Архимед. Закон Архимеда

Он был человеком с широкими связями как в политических, так и в научных кругах. Дошедшие до нас источники подтверждают, что ученый вел оживленную переписку с Эратосфеном Киренским, который упоминается в книгах по истории науки как человек, первым измеривший радиус Земли (причем измерение он выполнил с необыкновенной точностью). И с ним, и с другими учеными своего времени Архимед часто обменивался письмами. Его сохранившиеся трактаты начинаются с личного письма, представляющего собой вместе с тем предисловие к самой научной работе. Известно и о тесных связях Архимеда с Гиероном II, царем Сиракуз и, кроме того, его родственником. Это Гиерон II подвиг Архимеда к постройке множества механизмов, многие из которых были военными машинами. Как раз благодаря его дружбе с царем известны некоторые детали биографии ученого. Например, мы знаем со слов Архимеда о том, что его отец Фидий был астрономом, и это, вероятно, повлияло на его образование.

Исторический момент, на который пришлась жизнь сиракузского мудреца, был непростым: речь идет об эпохе Пунических войн. Сиракузы занимали стратегическое положение между римлянами и карфагенянами, что стало актуальным, когда между этими двумя могущественными державами вспыхнула война. Эпоха, в которой выпало жить ученому, оказала влияние на круг его научных и технических изысканий. Несомненно, рассказ об обороне Сиракуз не может обойтись без описания вклада в нее Архимеда. Именно из-за этого вклада его часто представляют как великого инженера, настолько успешно построившего защиту города, что благодаря его изобретениям Сиракузы два года выдерживали римскую осаду.

Эту книгу мы начнем с биографии Архимеда (хотя, к сожалению, о его жизни известно не так много), включив ее, как было упомянуто выше, в общий социальный и исторический контекст. Мы рассмотрим некоторые наиболее достоверные источники, рассказывающие о его жизни, чтобы, насколько возможно, познакомиться поближе с великим математиком. В первой главе будет представлен список его сочинений, и мы остановимся на наиболее важных из них. Они достаточно просты в чтении для каждого, кто знаком с математическими и, особенно, геометрическими текстами.

Во второй главе нас ждут темы, связанные с физикой. Прежде всего, мы займемся знаменитым законом Архимеда и обратимся к рассказу о короне царя Гиерона II, а также популярнейшему возгласу «Эврика!», который издал Архимед после принятия, вероятно, самой известной в истории науки ванны. Затем мы не сможем обойти вниманием закон рычага. Мы разберем математический аппарат, который разработал в данной области Архимед. И наконец, в той же второй главе мы расскажем о его труде в области измерения Вселенной, где излагается, помимо прочего, интересный способ выражения больших чисел.

Третья глава посвящена основным математическим достижениям сиракузского мудреца, в ней мы рассмотрим главным образом ряд математических рассуждений, простых для понимания и призванных пояснить выкладки самого Архимеда современным языком. В той же главе нас ждет удивительное путешествие к истокам дифференциального исчисления. Оно начнется с анализа методов, использованных Архимедом. Мы рассмотрим различные фигуры, связанные с геометрией (окружности, параболы, спирали и тому подобное), а также покажем метод, с помощью которого Архимед приблизился к идее пределов, что интересно с математической точки зрения; разберем «Задачу о быках», написанную в поэтической форме и посвященную разным способам подсчета поголовья скота. Еще мы исследуем свойства особых геометрических фигур — «сапожного ножа» и «солонки».

В четвертой и последней главе мы обсудим некоторые изобретения, приписываемые герою нашей книги. Чтобы сделать чтение более увлекательным, они будут рассматриваться не столько в техническом аспекте, сколько с точки зрения их пользы, а также проблемы авторства нашего персонажа. Мы поговорим о винте Архимеда, о гигантском корабле, носившем имя «Сиракузия», о зажигательных зеркалах, о катапультах...

Кроме того, в данной работе представлена дополнительная информация как об историческом контексте, так и о других авторах или научных результатах, которая может быть интересна читателю. Знать научную биографию Архимеда будет полезно каждому по многим причинам. С одной стороны, темы его исследований нередко проявляются в нашей повседневной жизни: например, когда мы летом купаемся в море, когда открываем дверь или чертим окружность. С другой стороны, в трудах Архимеда преподаватели и учителя могут найти немаловажные сведения для обучения в любой из областей математики и физики. Учащиеся, со своей стороны, закрепят знания, и даже сложившиеся ученые, возможно, найдут для себя что- то новое, учитывая сжатость университетских и аспирантских курсов.