ARCHIMEDES: TALAMBUHAY, KONTRIBUSYON AT IMBENSYON - SCIENCE - 2025

Ang Archimedes ng Syracuse (287 BC - 212 BC) ay isang Greek matematika, pisiko, manggagawa, inhinyero at astronomo mula sa sinaunang lungsod ng Syracuse, sa isla ng Sicily. Ang kanyang pinaka-natitirang mga kontribusyon ay ang prinsipyo ng Archimedean, ang pagbuo ng paraan ng pagkaubos, mekanikal na pamamaraan o ang paglikha ng unang planeta.

Kasalukuyan na siyang itinuturing na isa sa tatlong pinakamahalagang mga figure sa sinaunang matematika kasama sina Euclid at Apollonius, dahil ang kanilang mga kontribusyon ay nangangahulugang mahalagang pagsulong sa agham para sa oras sa mga lugar ng calculus, physics, geometry at astronomy. Kaugnay nito, ginagawang siya ang isa sa mga kilalang siyentipiko sa kasaysayan ng tao.

Sa kabila ng katotohanan na ang ilang mga detalye ng kanyang personal na buhay ay kilala-at yaong mga kilala ay may pag-aalinlangan na maaasahan-, ang kanyang mga kontribusyon ay kilala salamat sa isang serye ng mga liham na isinulat tungkol sa kanyang trabaho at mga nakamit na napanatili hanggang ngayon, na kabilang sa mga ito. sa sulat na pinanatili niya ng maraming taon kasama ang mga kaibigan at iba pang mga matematika ng oras.

Si Archimedes ay sikat sa kanyang panahon para sa kanyang mga imbensyon, na nakakuha ng maraming pansin mula sa kanyang mga kontemporaryo, sa bahagi dahil ginamit sila bilang mga aparato sa digmaan upang matagumpay na maiwasan ang maraming mga pagsalakay sa Roma.

Gayunpaman, sinasabing inangkin niya na ang tanging bagay na talagang mahalaga ay matematika, at ang kanyang mga imbensyon ay produkto lamang ng libangan ng inilapat na geometry. Sa salinlahi, ang kanyang mga gawa sa purong matematika ay higit na pinahahalagahan kaysa sa kanyang mga imbensyon.

Talambuhay

Ang Archimedes ng Syracuse ay ipinanganak noong humigit-kumulang 287 BC. Hindi gaanong impormasyon ang nalalaman tungkol sa kanyang mga unang taon, bagaman masasabi na ipinanganak siya sa Syracuse, isang lungsod na itinuturing na pangunahing pantalan ng isla ng Sicily, ngayon sa Italya.

Sa oras na iyon, ang Syracuse ay isa sa mga lunsod na bumubuo sa tinatawag na Magna Graecia, na siyang puwang na pinaninirahan ng mga maninirahan ng Greek na nagmula sa katimugang lugar ng peninsula ng Italya at sa Sicily.

Walang tiyak na data ang nalalaman tungkol sa ina ni Archimedes. Kaugnay sa ama, kilala na ito ay tinawag na Phidias at na siya ay nakatuon sa astronomiya. Ang impormasyong ito tungkol sa kanyang ama ay kilala salamat sa isang piraso ng librong The Sand Counter, na isinulat ni Archimedes, kung saan binanggit niya ang pangalan ng kanyang ama.

Si Heraclides, na isang pilosopong Greek at astronomo, ay naging matalik na kaibigan kay Archimedes at sumulat pa ng isang talambuhay tungkol sa kanya. Gayunpaman, ang dokumentong ito ay hindi napreserba, kaya lahat ng impormasyon na nilalaman nito ay hindi alam.

Sa kabilang banda, ipinahayag ng mananalaysay, pilosopo at biographer na si Plutarco sa kanyang aklat na pinamagatang Parallel Lives na si Archimedes ay may kaugnayan sa dugo kay Hiero II, isang paniniil na nag-utos sa Syracuse mula pa noong 265 BC.

Pagsasanay

Bilang isang resulta ng maliit na impormasyon na tungkol sa Archimedes, hindi ito alam kung sigurado kung saan nakuha niya ang kanyang unang pagsasanay.

Gayunpaman, napagpasyahan ng iba't ibang mga historiographers na may mataas na posibilidad na nag-aral si Archimedes sa Alexandria, na siyang pinakamahalagang sentro ng kulturang Greek at pagtuturo sa rehiyon.

Ang palagay na ito ay suportado ng impormasyong ibinigay ng Greek historian na si Diodorus Siculus, na nagpahiwatig na marahil ay nag-aral si Archimedes sa Alexandria.

Bilang karagdagan, sa marami sa kanyang mga akda, si Archimedes mismo ay binanggit ang iba pang mga siyentipiko sa oras na ang trabaho ay puro sa Alexandria, kaya maaari itong ipagpalagay na talagang nabuo ito sa lungsod.

Ang ilan sa mga personalidad na pinaniniwalaang nakikipag-ugnayan kay Archimedes sa Alexandria ay ang heograpiyang, matematika, at astronomo na si Eratosthenes ng Cyrene, at ang matematiko at astronomo na si Conon de Sanos.

Pagganyak sa pamilya

Sa kabilang banda, ang katotohanan na ang ama ni Archimedes ay isang astronomo ay maaaring magkaroon ng isang kapansin-pansin na impluwensya sa mga pagkahilig na siya ay pagkatapos ay nagpakita, dahil sa paglaon at mula sa isang batang edad, isang espesyal na pang-akit patungo sa larangan ng agham.

Matapos ang kanyang oras sa Alexandria, tinantiya na bumalik si Archimedes sa Syracuse.

Gawaing pang-agham

Pagkatapos bumalik sa Syracuse, sinimulan ng Archimedes na lumikha ng iba't ibang mga artifact na sa lalong madaling panahon ay naging isang tanyag siya sa mga naninirahan sa lungsod na ito. Sa panahong ito ay ibinigay niya ang kanyang sarili nang lubusan sa gawaing pang-agham, gumawa ng iba't ibang mga imbensyon at ibawas ang iba't ibang mga pang-matematika na pangunahin nang maaga sa kanyang oras.

Halimbawa, sa pamamagitan ng pag-aaral ng mga katangian ng solidong hubog at mga figure ng eroplano, dumating siya upang itaas ang mga konsepto na nauugnay sa integral at calculus ng kaugalian, na kung saan ay nabuo mamaya.

Gayundin, si Archimedes ang isa na nagtukoy na ang lakas ng tunog na nauugnay sa isang globo ay tumutugma sa dalawang beses sa laki ng silindro na naglalaman nito, at siya ang nag-imbento ng compound ng pulley, batay sa kanyang mga natuklasan tungkol sa batas ng pingga.

Salungat sa Syracuse

Sa loob ng taong 213 BC Ang mga sundalong Romano ay pumasok sa lungsod ng Syracuse at kinubkob ang mga naninirahan upang mapagsuko sila.

Ang pagkilos na ito ay pinamunuan ng military military at politiko na si Marco Claudio Marcelo sa balangkas ng Ikalawang Digmaang Punic. Nang maglaon, ito ay kilala bilang ang Sword of Rome, dahil natapos nito ang pagsakop sa Syracuse.

Sa gitna ng kaguluhan, na tumagal ng dalawang taon, ang mga naninirahan sa Syracuse ay nakipaglaban sa mga Romano na may lakas ng loob at kabangisan, at si Archimedes ay may mahalagang papel, dahil inilaan niya ang kanyang sarili sa paglikha ng mga tool at instrumento na makakatulong upang talunin ang mga Romano.

Sa wakas, kinuha ni Marco Claudio Marcelo ang lungsod ng Syracuse. Bago ang mahusay na talino ng Archimedes, iniutos ni Marcelo sa isang mahigpit na paraan na hindi nila ito sinasaktan o papatayin. Gayunpaman, pinatay si Archimedes sa kamay ng isang Romanong sundalo.

Kamatayan

Namatay si Archimedes noong 212 BC. Mahigit sa 130 taon pagkatapos ng kanyang kamatayan, noong 137 BC, ang manunulat, pulitiko at pilosopo na si Marco Tulio Cicero ay sumakop sa isang posisyon sa pamamahala ng Roma at nais na mahanap ang libingan ng Archimedes.

Ang gawaing ito ay hindi madali, sapagkat si Cicero ay hindi makahanap ng sinumang magpahiwatig ng tumpak na lokasyon. Gayunpaman, nakuha niya ito sa kalaunan, napakalapit sa pintuang Agrigento at sa kalagayan ng kahihinatnan.

Nilinis ni Cicero ang libingan at natuklasan na ang isang globo ay nakasulat sa loob ng isang silindro, bilang isang sanggunian sa natuklasan ni Archimedes 'na dami ng matagal.

Mga Bersyon tungkol sa kanyang kamatayan

Unang bersyon

Ang isa sa mga bersyon ay nagsasaad na si Archimedes ay nasa gitna ng paglutas ng isang problema sa matematika nang siya ay nilapitan ng isang sundalong Romano. Sinasabing maaaring humingi ng kaunting oras si Archimedes upang malutas ang problema, kaya papatayin siya ng sundalo.

Pangalawang bersyon

Ang pangalawang bersyon ay katulad sa una. Sinasabi nito na si Archimedes ay naglutas ng isang problema sa matematika nang makuha ang lungsod.

Ang isang sundalong Romano ay pumasok sa kanyang compound at inutusan siyang puntahan si Marcellus, kung saan sumagot si Archimedes na nagsasabi na kailangan muna niyang malutas ang problemang pinagtatrabahuhan niya. Nagalit ang sundalo dahil sa tugon na ito at pinatay siya.

Pangatlong bersyon

Ang pahiwatig na ito ay nagpapahiwatig na ang Archimedes ay nasa kanyang mga kamay ng isang mahusay na pagkakaiba-iba ng mga instrumento ng matematika. Pagkatapos, nakita siya ng isang kawal at tila may dala siyang mahahalagang gamit, kaya pinatay niya ito.

Pang-apat na bersyon

Ang bersyon na ito ay naglalarawan na si Archimedes ay pinahiran malapit sa lupa, na pinagmumuni-muni ang ilang mga plano na pinag-aaralan niya. Tila, isang kawal na Romano ang lumapit sa likuran at, hindi alam na ito ay Archimedes, binaril siya.

Mga ambag na pang-agham ni Archimedes

Prinsipyo ng Archimedes

Ang prinsipyo ng Archimedean ay isinasaalang-alang ng modernong agham bilang isa sa pinakamahalagang pamana sa sinaunang panahon.

Sa buong kasaysayan, at pasalita, nailipat na dumating si Archimedes sa kanyang pagkakatuklas nang hindi sinasadya salamat sa King Hiero na inatasan siyang suriin kung ang isang gintong korona, na inutusan na gawin niya, ay ginawa lamang ng ginto puro at hindi naglalaman ng iba pang metal. Kailangan niyang gawin ito nang hindi sirain ang korona.

Sinasabing habang nagmumuni-muni si Archimedes kung paano malutas ang problemang ito, nagpasya siyang maligo, at nang pumasok siya sa bathtub, napagtanto niya na tumaas ang antas ng tubig nang isawsaw niya ang kanyang sarili sa loob nito.

Sa ganitong paraan, matutuklasan niya ang prinsipyong pang-agham na nagsasaad na "bawat katawan ng lubusan o bahagyang nalubog sa isang likido (likido o gas) ay tumatanggap ng isang paitaas na tulak, na katumbas ng bigat ng likido na nailipat ng bagay."

Ang prinsipyong ito ay nangangahulugang ang mga likido ay nagsasagawa ng paitaas na puwersa - nagtutulak paitaas - sa anumang bagay na lumubog sa kanila, at na ang halaga ng panulak na puwersa na ito ay katumbas ng bigat ng likidong inilipat ng nakalubog na katawan, anuman ang bigat nito.

Ang paliwanag ng prinsipyong ito ay naglalarawan ng hindi pangkaraniwang bagay ng flotation, at matatagpuan sa kanyang Treatise sa mga lumulutang na katawan.

Ang prinsipyo ni Archimedes ay lubos na inilalapat sa salinlahi para sa lumulutang na mga bagay ng paggamit ng masa tulad ng mga submarines, barko, preservers ng buhay at mga air balloon.

Paraan ng mekanikal

Ang isa pang pinakamahalagang kontribusyon sa Archimedes sa agham ay ang pagsasama ng isang purong mekanikal - na kung saan, ang teknikal na pamamaraan sa pangangatwiran at pagtatalo ng mga geometric na problema, na nangangahulugang isang walang uliran na paraan ng paglutas ng ganitong uri ng problema sa oras.

Sa konteksto ng Archimedes, ang geometry ay itinuturing na isang eksklusibong teoretikal na agham, at ang karaniwang bagay ay mula sa purong matematika na ito ay bumaba tungo sa iba pang praktikal na agham kung saan maaaring mailapat ang mga prinsipyo nito.

Para sa kadahilanang ito, ngayon ito ay itinuturing bilang tagapagpahiwatig ng mga mekanika bilang isang disiplinang pang-agham.

Sa pagsulat kung saan inilalantad ng matematiko ang bagong pamamaraan sa kanyang kaibigan na Eratosthenes, ipinapahiwatig niya na pinapayagan nating talakayin ang mga katanungan ng matematika sa pamamagitan ng mga mekanika, at na sa isang tiyak na paraan ay mas madali na mabuo ang patunay ng isang teoryang geometric kung mayroon na mayroon kang ilang naunang praktikal na kaalaman, na kung wala kang ideya tungkol dito.

Ang bagong pamamaraan ng pagsasaliksik na isinasagawa ni Archimedes ay magiging isang paunang hakbang sa impormal na yugto ng pagtuklas at pagbuo ng hypothesis ng modernong pamamaraan sa pang-agham.

Paliwanag ng batas ng pingga

Bagaman ang pingga ay isang simpleng makina na ginamit nang matagal bago Archimedes, ito ang siyang bumalangkas ng prinsipyo na nagpapaliwanag sa operasyon nito sa kanyang risisyon Sa balanse ng mga eroplano.

Sa pagbabalangkas ng batas na ito, itinatag ni Archimedes ang mga prinsipyo na naglalarawan ng iba't ibang mga pag-uugali ng isang pingga kapag inilalagay ang dalawang katawan, depende sa kanilang timbang at ang kanilang distansya mula sa punto ng suporta.

Sa ganitong paraan, itinuturo niya na ang dalawang katawan na may kakayahang masukat (naaayon), na inilagay sa isang pingga, balanse kapag ang mga ito ay nasa mga distansya na hindi sukat sa kanilang timbang.

Sa parehong paraan, ang mga hindi mababagong katawan (na hindi masusukat) gawin, ngunit ang batas na ito ay napatunayan ni Archimedes lamang sa mga katawan ng unang uri.

Ang kanyang pagbabalangkas ng prinsipyo ng pingga ay isang mabuting halimbawa ng paglalapat ng mekanikal na pamamaraan, dahil tulad ng ipinaliwanag niya sa isang liham na hinarap kay Dositeo, natuklasan ito sa una sa pamamagitan ng mga pamamaraan ng mga mekanika na inilagay niya.

Kalaunan ay pormulahin niya ang mga ito gamit ang mga pamamaraan ng geometry (theoretical). Mula sa eksperimentong ito sa mga katawan, lumitaw din ang paniwala ng sentro ng grabidad.

Pag-unlad ng paraan ng pagkaubos o pagkapagod para sa pagpapakita ng agham

Ang Exhaustion ay isang pamamaraan na ginamit sa geometry na binubuo ng humigit-kumulang na mga geometriko na numero na ang lugar ay kilala, sa pamamagitan ng inskripsiyon at circumscription, higit sa iba pang mga lugar na inilaan upang malaman.

Kahit na si Archimedes ay hindi ang tagalikha ng pamamaraang ito, ginawa niya ito nang buo, pamamahala upang makalkula ang isang tumpak na halaga ng Pi sa pamamagitan nito.

Ang Archimedes, gamit ang paraan ng pagkapagod, nakasulat at nag-circumcorder ng hexagons sa isang circumference ng diameter 1, na nagbabawas sa isang kamangmangan sa pagkakaiba-iba sa pagitan ng lugar ng mga hexagon at ng sirkulasyon.

Upang gawin ito, binasa niya ang mga heksagon na lumilikha ng mga polygons na may hanggang sa 16 na panig, tulad ng ipinakita sa nakaraang pigura.

Sa ganitong paraan, natukoy niya na ang halaga ng pi (ng ugnayan sa pagitan ng haba ng isang circumference at diameter nito) ay sa pagitan ng mga halaga 3.14084507 … at 3.14285714….

Mahusay na ginamit ni Archimedes ang paraan ng pagkaubos dahil hindi lamang ito pinamamahalaang upang lapitan ang pagkalkula ng halaga ng Pi na may isang medyo mababang margin ng error, at samakatuwid, ninanais, ngunit din, dahil ang Pi ay isang hindi makatuwiran na numero, sa pamamagitan ng Ang pamamaraang ito at ang mga resulta na nakuha ay inilatag ang mga pundasyon na maaaring tumubo sa infinitesimal calculus system, at sa paglaon, sa modernong integral calculus.

Ang sukatan ng bilog

Upang matukoy ang lugar ng isang bilog, ginamit ni Archimedes ang isang pamamaraan na binubuo ng pagguhit ng isang parisukat na akma nang eksakto sa loob ng isang bilog.

Alam na ang lugar ng square ay ang kabuuan ng mga panig nito at na ang lugar ng bilog ay mas malaki, nagsimula siyang magtrabaho upang makakuha ng mga pagtatantya. Ginawa niya ito sa pamamagitan ng pagpapalit ng isang 6-panig na polygon para sa parisukat at pagkatapos ay nagtatrabaho sa mas kumplikadong mga polygons.

Si Archimedes ay ang unang matematiko sa kasaysayan na lumapit sa paggawa ng isang seryosong pagkalkula ng bilang na Pi.

Ang geometry ng spheres at cylinders

Kabilang sa siyam na treatises na sumulat ng libro ng Archimedes 'sa matematika at pisika, mayroong dalawang volume sa geometry ng spheres at cylinders.

Ang gawaing ito ay tungkol sa pagtukoy na ang lugar ng ibabaw ng anumang globo ng radius ay apat na beses na sa pinakamalaking bilog nito, at na ang dami ng isang globo ay dalawang-katlo ng silindro kung saan ito ay nakasulat.

Mga imbensyon

Odometer

Kilala rin bilang isang kilometrong counter, ito ay isang imbensyon ng sikat na taong ito.

Ang aparato na ito ay itinayo batay sa prinsipyo ng isang gulong na kapag ito ay umiikot ang mga gears na nagpapahintulot sa distansya na naglalakbay upang makalkula.

Ayon sa parehong prinsipyong ito, dinisenyo ni Archimedes ang iba't ibang uri ng mga odometer para sa hangarin ng militar at sibil.

Ang unang planetarium

Ang pagguhit sa patotoo ng maraming mga klasikal na manunulat tulad ng Cicero, Ovid, Claudian, Marciano Capela, Cassiodorus, Sextus Empiricus, at Lactantius, maraming mga siyentipiko sa ngayon ang nagpapakilala sa paglikha ng unang rudimentary planetary sa Archimedes.

Ito ay isang mekanismo na binubuo ng isang serye ng "spheres" na pinamamahalaang upang gayahin ang paggalaw ng mga planeta. Sa ngayon ang mga detalye ng mekanismong ito ay hindi alam.

Ayon kay Cicero, ang mga planetariums na itinayo ng Archimedes ay dalawa. Sa isa sa kanila ang lupa at ang iba't ibang mga konstelasyon na malapit dito ay kinakatawan.

Sa kabilang dako, na may isang solong pag-ikot, araw, buwan at planeta isinasagawa ang kanilang sariling at independiyenteng mga paggalaw na may kaugnayan sa nakapirming mga bituin sa parehong paraan tulad ng ginawa nila sa isang tunay na araw. Sa huli, bilang karagdagan, ang sunud-sunod na mga phase at mga eclipses ng buwan ay maaaring sundin.

Archimedean screw

Ang tornilyo ng Archimedean ay isang aparato na ginamit upang magdala ng tubig mula sa ilalim hanggang sa isang libis, gamit ang isang tubo o silindro.

Ayon sa istoryador ng Griego na Diodorus, salamat sa pag-imbento na ito ng patubig ng mga mayayamang lupain na matatagpuan sa tabi ng Ilog ng Nile sa sinaunang Egypt, dahil ang mga tradisyonal na kasangkapan ay nangangailangan ng napakaraming pisikal na pagsusumikap na naubos ang mga manggagawa.

Ang silindro na ginamit ay nasa loob ng isang tornilyo ng parehong haba, na nagpapanatili ng magkakaugnay na sistema ng mga propellers o palikpik na gumaganap ng isang pag-ikot na kilusan nang manu-mano sa pamamagitan ng isang umiikot na pingga.

Sa ganitong paraan, pinamamahalaan ng mga propellers na itulak ang anumang sangkap mula sa ibaba hanggang sa pagbubuo, na bumubuo ng isang uri ng walang katapusang circuit.

Claw ni Archimedes

Ang claw ni Archimedes, o ang kamay na bakal na kilala rin, ay isa sa mga pinakatatakot na sandata ng digmaan na nilikha ng matematiko na ito, na nagiging pinakamahalaga para sa pagtatanggol ng Sicily mula sa mga pagsalakay sa Roman.

Ayon sa pananaliksik na isinasagawa ng mga propesor ng Drexel University na si Chris Rorres (Kagawaran ng Matematika) at Harry Harris (Kagawaran ng Civil Engineering and Architecture), ito ay isang malaking lever na may isang grappling hook na nakakabit sa pingga sa pamamagitan ng isang chain na nakabitin mula rito.

Sa pamamagitan ng pingga, ang kawit ay manipulahin upang ito ay nahulog sa barko ng kaaway, at ang layunin ay upang mai-hook ito at itaas ito sa ganoong sukat na kapag ito ay pinakawalan ay maaari nitong ibagsak ito nang lubusan, o gawin itong pag-crash laban sa mga bato sa pampang.

Iniharap nina Rorres at Harris sa Symposium na "Pambihirang Machines at Structures of Antiquity" (2001), isang maliit na representasyon ng artifact na pinamagatang "Isang mabigat na digmaang makinang digmaan: Konstruksyon at pagpapatakbo ng kamay na bakal ni Archimedes"

Upang maisagawa ang gawaing ito ay umasa sila sa mga argumento ng mga sinaunang mananalaysay na Polybius, Plutarch at Tito Livio.

Mga Sanggunian

1. ASSIS, A. (2008). Archimedes, ang sentro ng grabidad, at ang unang batas ng mekanika. Na-access Hunyo 10, 2017 sa bourabai.ru.
2. DIJKSTERHUIS, E. (1956). Archimedes. Nakuha noong Hunyo 9, 2015 sa World Wide Web: books.google.co.ve/books.
3. MOLINA, A. (2008). Ang pamamaraan ng pagsisiyasat ng Archimedes ng Syracuse: intuwisyon, mekanika at pagkapagod. Kumunsulta noong Hunyo 10, 2017 sa World Wide Webproduccioncientifica.luz.edu.
4. O'CONNOR, J. & ROBERTSON, R. (1999). Archimedes ng Syracuse. Nakuha noong Hunyo 9, 2017 mula sa kasaysayan.mcs.st-and.ac.uk.
5. PARRA, E. (2009). Archimedes: ang kanyang buhay, gumagana at kontribusyon sa mga modernong matematika. Nakuha noong Hunyo 9, 2017 sa lfunes.uniandes.edu.co.
6. QUINN, L. (2005). Archimedes ng Syracuse. Nakuha noong Hunyo 9, 2017, mula sa matematika.ucdenver.edu.
7. RORRES, C. & HARRIS, H. (2001). Isang Makapangyarihang Digmaang Digmaan: Konstruksyon at pagpapatakbo ng Mga Kamay na Bakal ng Archimedes. Nakuha noong Hunyo 10, 2017 mula sa cs.drexel.edu.
8. VITE, L. (2014). Prinsipyo ni Archimedes. Nasuri noong Hunyo 10, 2017 sa repository.uaeh.edu.mx.