Эврика! Радость открытия. Архимед

Наука. Величайшие теории: выпуск 7: Эврика! Радость открытия. Архимед. Закон Архимеда.

Пер. с итал. — М.: Де Агостини, 2015. — 160 с.

ISSN 2409-0069

Наука. Величайшие теории Выпуск № 7, 2015 Еженедельное издание

Введение

Моей сестре Джеки, потому что своими гелиоскопами и «эврикой» она всегда рада поделиться со всеми, ничего не прося взамен.

Международный математический союз учредил медаль Филдса, которая раз в четыре года вручается одному или нескольким (вплоть до шести) математикам, так или иначе отличившимся в своей научной области. Данная награда представляет собой высшую почесть, которой может удостоиться математик, потому что для этой науки Нобелевской премии не предусмотрено. На одной из сторон медали выбита строка римского поэта Марка Манилия, она обрамляет рельефный портрет Архимеда: Transire suum pectus mundoque potiri («Превзойти человеческую природу и покорить Вселенную»).

Математик, физик, инженер и астроном — такие определения обычно встречаются во множестве текстов об Архимеде из Сиракуз, человеке, посвятившем свою жизнь науке и оставившем в ней неизгладимый след на более чем две тысячи лет. Познакомиться с личностью Архимеда можно лишь совершив путешествие по его научным трудам, так как, по счастью, до нас дошли многие из его трактатов, чего нельзя сказать о деталях его биографии. Все, что сохранилось до наших дней, — это огромное количество книг по математике, содержащих в себе исследования по геометрии, арифметике и алгебре; среди них, например, удивительно точное вычисление величины, которая ныне называется числом пи. Ученый был почти полным современником Евклида — великого математика, чей главный труд «Начала» посвящен систематическому построению геометрии. Трактаты Архимеда поражают исключительной строгостью и весомостью, которых не удалось превзойти за последующие века, а также изящностью построений, делающей их приятным и гармоничным чтением. Можно даже сказать, что с академической точки зрения речь идет о фундаментальных текстах. Архимед занимался шарами, квадратами, параболами, параболоидами и огромным количеством других геометрических фигур. Но он не только исследовал то, что было известно в его время, но и вводил в математику новые геометрические фигуры, такие как спираль и разные трехмерные фигуры, носящие его имя. Вклад греческого математика в геометрию всем известен, но для большинства людей остается незамеченным другой неоспоримый факт: Архимед одним из первых начал использовать вычисления бесконечно малых величин, сделав таким образом первый шаг к интегральному исчислению. Очень жаль, но его идеи на данную тему не нашли сколько-нибудь серьезного отклика в научном сообществе из-за своей сложности, и вплоть до Нового времени им не придавали особого значения. Как бы то ни было, наследие Архимеда в этой области могло бы стать частью вводного курса математики университетского уровня.

Несмотря на вышесказанное, нельзя не признать, что фигура Архимеда у большинства людей преимущественно ассоциируется с физикой и инженерным делом. Связано это со знаменитыми законом Архимеда и законом рычага, которые помнят практически все. Принимая ванну, мы каждый раз чувствуем уменьшение нашего веса или замечаем повышение уровня воды. И кто из нас не открывал бутылки, используя как рычаг нож или ножницы? То, что два этих открытия близки к нашей повседневной жизни, сделало их такими популярными, не говоря уже об их простоте. Значительную часть математики и физики Архимеда можно было бы охарактеризовать как «повседневную» в смысле набора исследуемых явлений. В истории науки неоднократно случалось, что ученые занимались в первую очередь вопросами, касающимися непосредственно окружающего их мира, оставив более глубокие проблемы для будущих поколений. Так, исторический анализ показывает, что первые ученые пытались объяснить причины и способы функционирования самых обычных природных явлений, закладывая, таким образом, базу для современной нам науки. И Архимед — одно из первых звеньев этой цепи.