ki so meščanom skoraj tri leta omogočali odbijanje napadov nadrejenega sovražnika.
Prav tako se je bilo nemogoče približati mestu z morja.
Kot je zapisal Plutarh: »… nenadoma so z višine sten hlodi zaradi svoje teže in dane hitrosti padli na ladje in jih utopili. Da so železni kremplji in kljuni zajeli ladje, jih dvignili v zrak z nosom navzgor, krmo navzdol in nato potopili v vodo. Nato so ladje spravili v rotacijo in se, vrteči se, padale na pasti in pečine ob vznožju obzidja. Večina ljudi na krovu je umrla pod udarcem. Vsako minuto so zagledali ladjo, dvignjeno v zrak nad morjem. Strašen pogled!.."
V opisih vojaških vozil se nenehno pojavljajo železne "tace"; "Kljuni" in "kremplji", v katerih znanstveniki vidijo predhodnike samozateznih klešč, sodobne manipulatorje in žerjave. Poleg tega so bili stroji mobilni, imeli so puščico, ki se je vrtela okoli navpične osi, vsakega pa je vodil en sam voznik. Tako pred Arhimedom niti po njem ni nihče uporabljal tako unikatnih vojaških vozil.
A največja skrivnost vseh Arhimedovih izumov ostajajo "zažigalna ogledala". Veliki Sirakuze so se med drugim ukvarjali z optiko in astronomijo. Obstajajo dokazi, da je Arhimed napisal veliko delo o optiki, ki še ni prišlo do nas, imenovano "Catoptrika", ki so ga pogosto citirali starodavni avtorji. Vendar pa je iz samega dela in tudi takrat v kasnejšem ponovnem izražanju preživel le en izrek, v katerem je dokazano, da je pri padcu svetlobe od zrcala vpadni kot Lune enak odbojnemu kotu. Toda tudi na podlagi teh citatov lahko sklepamo, da se je Arhimed dobro zavedal zažigalnega učinka različnih ogledal.
Teoretično bi torej lahko starogrški znanstvenik v boju proti rimski floti uporabljal konkavna ogledala, ki bi ožigali ladje z usmerjenimi sončnimi žarki. Toda hkrati v treh ohranjenih opisih napada - Polibij (2. stoletje pr. N. Št.), Tit Livij (1. stoletje pr. N. Št.) In Plutarh (1. stoletje pr. N. Št.) - ni omenjenih samo o gorenju ladij z ogledali, ampak na splošno o uporabi ognja. In nekateri teoretiki najdejo razlago za to. Izkazalo se je, da bi lahko Polibij o tem dejstvu molčal, saj je bil zelo nezaupljiv človek, njegova avtoriteta in priljubljenost pa sta bila tako pomembna, da poznejši zgodovinarji niso upali potrditi ali zanikati obstoja ogledal. Tako tega ni mogoče šteti za dovolj močan razlog, da bi popolnoma zanikali resnično osnovo legende.
Toda če Arhimedova ogledala v naravi niso obstajala, zakaj v literaturi 2. stoletja n. e. sledi te čudovite legende so ponovno odkrite? Omenjata jih grški satirik Lucian in rimski medicinski znanstvenik Galen. Štiri stoletja kasneje vprašanje zažigalnih ogledal analizira bizantinski znanstvenik Anthimius of Thrall v svojem eseju O čudežnih mehanizmih, kjer poskuša rekonstruirati ogledala na osnovi polmera delovanja, enakega obsegu puščice. In prišel je do zaključka, da je rešitev v uporabi sistema ravnih ogledal:
»S pomočjo številnih ravnih ogledal je mogoče v eno točko odbiti toliko sončne svetlobe, da bo njeno skupno delovanje povzročilo požar. To izkušnjo lahko storite s pomočjo velikega števila ljudi, od katerih bo vsak držal ogledalo v želenem položaju. Da bi se izognili zmedi in zmedi, je primerneje uporabiti okvir, v katerem je treba pritrditi 24 ločenih ogledal s ploščami ali, še bolje, s tečaji. Če ta mehanizem nadomestimo s sončnimi žarki, je treba pravilno nastaviti osrednje ogledalo, nato pa ostale, jih hitro in spretno nagniti … tako, da se sončni žarki, ki jih odbijajo ta različna ogledala, usmerijo v isto točko ….
Za zaključek Anfimy v potrditev pravilnosti svoje rekonstrukcije dodaja: "Treba je opozoriti, da vsi drugi avtorji, ki so govorili o zrcalih božanskega Arhimeda, niso omenjali niti enega ogledala, ampak veliko." Pravzaprav govorimo o napravi v sodobni sončni energiji, imenovani sončni koncentrator.
Bizantinski Evstahij iz Soluna odmeva Antimijo. V svojih komentarjih k Iliadi piše: "Arhimed je po pravilih katoptrije požgal rimsko floto na razdalji puščice."
Podrobnejši opis vsebuje Zgodovina, ki jo je sestavil bizantinski kronist Ceci, ki se kot vir sklicuje na Diodorja iz Sicula. Tseci poudarja, da je Arhimed deloval kot »šesterokotno ogledalo, sestavljeno iz majhnih pravokotnih ogledal, ki jih je bilo mogoče premikati s tečaji in kovinskimi letvami. To ogledalo je namestil tako, da se je na sredini sekalo s sončnimi črtami, zato so sončni žarki, ki jih je to zrcalo prejemalo, odsevali, ustvarjali toploto, ki je rimske ladje pretvorila v pepel, čeprav so bile na razdalji leta puščice."
In še en bizantinski zgodovinar iz 12. stoletja Zonara je v Analih zapisal: »Ta geometer je, ko je zbral sončne žarke na ogledalu, s pomočjo teh žarkov, zbranih in nato odsevanih z debelino in gladkostjo ogledala, vžgal zrak in zanetil velik plamen, ki ga je nato poslal ladje v njenem obsegu. Vse ladje so se pretvorile v pepel. " Nihče drug od starih ni pričal v prid obstoju Arhimedovega "sončnega laserja".
Starodavni viri že dolgo veljajo za resnične, vendar so v 17. stoletju zaradi razvoja optike Johannes Kepler in Rene Descartes, ki sta delovala na tem področju, izrazila teoretično upravičen dvom o možnosti ustvarjanja takšnih fantastičnih ogledal. Slavni francoski filozof in matematik Rene Descartes je v svoji "Dioptriji" prepričljivo pokazal, da je sončne žarke nemogoče pripeljati do točke, pa tudi ustvariti vzporeden žarek gorečih žarkov, zgodbe o njih pa so postale legenda za znanost.
A kot se je izkazalo, ne za dolgo. Leta 1674, štirideset let po prepričljivih Descartesovih dokazih, nemški matematik in filolog A. Kircher v svoji knjigi "Velika umetnost svetlobe in sence" trdi tudi, da so ga številni poskusi prepričali, da lahko s kombinacijo odseva sonca s petih ravnih ogledal dobimo pomembno ogrevanje, čeprav ^ ne zadostuje za vžig lesa. Potem pa se je leta 1747 zgodil francoski naravoslovec in izumitelj Georges Louis Buffon.
V svojem šestem spominu Izum ogledal za vžiganje predmetov na velike razdalje je poročal o vseh svojih poskusih. Resda mu ni uspelo "zgraditi" izračunanega ogledala s premerom 71 m (!), Vendar se ni umaknil in nadaljeval z eksperimentiranjem. Če odmislimo dvome, je Buffon zgradil sestavljeno ogledalo s 13-krat manjšo površino od izračunanega, ki je na razdalji 50 m zažgalo drevo. Takole opisuje enega od poskusov: »10. aprila popoldne se je ob dovolj močnem soncu vžgala smrekova katranska deska na razdalji 150 čevljev. uporaba 128 ogledal; vžig se je zgodil povsem nenadoma in na celotnem območju osvetljenega mesta. 11. aprila, ko je bil žarišče oddaljeno 20 metrov od ogledala, je bilo potrebnih le 12 ogledal, da so vžgali majhne gorljive predmete.
Z 21 ogledali so prižgali bukovo desko, 15 ogledal je stopilo veliko pločevinsko posodo, težko približno 6 kilogramov, in 117 ogledal je stopilo tanke pločevine srebra. Naravoslovec je še opozoril, da »kovine, zlasti srebro, kadijo pred taljenjem. Dim je bil tako močan, da se je nad tlemi oblikovala dimna zavesa. Po Buffonovih uspešnih poskusih, ki jih je javno vodil v Kraljevem vrtu na vodoravni ploščadi, se je oživilo mnenje o resničnosti zažigalnih ogledal in vsi so se spet strinjali, da bi lahko v dobi Arhimeda obstajali in predstavljali strašno bojno orožje. Zato je iznajdljivi moški iz Sirakuze uspel ustvariti močan sončni koncentrator.
MV Lomonosov je delal tudi na tej težavi. Tema njegove disertacije, ki je bila sestavljena leta 1741, je bila naslovljena "Diskurz o katoptrično-dioptričnem zažigalnem instrumentu". "Instrument" je bil sestavljen iz vrste ogledal, ki so usmerjale sončne žarke na leče in jih pripeljale do ene točke. Toda, kot bi moralo biti v takih primerih, je bil še en "ampak". V času Arhimeda ni bilo ogledal takšne kakovosti, s katerimi so izvajali demonstracijske poskuse.
Starinska ogledala, najdena med izkopavanji, so tako nepopolna, da je težko verjeti v njihovo sposobnost, da oddajo kakršen koli natančen odsev. Bi pa bilo škoda, če bi tako lepo legendo ovrgli. Zato so italijanski znanstveniki poskušali dokazati, da so Arhimedova "bojna ogledala" obstajala, vendar niso bila namenjena požaru, temveč usmerjanju v tarčo.
Torej, briljantni Arhimed ni izumil "sončnega laserja", ampak prvo "orožje z žarki". In zdaj se morajo znanstveniki odločiti, ali bodo dokazali ali ovrgli že dve skrivnosti genialne Sirakuze.
»Zanimiv časopis. Skrivnosti zgodovine №7 2014