Zajęcia pozalekcyjne z matematyki na temat: „Historia matematyki. Archimedes” zabawne fakty (klasa 7) na ten temat

Rosja w swojej długiej historii dała światu wielu znakomitych ludzi. Godne miejsce wśród nich zajmuje wynalazca samouk Iwan Pietrowicz Kulibin. Jego imię od dawna stało się powszechnie znane - tak nazywa się każdą przedsiębiorczą i pomysłową osobę.

Iwan Pietrowicz urodził się 21 kwietnia 1735 roku we wsi Podnovje w obwodzie niżnonowogrodzkim w rodzinie drobnego kupca z Niżnego Nowogrodu Piotra Kulibina i wcześnie zaczął interesować się „jak wszystko działa w środku”. W swoim pokoju założył mały warsztat, w którym zgromadził cały dostępny wówczas sprzęt do obróbki metali, toczenia i innych prac.

Ponadto ojciec, zachęcając syna do hobby, starał się przynosić mu wszystkie książki z fizyki, chemii i innych nauk przyrodniczych, jakie tylko mógł znaleźć. I stopniowo Wania zrozumiała, skąd „wyrasta” ten lub inny przedmiot gospodarstwa domowego. Ale była jeszcze jedna okoliczność, która zmusiła ojca do „oddawania się” hobby syna: chłopiec potrafił naprawić mechanizmy o dowolnej złożoności (najczęściej zegarki) w ciągu kilku minut, ale jeśli chodzi o kamienie młyńskie lub jakieś maszyny fabryczne, również nie zawiódł. A Kulibin senior podzielił się chwałą ze swoim synem: „Jakiego masz syna, Piotrze, specjalista od wszystkiego…”

Wkrótce sława młodego cudotwórcy rozprzestrzeniła się po całym Niżnym Nowogrodzie. A jeśli wziąć pod uwagę, że kupcy z Niżnego Nowogrodu podróżowali po całej Rosji, a czasem zaglądali do Europy, a nawet Azji, bardzo szybko usłyszeli o utalentowanej samorodku w innych miastach i miasteczkach. Wanii brakowało jedynie rozsądnych podręczników, ale pamiętamy, że pierwszy rosyjski uniwersytet powstał w Petersburgu zaledwie 11 lat przed narodzinami Kulibina.

Wszędzie ujawniała się żarliwa natura wynalazcy. W ogrodzie domu mojego ojca był gnijący staw. Młody Kulibin wymyślił urządzenie hydrauliczne, za pomocą którego woda z sąsiedniej góry zbierała się do basenu, skąd trafiała do stawu, a nadmiar wody ze stawu odprowadzano na zewnątrz, zamieniając staw w płynący, w którym mogły pływać ryby. być znalezionym.

Iwan szczególnie dużo uwagi poświęcił pracy przy zegarze. Przyniosły mu sławę.

Zegar Kulibina, 1767, widok z lewej strony, z prawej - widok z dołu

Po kilku latach ciężkiej pracy i wielu nieprzespanych nocach zbudował w 1767 roku niesamowity zegar. „Wyglądem i wielkością pomiędzy gęsim a kaczym jajem” ujęto w misterną złotą ramkę.

Zegarek był tak niezwykły, że został przyjęty jako prezent przez cesarzową Katarzynę II. Nie tylko pokazywały godzinę, ale także wybijały godziny, półgodziny i kwadranse. Ponadto zawierały mały automatyczny teatr. Po każdej godzinie drzwi otwierały się, odsłaniając złoty pałac, w którym automatycznie rozgrywał się spektakl. Przy „Grobowi Świętym” stali żołnierze z włóczniami. Drzwi wejściowe były zablokowane kamieniami. Pół minuty po otwarciu pałacu pojawił się anioł, kamień został odsunięty, drzwi się otworzyły, a wojownicy dotknięci strachem upadli na twarze. Po upływie kolejnych pół minuty ukazały się „niewiasty niosące mirrę”, zabrzmiały dzwony i trzykrotnie zaśpiewano werset „Chrystus zmartwychwstał”. Wszystko się uspokoiło, a drzwi pałacu zamknęły się tak, że za godzinę cała akcja miała się powtórzyć. W południe zegar zagrał hymn na cześć cesarzowej skomponowany przez I.P. Kulibina. Następnie w drugiej połowie dnia zegar zaśpiewał nowy werset: „Jezus powstał z grobu”. Za pomocą specjalnych strzałek można było w dowolnym momencie uruchomić akcję automatycznego teatru.

Tworząc najbardziej złożony mechanizm pierwszego ze swoich dzieł, I.P. Kulibin zaczął pracować właśnie w dziedzinie, którą zajmowali się najlepsi technicy i naukowcy tamtych czasów, aż do wielkiego Łomonosowa, który przywiązywał dużą wagę do praca nad tworzeniem najdokładniejszych zegarków.

Zegarmistrz-wynalazca i projektant z Niżnego Nowogrodu zasłynął daleko poza granicami swojego miasta. W 1767 r. został przedstawiony Katarzynie II w Niżnym Nowogrodzie, w 1769 r. wezwany do Petersburga, ponownie przedstawiony cesarzowej i powołany na kierownika warsztatów Akademii Nauk. Oprócz zegarka przywiózł do Petersburga maszynę elektryczną, mikroskop i teleskop.

Wraz z przeprowadzką do Petersburga nadeszły najlepsze lata w życiu I.P. Kulibina. Jednak długa biurokracja związana z rejestracją „Niżnego Nowogrodu Posadu” na stanowisku zakończyła się dopiero 2 stycznia 1770 r., kiedy I. P. Kulibin podpisał „warunek” - umowę dotyczącą jego obowiązków w służbie akademickiej.

I tak Iwan Pietrowicz Kulibin został „mechanikiem akademickim w Petersburgu”.

I.P. Kulibin osobiście wykonał i nadzorował wykonanie bardzo dużej liczby instrumentów do obserwacji i eksperymentów naukowych. Przez jego ręce przeszło wiele instrumentów: „instrumenty hydrodynamiczne”, „przyrządy służące do przeprowadzania eksperymentów mechanicznych”, instrumenty optyczne i akustyczne, stoły preparacyjne, astrolabia, teleskopy, teleskopy, mikroskopy, „dzbany elektryczne”, zegary słoneczne i inne tarcze, poziomice, wagi precyzyjne i wiele innych. „Komory instrumentalne, tokarskie, obróbcze metali, komory barometryczne”, działające pod kierownictwem I.P. Kulibina, dostarczyły naukowcom i całej Rosji szeroką gamę instrumentów. „Made by Kulibin” - znak ten można umieścić na znacznej liczbie instrumentów naukowych, które były wówczas w obiegu w Rosji.

Wykonując różne prace, I.P. Kulibin stale dbał o edukację swoich uczniów i asystentów, wśród których należy wymienić jego asystenta z Niżnego Nowogrodu Szerstniewskiego, optyka Bielajewa, mechanika Jegorowa, najbliższego współpracownika Cezariewa.

I.P. Kulibin stworzył w Akademii wzorową jak na tamte czasy produkcję przyrządów fizycznych i innych instrumentów naukowych. Skromny mechanik w Niżnym Nowogrodzie stał się jednym z pierwszych miejsc w rozwoju rosyjskiej technologii produkcji instrumentów.

W pierwszych latach pobytu w Petersburgu Iwan Pietrowicz zajmował się prawdziwą twórczością, zwłaszcza że pod jego kierownictwem pracowali znakomici rzemieślnicy tacy jak on: narzędziowiec Piotr Kosarew, optycy - rodzina Belyaevów. Wynalazki wylewały się z róg obfitości: nowe urządzenia i „wszelkiego rodzaju maszyny, które… są przydatne w architekturze cywilnej, wojskowej i nie tylko”.

Oto niepełna lista rzeczy, które zaskoczyły współczesnych: precyzyjne wagi, kompasy morskie, złożone teleskopy achromatyczne, które zastąpiły proste teleskopy gregoriańskie, a nawet mikroskop achromatyczny. Cudzoziemcy byli po prostu zszokowani, gdy zobaczyli te urządzenia. W tamtych czasach oświecona Europa nie posiadała narzędzi i urządzeń np. do wytaczania i obróbki wewnętrznej powierzchni cylindrów.

Wiktor Karpenko w swojej książce „Mechanik Kulibin” (N. Nowogród, wydawnictwo „BIKAR”, 2007) tak opisuje to wydarzenie: „Pewnego ciemnej jesiennej nocy na Wyspie Wasiljewskiej pojawiła się kula ognia. Oświetliła nie tylko ulicę, ale także Promenadę Anglików. Tłumy ludzi rzuciły się do światła, odmawiając modlitwy. Wkrótce stało się jasne, że świeciło z latarni zawieszonej przez słynnego mechanika Kulibina w oknie jego mieszkania, które znajdowało się na czwartym piętrze Akademii”.

Jednak Iwan Pietrowicz nie mógł prawidłowo pracować, ponieważ rozkazy cesarzowej i dworzan wszystkich pasów czasami poprzedzały się nawzajem. Dla Katarzyny II Kulibin wynalazł specjalną windę, która podnosiła otyłą królową, dla Potiomkina, miłośnika hałaśliwych i kolorowych fajerwerków, takich cudów pirotechniki, że twórcy tego rodzaju rozrywki, Chińczycy, mogli być z nich dumni.

Ale nie myślcie, że Kulibin zajmował się tylko bibelotami. Na przykład to on pomógł rozwiązać bardzo ważny problem tamtych czasów: mosty. W połowie XVIII wieku słabo nadawały się do przepływu statków. A mechanik-samouk rozwiązał ten problem nie tylko w Petersburgu, ale także w Londynie. I jako hojny Rosjanin odmówił zapłaty za „Most Londyński”: wystarczy, że tego wszystkiego dokonał nasz rosyjski talent.

Nie wszystko było tak gładkie w stosunkach między Iwanem Pietrowiczem a dworzanami. Ten sam Potiomkin spał wiele lat i zobaczył, że zdejmie Kulibinowi kaftan, zmusi go do zgolenia brody i pokaże go w Europie, pławiącego się w promieniach jego chwały. Ale znalazła kosę na kamieniu - utalentowany mechanik stanowczo nie chciał rozstać się z autentycznym atrybutem rosyjskiego chłopa i nie spieszył się z ubieraniem się w jedwab. Potiomkin odpowiedział na swój sposób: zaczął płatać brudne figle na każdym kroku, zmuszając Kulibina do wyceniania jego pracy na grosze...

Ale Paweł I, który doszedł do władzy po śmierci Katarzyny, jeszcze gorzej potraktował mistrza, próbując wymazać z pamięci współczesnych wszystko, co wiązało się z imieniem jego matki. A Kulibin był jednym z pierwszych, który zdał sobie z tego sprawę. Nie trzymał się Akademii Nauk, gdzie spędził bez przerwy 32 lata, tylko spakował swoje rzeczy i wrócił do ojczyzny, Niżnego Nowogrodu.

Nie był już młody, ale zachował jasny umysł, bystre oko i pewną rękę, jak na 61-letniego mechanika. Nadal coś wymyślał, jednak zakres realizacji jego nowych projektów znacznie się zmniejszył. Kulibin ze swojej hojności obdarowywał ludzi wynalazkami, a przebiegli cudzoziemcy organizowali wówczas prawdziwe polowanie na rysunki mistrza i przywłaszczali sobie jego najsłynniejsze wynalazki.

Chcesz przykłady? Proszę! Telegraf optyczny wynaleziony przez Kulibina miał zostać zakupiony przez rząd carski od Francuzów 35 lat po opisanym wydarzeniu. Trójkołowy wózek do hulajnogi Kulibina z kołem zamachowym, hamulcem i skrzynią biegów za sto lat będzie stanowił podstawę podwozia samochodu Karla Benza.

Pomysł zbudowania mechanizmu, który nie będzie napędzany siłą zewnętrzną, czy to zwierzę pociągowe, czy wiatr wiejący w żaglach, od dawna zaprząta umysły ludzkości. A w Rosji Kulibin w rzeczywistości nie był pionierem. Cztery dekady przed nim tzw. „samobieżny wózek” zbudował chłop z prowincji Niżny Nowogród Leonty Szamszurenkow. Teraz trudno powiedzieć, co to było, ponieważ zachowały się jedynie wzmianki o wózku Shamshurenkova – nie znaleziono żadnych rysunków, rysunków ani opisów technicznych. Wynalazek Kulibińskiego był bardziej szczęśliwy - w końcu Iwan Pietrowicz był urzędnikiem państwowym służącym w Akademii Nauk w Petersburgu. Dlatego też jego dokumenty trafiły do ​​archiwów i bezpiecznie przetrwały do ​​dziś.

Tak więc w 1791 roku wynalazca zademonstrował społeczeństwu swoje nowe dzieło - trójkołowy skuter - jeżdżąc nim kilka razy ulicami Petersburga. Kulibin rozpoczął prace nad tym mechanizmem już w 1784 roku, ale stworzenie naprawdę działającego modelu zajęło siedem lat prób i błędów. Oprócz pełnowymiarowej hulajnogi wynalazca zbudował także kilka modeli zabawek dla przyszłych cesarzy Pawła i Aleksandra, którymi bawili się w dzieciństwie.

Schemat przedstawia ramę z tylnymi kołami w kolorze białym, kołem napędowym w kolorze zielonym, kołem zamachowym i grzechotką w kolorze niebieskim oraz układem kierowniczym w kolorze różowym.

Na pierwszy rzut oka wynalazek Kulibina ma znacznie więcej wspólnego z rowerem niż z samochodem, dlatego często klasyfikowany jest jako welomobil. Rzeczywiście, jeśli spojrzymy na hulajnogę wyłącznie z punktu widzenia tego, że wprawiła ją w ruch osoba, która nacisnęła specjalne pedały, to opinia ta będzie w pełni słuszna. Ale to załoga Kulibina dość starannie opracowała i zastosowała te podzespoły, bez których nie można sobie wyobrazić współczesnego samochodu: dźwignię zmiany biegów, przekładnię kierowniczą (swoją drogą praktycznie nie różniącą się od tych stosowanych w samochodach), łożyska ślizgowe i urządzenia hamulcowe .

Sam wynalazca nie umieścił hulajnogi na liście swoich najważniejszych osiągnięć, uważając, że jest to przede wszystkim rozrywka „dla leniwych”. Pomimo jego starannych wysiłków, aby odciążyć powóz, żaden służący nie był w stanie długo machać kołem zamachowym, aby wprawić hulajnogę w ruch. Pomysł silnika, który nie byłby zależny od siły mięśni człowieka, nieustannie dominował w umyśle Kulibina. Iwan Pietrowicz dokonał wielu wynalazków związanych z wykorzystaniem siły poruszającej się wody lub wiatru. Było jednak jasne, że to wszystko jest całkowicie nieodpowiednie dla załogi z własnym napędem. Na krótko przed śmiercią uwagę Kulibina przykuły maszyny parowe, był on jednak już za stary, aby podjąć się tak skomplikowanego zadania.

To, co stało się ze skuterem zbudowanym przez wynalazcę z Niżnego Nowogrodu, nie jest nigdzie odnotowane. Pogrążyć się w ciemności. Ale, jak wspomniano powyżej, zachowały się rysunki i rysunki wykonane ręką samego wynalazcy. W latach 70.-80. na różnych festiwalach poświęconych zarówno historii motoryzacji, jak i sportom velomobilowym nie raz prezentowano załogi zbudowane w oparciu o pomysły Kulibina. Natomiast działający model hulajnogi mechanika, odrestaurowany według jego rysunków, można oglądać w Muzeum Politechnicznym.

„Mechaniczna noga”, którą stworzył dla oficera, który stracił kończynę podczas szturmu na Oczakowo, będzie podstawą współczesnej protetyki. To samo tyczy się wynalezionej przez niego metody wielokąta linowego, bez której nie byłoby tak ażurowych i bardzo mocnych nowoczesnych mostów. Co więcej – budowa słynnego stadionu Pekin Ptasie Gniazdo, na którym współcześnie rywalizują olimpijki, opiera się na pomysłach wyrażanych w XIX wieku przez Kulibina.

Ale sprzęt budowlany, transport, komunikacja, rolnictwo i inne gałęzie przemysłu również przechowują niezwykłe dowody jego kreatywności. Niezwykłe projekty I.P. Kulibina w dziedzinie budownictwa mostowego stały się powszechnie znane, znacznie wyprzedzając wszystko, co było znane w światowej praktyce jego czasów.

Projekt drewnianego mostu przez rzekę. Nevu, opracowane przez I.P. Kulibina w 1776 r

I.P. Kulibin zwrócił uwagę na niedogodności spowodowane brakiem w jego czasach stałych mostów przez rzekę. Newa. Po kilku wstępnych propozycjach, w 1776 roku opracował projekt łukowego jednoprzęsłowego mostu przez Newę. Długość łuku wynosi 298 metrów. Łuk zaprojektowano z 12 908 elementów drewnianych, mocowanych za pomocą 49 650 żelaznych śrub i 5500 żelaznych czworokątnych klatek.

W 1813 r. I.P. Kulibin ukończył projekt żelaznego mostu przez Newę. Zwracając się do petycji skierowanej do cesarza Aleksandra I, pisał o pięknie i majestacie Petersburga i zwracał uwagę: „Brakuje tylko zasadniczego mostu na rzece Newie, bez którego mieszkańcy wiosną znoszą wielkie niedogodności i trudności i jesień, a często nawet śmierć.”

Budowa mostu z trzech łuków kratowych wspartych na czterech bykach wymagała aż do miliona funtów żelaza. Aby umożliwić przepływ statków, zapewniono specjalne otwory. W projekcie przewidziano wszystko, łącznie z oświetleniem mostu i zabezpieczeniem go podczas znoszenia lodu.

Budowa mostu Kulibina, którego projekt zadziwia śmiałością nawet współczesnych inżynierów, okazała się przekraczać możliwości jego czasów.

Według prof. słynnego rosyjskiego budowniczego mostów D.I. Żurawskiego. A. Erszowa („O znaczeniu sztuki mechanicznej w Rosji”, „Biuletyn Przemysłowy”, 1859, nr 3) tak ocenia model mostu Kulibina: „Nosi piętno geniuszu; jest zbudowany na systemie uznawanym przez najnowszą naukę za najbardziej racjonalny; most wsparty jest na łuku, jego wygięciu zapobiega system stężeń, który ze względu na niewiadomą, co się dzieje w Rosji, nazywany jest amerykańskim.” Most drewniany Kulibin do dziś nie ma sobie równych w dziedzinie budownictwa mostów drewnianych.

Rozumiejąc wyjątkowe znaczenie szybkiej komunikacji dla kraju takiego jak Rosja, z jej rozległymi przestrzeniami, I. P. Kulibin rozpoczął w 1794 r. rozwój projektu telegrafu semaforowego. Rozwiązał problem doskonale i dodatkowo opracował oryginalny kod do skrzyń biegów. Ale zaledwie czterdzieści lat po wynalezieniu I.P. Kulibina w Rosji zainstalowano pierwsze optyczne linie telegraficzne. W tym czasie projekt I.P. Kulibina został zapomniany, a rząd zapłacił Chateau, który zainstalował mniej zaawansowany telegraf, sto dwadzieścia tysięcy rubli za „tajemnicę” przywiezioną z Francji.

Równie smutny jest los kolejnej z wielkich śmiałości niezwykłego innowatora, który opracował metodę przemieszczania statków pod prąd wykorzystując sam prąd rzeki. „Wodochod” tak nazywał się statek Kulibina, pomyślnie przetestowany w 1782 r. W 1804 r., w wyniku prób innego „wodochodu” Kulibina, jego statek został oficjalnie uznany za „obiecujący wielkie korzyści dla państwa”. Sprawa nie poszła jednak dalej niż oficjalne uznanie, wszystko zakończyło się sprzedażą na aukcji statku na złom statku stworzonego przez I.P. Kulibina. Ale projekty i same statki zostały opracowane zarówno w oryginalny, jak i opłacalny sposób, co udowodnił przede wszystkim sam wynalazca w swoich pracach: „Opis korzyści, jakie mogą przynieść statki napędzane silnikami na Wołdze , wynaleziony przez Kulibina”, „Opis korzyści, jakie skarb i społeczeństwo mogą odnieść ze statków o napędzie maszynowym na rzece. Wołga według szacunkowych obliczeń, a zwłaszcza pod względem rosnących cen za zatrudnienie osób pracujących w porównaniu do lat ubiegłych.”

Dokładne, trzeźwe obliczenia dokonane przez I.P. Kulibina charakteryzują go jako wybitnego ekonomistę. Z drugiej strony ukazują go jako osobę, która wszystkie swoje siły i myśli poświęciła dla dobra ojczyzny.

Wspaniały patriota, który całą swoją pasją pracował dla swojego narodu, dokonał tak wielu wspaniałych rzeczy, że nawet proste ich zestawienie wymaga dużo czasu i miejsca. Na tej liście jedno z pierwszych miejsc, oprócz wymienionych, powinny zająć następujące wynalazki: reflektory, „skuter”, czyli mechanicznie poruszający się wózek, protezy dla niepełnosprawnych, siewnik, pływający młyn, krzesło podnoszone (winda) itp.

W 1779 r. Gazeta Petersburga pisała o latarni-reflektorze Kulibina, który za pomocą specjalnego systemu luster tworzy bardzo silny efekt świetlny pomimo słabego źródła światła (świecy). Donoszono, że Kulibin: „wynalazł sztukę wykonywania lustra złożonego z wielu części za pomocą pewnej specjalnej zakrzywionej linii, która po umieszczeniu przed nią samej świecy daje niesamowity efekt, zwielokrotniając światło pięćsetkrotnie, wobec zwykłego światła świecy i więcej, w zależności od miary liczby zawartych w niej cząstek lustrzanych.”

Piosenkarz rosyjskiej sławy G.R. Derzhavin, który nazwał I.P. Kulibina „Archimedesem naszych czasów”, napisał o cudownej latarni:

Widzisz, na filarach nocą, jak czasem jestem jasnym paskiem. W powozach, na ulicach i w łódkach na rzece. Świecę w oddali, oświetlam sobą cały pałac, Jak księżyc w pełni.

Na liście niezwykłych dzieł I.P. Kulibina znalazły się takie wynalazki, jak na przykład bezdymne fajerwerki (optyczne), różne maszyny rozrywkowe, urządzenia do otwierania okien pałacowych i inne wynalazki dokonane na potrzeby cesarzowej, dworu i szlachty. zająć ich miejsce.osoby Jego klientami byli Katarzyna II, Potiomkin, księżniczka Daszkowa, Naryszkin i wielu szlachciców.

Podano oryginalny przepis na wiele zabawnych ognisk, oparty na badaniu wpływu różnych substancji na barwę ognia. Zaproponowano wiele nowych technik technicznych, wprowadzono w życie najbardziej pomysłowe typy rakiet i kombinacje zabawnych świateł. Niezwykły innowator pozostał wierny sobie, dokonując wynalazków nawet dla rozrywki dworu i szlachty.

Nie wszystko, co napisał I.P. Kulibin, zachowało się, ale to, co do nas dotarło, jest bardzo różnorodne i bogate. Po I.P. Kulibinie pozostało około dwóch tysięcy rysunków. To był prawdziwy geniusz pracy, niezłomny, pełen pasji, twórczy.

Najlepsi ludzie tamtych czasów wysoko cenili talent I.P. Kulibina. Słynny naukowiec Leonhard Euler uważał go za geniusza. Zachowała się opowieść o spotkaniu Suworowa i Kulibina podczas wielkiej uroczystości Potiomkina:

„Gdy tylko Suworow zobaczył Kulibina na drugim końcu sali, szybko do niego podszedł, zatrzymał się kilka kroków dalej, złożył niski ukłon i powiedział:

Wasza Wysokość!

Następnie podchodząc o krok bliżej Kulibina, skłonił się jeszcze niżej i powiedział:

Twój honor!

Wreszcie podchodząc już całkowicie do Kulibina, skłonił się w pasie i dodał:

Mój szacunek dla Twojej mądrości!

Następnie wziął Kulibina za rękę, zapytał o stan zdrowia i zwracając się do całego spotkania, powiedział:

Boże zmiłuj się, dużo inteligencji! Wymyśli dla nas latający dywan!”

W ten sposób nieśmiertelny Suworow uhonorował wielką twórczą moc narodu rosyjskiego w osobie Iwana Pietrowicza Kulibina.

Jednak życie osobiste niezwykłego innowatora było pełne wielu smutków. Został pozbawiony radości oglądania właściwego wykorzystania swojej pracy i zmuszony był wydać znaczną część swojego talentu na pracę iluminatora dworskiego i dekoratora. Szczególnie gorzkie dni nadeszły dla I.P. Kulibina, kiedy w 1801 r. przeszedł na emeryturę i osiadł w rodzinnym Niżnym Nowogrodzie. Tak naprawdę musiał żyć na wygnaniu, odczuwając coraz większą potrzebę, aż do swojej śmierci 12 lipca 1818 roku. Na pogrzeb wielkiej postaci jego żona musiała sprzedać zegar ścienny, a także pożyczyć pieniądze.

Pomnik Iwana Kulibina w Niżnym Nowogrodzie. Zainstalowany obok jego grobu. Rzeźbiarz P. I. Gusiew.

Kulibin, niestrudzony innowator, był konserwatywny w swoim życiu rodzinnym i nawykach. Nigdy nie palił tytoniu i nie grał w karty. Pisał poezję. Uwielbiał imprezy, chociaż tylko żartował i żartował, gdyż był absolutnym abstynentem. Na dworze, wśród haftowanych mundurów o zachodnim kroju, Kulibin w długim kaftanie, wysokich butach i gęstej brodzie zdawał się być przedstawicielem innego świata. Ale na balach odpowiadał na kpiny niewyczerpanym dowcipem, ujmując go dobroduszną gadatliwością i wrodzoną godnością wyglądu.

Kulibin ożenił się trzykrotnie, po raz trzeci ożenił się w wieku 70 lat, a trzecia żona urodziła mu trzy córki. W sumie miał 12 dzieci obojga płci. Wykształcił wszystkich swoich synów.

Starożytny grecki fizyk, matematyk i inżynier Archimedes dokonał wielu odkryć geometrycznych, położył podwaliny pod hydrostatykę i mechanikę oraz stworzył wynalazki, które posłużyły za punkt wyjścia do dalszego rozwoju nauki. Legendy o Archimedesie powstały za jego życia. Naukowiec spędził kilka lat w Aleksandrii, gdzie poznał i zaprzyjaźnił się z wieloma innymi wybitnymi postaciami naukowymi swoich czasów.

Biografia Archimedesa znana jest z dzieł Tytusa, Polibiusza, Liwiusza, Witruwiusza i innych autorów, którzy żyli później niż sam naukowiec. Trudno ocenić wiarygodność tych danych. Wiadomo, że Archimedes urodził się w greckiej kolonii Syrakuzy, położonej na Sycylii. Jego ojcem był prawdopodobnie astronom i matematyk Fidiasz. twierdził także, że naukowiec był bliskim krewnym dobrego i zręcznego władcy Syrakuz, Hierona II.

Archimedes prawdopodobnie spędził dzieciństwo w Syrakuzach, a w młodym wieku udał się do Aleksandrii w Egipcie, aby zdobyć wykształcenie. Przez kilka stuleci miasto to było kulturalnym i naukowym centrum cywilizowanego świata starożytnego. Naukowiec prawdopodobnie otrzymał wykształcenie podstawowe od ojca. Po kilkuletnim pobycie w Aleksandrii Archimedes wrócił do Syrakuz i mieszkał tam do końca życia.

Inżynieria

Naukowiec aktywnie rozwijał struktury mechaniczne. Nakreślił szczegółową teorię dźwigni i skutecznie wykorzystał tę teorię w praktyce, choć sam wynalazek był znany już wcześniej. Między innymi w oparciu o wiedzę z tego zakresu wykonał szereg mechanizmów blokowo-dźwigniowych w porcie Syracuse. Urządzenia te ułatwiły podnoszenie i przemieszczanie ciężkich ładunków, przyspieszając i optymalizując pracę portów. A „śruba Archimedesa”, przeznaczona do zbierania wody, jest nadal używana w Egipcie.

Wynalazki Archimedesa: Śruba Archimedesa

Ogromne znaczenie mają badania teoretyczne naukowca z zakresu mechaniki. Opierając się na dowodzie prawa dźwigni, zaczął pisać pracę „O równowadze figur płaskich”. Dowód opiera się na aksjomacie, że równe ciała na równych ramionach koniecznie będą się balansować. Archimedes kierował się tą samą zasadą konstruowania księgi – zaczynając od dowodu własnego prawa – pisząc dzieło „O pływaniu ciał”. Książka ta zaczyna się od opisu dobrze znanego prawa Archimedesa.

Matematyka i fizyka

Odkrycia z zakresu matematyki były prawdziwą pasją naukowca. Według Plutarcha Archimedes zapomniał o jedzeniu i pielęgnacji, gdy był o krok od kolejnego wynalazku w tej dziedzinie. Głównym kierunkiem jego badań matematycznych były zagadnienia analizy matematycznej.

Jeszcze przed Archimedesem wynaleziono wzory do obliczania pól kół i wielokątów, objętości ostrosłupów, stożków i pryzmatów. Ale doświadczenie naukowca pozwoliło mu opracować ogólne techniki obliczania objętości i powierzchni. W tym celu udoskonalił wynalezioną przez Eudoksosa z Knidos metodę wyczerpania i doprowadził umiejętność jej stosowania do poziomu wirtuozowskiego. Archimedes nie stał się twórcą teorii rachunku całkowego, ale jego prace stały się później podstawą tej teorii.

Matematyk położył także podwaliny rachunku różniczkowego. Z geometrycznego punktu widzenia badał możliwość wyznaczenia stycznej do krzywej, a z fizycznego punktu widzenia prędkości ciała w dowolnym momencie. Naukowiec zbadał płaską krzywiznę znaną jako spirala Archimedesa. Znalazł pierwszy uogólniony sposób znajdowania stycznych do hiperboli, paraboli i elipsy. Dopiero w XVII wieku naukowcom udało się w pełni zrozumieć i ujawnić wszystkie idee Archimedesa, które osiągnęły te czasy w jego zachowanych dziełach. Naukowiec często odmawiał opisu swoich wynalazków w książkach, dlatego nie każda napisana przez niego formuła przetrwała do dziś.

Wynalazki Archimedesa: lustra „słoneczne”.

Naukowiec uznał wynalezienie wzorów na obliczenie pola powierzchni i objętości kuli za godne odkrycie. Jeśli w poprzednich opisanych przypadkach Archimedes udoskonalił i udoskonalił teorie innych ludzi lub stworzył szybkie metody obliczeniowe jako alternatywę dla istniejących wzorów, to w przypadku wyznaczania objętości i powierzchni kuli był pierwszy. Przed nim żaden naukowiec nie poradził sobie z tym zadaniem. Dlatego matematyk poprosił o wybicie kuli wpisanej w cylinder na jego nagrobku.

Odkryciem naukowca w dziedzinie fizyki było stwierdzenie znane jako prawo Archimedesa. Ustalił, że na każde ciało zanurzone w cieczy działa siła wyporu. Jest skierowany do góry, a jego wielkość jest równa ciężarowi cieczy, która została wyparta po umieszczeniu ciała w cieczy, niezależnie od gęstości tej cieczy.

Z tym odkryciem wiąże się legenda. Któregoś dnia do naukowca rzekomo zwrócił się Hiero II, który wątpił, czy waga wykonanej dla niego korony odpowiadała masie złota przeznaczonego do jej stworzenia. Archimedes wykonał dwie sztabki o tej samej wadze co korona: srebrną i złotą. Następnie umieszczał te sztabki po kolei w naczyniu z wodą i zaobserwował, jak bardzo wzrósł jej poziom. Następnie naukowiec umieścił koronę w naczyniu i odkrył, że woda nie podniosła się do poziomu, do jakiego podnosiła się po umieszczeniu każdej sztabki w naczyniu. W ten sposób odkryto, że mistrz zatrzymał część złota dla siebie.

Istnieje mit, że kąpiel pomogła Archimedesowi dokonać kluczowego odkrycia w fizyce. Podczas pływania naukowiec rzekomo uniósł lekko nogę do wody, odkrył, że w wodzie waży mniej i doznał objawienia. Podobna sytuacja miała miejsce, ale przy jej pomocy naukowiec odkrył nie prawo Archimedesa, ale prawo ciężaru właściwego metali.

Astronomia

Archimedes został wynalazcą pierwszego planetarium. Podczas przenoszenia tego urządzenia należy przestrzegać:

• wschodzi księżyc i słońce;
• ruch pięciu planet;
• zniknięcie Księżyca i Słońca za horyzontem;
• fazy i zaćmienia Księżyca.

Wynalazki Archimedesa: planetarium

Naukowiec próbował także stworzyć wzory na obliczanie odległości do ciał niebieskich. Współcześni badacze sugerują, że Archimedes uważał Ziemię za centrum świata. Wierzył, że Wenus, Mars i Merkury krążą wokół Słońca, a cały ten układ kręci się wokół Ziemi.

Życie osobiste

O życiu osobistym naukowca wiadomo znacznie mniej niż o jego nauce. Jego współcześni ułożyli także liczne legendy o utalentowanym matematyczce, fizyce i inżynierze. Legenda głosi, że pewnego dnia Hiero II postanowił podarować królowi Egiptu Ptolemeuszowi wielopokładowy statek. Zdecydowano się nazwać jednostkę pływającą „Syracuse”, ale nie można było jej zwodować.

W tej sytuacji władca ponownie zwrócił się do Archimedesa. Z kilku bloków zbudował system, za pomocą którego jednym ruchem ręki można było zwodować ciężki statek. Według legendy podczas tego ruchu Archimedes powiedział:

„Daj mi punkt oparcia, a zmienię świat”.

Śmierć

W 212 rpne, podczas drugiej wojny punickiej, Syrakuzy były oblężone przez Rzymian. Archimedes aktywnie wykorzystywał wiedzę inżynieryjną, aby pomóc swojemu ludowi osiągnąć zwycięstwo. W ten sposób zaprojektował maszyny do rzucania, za pomocą których wojownicy Syrakuz rzucali w swoich przeciwników ciężkimi kamieniami. Kiedy Rzymianie rzucili się na mury miasta, mając nadzieję, że nie dostaną się pod ostrzał, kolejny wynalazek Archimedesa - lekkie urządzenia do rzucania o bliskim działaniu - pomógł Grekom obrzucić ich kulami armatnimi.

Wynalazki Archimedesa: katapulta

Naukowiec pomagał swoim rodakom w bitwach morskich. Opracowane przez niego żurawie chwytały statki wroga za pomocą żelaznych haków, lekko je podnosiły, a następnie gwałtownie odrzucały. Z tego powodu statki przewróciły się i rozbiły. Przez długi czas żurawie te uznawane były za coś w rodzaju legendy, jednak w 2005 roku grupa badaczy udowodniła funkcjonalność tego typu urządzeń, rekonstruując je na podstawie zachowanych opisów.

Wynalazki Archimedesa: maszyna podnosząca

Dzięki staraniom Archimedesa nadzieja Rzymian na szturm na miasto zawiodła. Potem postanowili przystąpić do oblężenia. Jesienią 212 roku p.n.e. w wyniku zdrady kolonię zajęli Rzymianie. Archimedes zginął podczas tego zdarzenia. Według jednej wersji został zamordowany przez rzymskiego żołnierza, którego naukowiec zaatakował za nadepnięcie na jego rysunek.

Inni badacze twierdzą, że miejscem śmierci Archimedesa było jego laboratorium. Naukowca rzekomo tak pochłonęły badania, że ​​odmówił natychmiastowego podążania za rzymskim żołnierzem, któremu nakazano zaprowadzić Archimedesa do dowódcy wojskowego. W gniewie przebił starca mieczem.

Istnieją również odmiany tej historii, ale zgadzają się, że starożytny rzymski polityk i przywódca wojskowy Marcellus był bardzo zdenerwowany śmiercią naukowca i jednocząc się zarówno z obywatelami Syrakuz, jak i swoimi poddanymi, zorganizował wspaniały pogrzeb Archimedesa. Cyceron, który 137 lat po śmierci odkrył zniszczony grób naukowca, zobaczył na nim kulę wpisaną w cylinder.

Eseje

• Kwadratura paraboli
• O piłce i cylindrze
• O spiralach
• O stożkach i sferoidach
• O równowadze figur płaskich
• List do Eratostenesa o metodzie
• O pływających ciałach
• Pomiar koła
• Psamit
• Żołądek
• Problem byka Archimedesa
• Traktat o budowie figury cielesnej z czternastoma podstawami wokół kuli
• Księga Lematów
• Książka o konstruowaniu koła podzielonego na siedem równych części
• Książka o dotykaniu kręgów

Mądrość Starożytnych

Rzeczywiście wystarczy spojrzeć na portrety lub popiersia szanowanych ekspertów, które często ilustrują odpowiadające im akapity: wysokie czoła, pomarszczone twarze, poważne oczy, szanowane postrzępione brody – a następnie porównać je z tym, co jest przedstawione w tych samych akapitach, co najwyższe osiągnięciem tych naukowców jest parskanie z mieszaniną arogancji i pogardy.

Ha! Myśleli i pracowali przez całe życie, czytali niezliczone dzieła innych myślicieli, spierali się z podobnymi sobie, aby stworzyć jakieś twierdzenie Talesa lub prawo Pascala, którego teraz każde dziecko o nie najwyższych klasach uczy się w ciągu kilku lekcji. Czyż nie jest to wyraźny dowód postępu?

Nie, nie, taka pogardliwa postawa nigdy nie jest prezentowana wprost, wręcz przeciwnie, naszymi księgami w każdy możliwy sposób wychwalają mądrość starożytnych. Warto jednak dodać dwa do dwóch, a nawet najbardziej zacofany uczeń zrozumie: jeśli to jest mądrość, to czym w tamtych czasach była głupota?! Jak prymitywni byli nasi przodkowie!

W tym świetle pomysł, że zaledwie kilka tysięcy temu po świecie jeździli dzicy w przepaskach biodrowych z grubo ciosanymi kamiennymi toporami, dla których nawet łuk i strzały wydawały się szczytem technologicznego geniuszu, wydaje się bardzo prawdopodobny. A nawet wcześniej? Zapomnij o tym! Małpy, po prostu małpy. Pewne sprzeczności z tym obrazem rozwoju cywilizacji - na przykład „ciemne wieki” średniowiecznej Europy Zachodniej czy niesamowite „siedem cudów świata” wydają się niczym innym jak wyjątkami potwierdzającymi regułę.

Prawo Archimedesa

Ale jak uzasadnione jest takie wywyższenie nad geniuszami minionych stuleci?

Czy prawdą jest, że gdyby choć jednego z nich przenieść w jakiś sposób do współczesności, każdy licealista z łatwością dorównałby mu poziomem rozwoju umysłowego? I mógł go powalić jakimś logarytmem albo całką?

Przejdźmy do jednego z najbardziej pozornie znanych myślicieli starożytnego świata. Archimedes. Wszyscy znają jego historię, prawda? Pojawiło się w niezliczonych książkach i filmach popularnonaukowych, a nawet w kilku kreskówkach dla dzieci. Zabawny starzec, który biegał nago po mieście krzycząc „Eureka!”, po tym jak poprzez prosty eksperyment we własnej łazience odkrył, że „na ciało zanurzone w cieczy działa siła wyporu równa ciężarowi wypartej cieczy” .”

Korzystając z tej zasady, zwanej później „prawem Archimedesa”, nauczył się mierzyć objętość ciał o dowolnie skomplikowanych kształtach. Po drodze pomógł tyranowi Syrakuz zdemaskować oszukańczego jubilera, który wykonał na zamówienie koronę nie z czystego złota, ale ze stopu złota i srebra. Był także znanym mechanikiem, autorem „Śruby Archimedesa” oraz licznych maszyn i mechanizmów wojskowych, które przerażały starożytnych rzymskich najeźdźców. Ci jednak, mimo wszelkich przebiegłych zamysłów wojskowych, jakimś cudem zajęli Syrakuzy, a biedny Archimedes zginął z rąk nieświadomego rzymskiego żołnierza za żądanie „nie dotykania jego rysunków”.

I tutaj powiedział także: „Dajcie mi punkt podparcia, a obrócę Ziemię!” - który pomimo imponującego brzmienia był jedynie ilustracją najprostszej mechanicznej zasady działania dźwigni. Cóż, to chyba wszystko, prawda?

Znajomość Ekumeny

Niestety, nawet nie blisko. Każda mniej lub bardziej poważna biografia powie nam, że Archimedes Archimedes był nie tylko wybitnym filozofem, przyrodnikiem i wynalazcą, ale przede wszystkim jednym z najwybitniejszych matematyków epoki grecko-rzymskiej. Daleki od bycia samoukiem, otrzymał doskonałe wykształcenie w Aleksandrii w Egipcie, głównym ośrodku naukowym tamtych czasów, i spędził całe życie na korespondencji z tamtejszymi naukowcami.

Ilość wiedzy dostępnej w Aleksandrii w III wieku p.n.e. przekracza wszelkie wyobrażenia, zawierała bowiem nie tylko osiągnięcia wszystkich ludów basenu Morza Śródziemnego, ale dzięki wyprawom Aleksandra Wielkiego także wiele tajemniczych cywilizacji Mezopotamia, Persja, a nawet Dolina Indusu. Możemy więc mieć nadzieję, że poprzez Archimedesa choć trochę dotkniemy wiedzy niemal całej „Ekumeny”.

Co więcej, historycy nauki słusznie uważają, że o Archimedesie wiemy znacznie więcej niż o jakimkolwiek innym starożytnym matematyku. Co prawda od razu dodają, że o innych praktycznie nic nie wiemy. Zatem o Archimedesie wiemy ofensywnie niewiele. Oczywiście nikt nie wątpił w doskonałą matematyczną reputację Archimedesa przez tysiące lat, jednak im dalej posuwał się, tym więcej pojawiało się pytań o to, jakie dokładnie wyniki i, co najważniejsze, JAK osiągnął.

Utracone dowody

Faktem jest, że bardzo niewiele oryginalnych dzieł Archimedesa przetrwało nie tylko do dziś, ale nawet do czasów renesansu, kiedy po raz pierwszy od wielu setek lat pojawiło się zainteresowanie poważną matematyką.

Nie mówimy oczywiście o rękopisach pisanych własnoręcznie, ale przynajmniej o wiarygodnych kopiach kopii lub pełnych tłumaczeniach na inne języki.

Niestety, ogromna część dziedzictwa starożytności zachowała się jedynie w cytatach innych, czasem znacznie późniejszych autorów, i dotyczy to nie tylko Archimedesa, ale absolutnie wszystkich innych wybitnych starożytnych uczonych i filozofów. To, co myślimy, że o nich wiemy, to tylko niewielka część tego, co faktycznie osiągnęli. Ponadto w tej niewielkiej części znajdują się niezliczone przypadkowe i celowe przeinaczenia dokonane przez wielu skrybów, tłumaczy i komentatorów, z których nie wszyscy byli jednakowo uczciwi i sumienni.

Co więcej, jak wielu matematyków dawnych epok, Archimedes w swoich dziełach nie zawsze podawał szczegółowe dowody swoich wzorów i twierdzeń. Wynikało to zarówno z faktu, że do praktycznego zastosowania dowód nie jest wymagany, jak i z faktu, że zawsze istniał krąg zazdrosnych ludzi, którzy chcieli przywłaszczyć sobie znaczący wynik. Zachowanie w tajemnicy sposobu dowodu umożliwiało potwierdzenie własnego autorstwa lub, jeśli zaszła taka potrzeba, obalenie autorstwa oszusta. Czasami, aby jeszcze bardziej zagmatwać sytuację, udostępniano fałszywe dowody ze celowo wprowadzonymi nieścisłościami i błędami.

Oczywiście, gdy wynik zyskał powszechne uznanie, nadal publikowano prawidłowe dowody, ale z oczywistych powodów liczba rękopisów, w których je zarejestrowano, była znacznie mniejsza niż liczba tych, które dostarczały jedynie ostatecznego rozwiązania. Sytuację dodatkowo komplikował fakt, że w matematyce starożytnej Grecji rysunki nie tylko ilustrowały tekst dowodu, ale same w sobie były jego istotną częścią – a nie każdy skryba miał wystarczające umiejętności w kopiowaniu skomplikowanych figur geometrycznych. Z tego powodu wiele dowodów zostało na zawsze utraconych.

Metoda Archimedesa

Przez około tysiąc lat wśród tych dzieł, na zawsze utraconych dla ludzkości, znajdował się traktat Archimedesa „Metoda twierdzeń mechaniki”, często nazywany po prostu „Metodą”. To właśnie w nim Archimedes szczegółowo wyjaśnił, w jaki sposób osiągnął niektóre ze swoich najbardziej niesamowitych wyników.

Jego znaczenie dla zrozumienia dziedzictwa tego starożytnego greckiego myśliciela jest tak wielkie, że historycy nauki czasami nazywają ten traktat „odlewem mózgu Archimedesa”. Bez dostępu choćby do fragmentów tego tekstu uznano, że określenie prawdziwego poziomu wiedzy i umiejętności matematycznych Archimedesa jest prawie niemożliwe.

Pierwszy promyk nadziei, że dzieło to może przetrwać, pojawił się już w połowie XIX wieku. Zajęcie Egiptu przez armię napoleońską i wywóz stamtąd do Europy ogromnej ilości dóbr kultury wzbudziły wśród ludzi oświeconych zainteresowanie badaniami nad Starożytnym Wschodem. Biblię uważano wówczas za kwintesencję całej historii starożytnej, jednak jej autorytet został w pewnym stopniu podważony przez krytykę ze strony myślicieli Oświecenia.

Bezpośrednie badanie zabytków dawnych cywilizacji otworzyło możliwość potwierdzenia tekstu biblijnego faktami, a wielu Europejczyków i Amerykanów z entuzjazmem podjęło się tego zadania. Niektórzy podróżowali po krajach Bliskiego Wschodu w poszukiwaniu zaginionych dzieł sztuki, niektórzy na własny koszt odkopywali ruiny zaginionych miast, a jeszcze inni poszukiwali dawno zapomnianych rękopisów w bibliotekach krajów Bliskiego Wschodu.

Badacz Biblii

Niestety, pomimo faktu, że wielu z tych „biblijnych naukowców” XIX wieku osiągnęło zdumiewające wyniki, w większości byli oni bardzo dalecy od profesjonalizmu. Co doskonale ilustruje kolejny odcinek. W latach czterdziestych XIX wieku w bibliotekach Konstantynopola pracował znany niemiecki „biblista” Constantin von Tischendorff.

Stamtąd przyniósł do domu interesującą go stronę rękopisu, na której zauważył na wpół wymazane skomplikowane obliczenia matematyczne w języku greckim.

Choć trudno to przyznać, najwyraźniej po prostu wyrwał ją z książki, gdy bibliotekarz patrzył w inną stronę. Teraz ta strona jest przechowywana w Bibliotece Uniwersytetu w Cambridge, zarówno jako dowód niesamowitego przypadkowego odkrycia, jak i barbarzyńskiego podejścia niektórych zachodnich „naukowców” do dziedzictwa starożytności.

Chociaż strona ta odegrała później rolę w odkryciu spuścizny Archimedesa, prawdziwą zasługą odkrycia książki, która później stała się znana jako Palimpsest Archimedesa, nie jest zasługa Tischendorfa, ale mało znanego tureckiego bibliotekarza. Tworząc katalog, zwrócił także uwagę na kierunki obliczeń matematycznych i zacytował ich fragment w katalogu bibliotecznym, który był wydawany i rozpowszechniany na całym świecie.

Niesamowity dokument

Na początku XX wieku katalog ten trafił w ręce duńskiego historyka i filologa Johanna Ludwigapalimsesta Archimedesa Heiberga, który był tak zaintrygowany, że nie był zbyt leniwy, aby dostać się do Konstantynopola, i osobiście zapoznał się z księgą w 1906 roku . To, co zobaczył, zszokowało go do głębi.

Okazuje się, że w jego ręce wpadł niesamowity dokument. Na pierwszy rzut oka dość zwyczajna księga liturgiczna z pustynnego klasztoru Mar Saba, niedaleko Jerozolimy, przepisana w XIII wieku. Jeśli jednak przyjrzeć się bliżej, w całym tekście liturgicznym można było dostrzec słabe linie wcześniejszej greki, pełne terminów naukowych i filozoficznych. Dla każdego specjalisty zaznajomionego z kulturą średniowiecza od razu było jasne, co to oznacza.

Niestety, pergamin, na którym spisano średniowieczne księgi, był robiony ze skóry cielęcej i był drogi. Dlatego braki w tym materiale często rozwiązywano dość prosto: mniej potrzebne książki dzielono na osobne kartki, z tych kartek usuwano atrament, a następnie ponownie je zszywano i nanoszono na nie nowy tekst. Termin „palimpsest” oznacza po prostu rękopis na usuniętym tekście.

W przypadku Palimpsestu Archimedesa każdy z oryginalnych arkuszy również został złożony na pół, tworząc mniejszą księgę. Dlatego okazało się, że nowy tekst został napisany na starym. Jako materiał pisarski nieznany mnich-pisarz wykorzystywał zbiory dzieł naukowych i politycznych, zebrane w Cesarstwie Bizantyjskim około lat pięćdziesiątych XIX wieku. Na szczęście czyszczenie nie zostało przeprowadzone zbyt dokładnie, co pozwoliło na odkrycie tekstu źródłowego.

Wstępne badanie Heiberga wykazało, że autorstwo dużej liczby tekstów z X wieku należy do samego Archimedesa, a co najważniejsze, wśród nich upragniona „Metoda” jest obecna niemal w całości! Niestety biblioteka zabroniła wynoszenia rękopisu ze swojego lokalu (po spotkaniu z takimi postaciami jak Tischendorf, kto może ich winić?), więc naukowiec zatrudnił fotografa, aby ponownie sfotografował dla niego cały kodeks. Następnie, uzbrojony jedynie w szkło powiększające, Heiberg zaczął skrupulatnie odszyfrowywać kserokopię. Udało mu się wiele uporządkować, a efekt końcowy ukazał się w latach 1910-15, a tłumaczenie na język angielski ukazało się dość szybko. Odkrycie zaginionego dzieła Archimedesa wywołało spore zamieszanie i trafiło nawet na pierwszą stronę New York Timesa.

Na tym jednak nie skończyły się trudne losy Palimpsestu Archimedesa. Podczas I wojny światowej (w wyniku której Imperium Osmańskie przestało istnieć) i podczas zniszczeń bezpośrednio po niej w Konstantynopolu nie było absolutnie czasu na starożytne rękopisy. Podobnie jak za czasów Napoleona z Egiptu, w latach dwudziestych XX wieku do Europy napłynął ogromny napływ tureckich kosztowności. Dopiero znacznie później udało się ustalić, że pewnemu prywatnemu kolekcjonerowi udało się zakupić i wywieźć Palimpsest do Paryża. Gdzie na długi czas stał się jedynie ciekawostką, obracającą się w świecie bardzo odległym od wiedzy.

Kod z zapomnienia

Zainteresowanie książką odżyło dopiero w 1971 roku, ponownie za sprawą znajdującego się w bibliotece katalogu Palimsest Archimedes. Znawca kultury starożytnej Grecji z Oksfordu, Nigel Wilson, zwrócił uwagę na ciekawy dokument z Biblioteki Cambridge, znaną nam już stronę, z grubsza wyrwaną przez Tischendorfa.

Faktem jest, że wyszukiwanie w starożytnych słownikach greckich wykazało, że niektóre terminy użyte na stronie były charakterystyczne specjalnie dla dzieł Archimedesa.

Wilson otrzymał pozwolenie na dokładniejsze zbadanie dokumentu i nie tylko potwierdził przynależność strony do palimpsestu, ale także udowodnił, że przy pomocy niedostępnych wcześniej technologii (takich jak oświetlenie ultrafioletowe) można całkowicie odtworzyć X-wieczny tekst.

Pozostało tylko odnaleźć kod, który popadł w zapomnienie. Świat akademicki rozpoczął intensywne poszukiwania, ale bez skutku. Wreszcie w 1991 roku pracownik jednego z wiodących domów aukcyjnych na świecie, Christie's, otrzymał list od pewnej francuskiej rodziny, w którym stwierdzono, że chcą wystawić na aukcji ten sam Palimpsest. Wiadomość przyjęto z pewnym sceptycyzmem, ale późniejsze badanie dało nieoczekiwanie pozytywny werdykt.

W wyniku sensacyjnej licytacji dokument został sprzedany anonimowemu miliarderowi za 2 miliony dolarów. Wszyscy naukowcy na świecie wstrzymali oddech – wszak za wolą nowego właściciela książka mogła po prostu zostać zamknięta na zawsze w sejfie.

Prawdziwy koszmar

Na szczęście obawy okazały się bezpodstawne. Kiedy Will Noel, kustosz rękopisów w Walters Museum of Art w Baltimore (USA), zwrócił się do agenta właściciela z prośbą o pozwolenie na renowację i badanie Palimpsestu, jego inicjatywa została przyjęta z entuzjazmem. Mówią, że miliarder dorobił się fortuny na wysokich technologiach i dlatego nie był tak daleko od nauki i jej zainteresowań.

Od 1999 do 2008 roku W renowację i skanowanie Palimpsestu Archimedesa zaangażowana była cała grupa specjalistów z różnych dziedzin, od filologii i historii sztuki po spektroskopię i komputerową analizę danych. To nie była łatwa praca.

Sam Noel opisuje swoje pierwsze wrażenie po obejrzeniu rękopisu: „Byłem przerażony, zniesmaczony, to absolutnie obrzydliwy dokument, wygląda bardzo, bardzo, bardzo brzydko, wcale nie jak jakiś wielki artefakt. Po prostu koszmar, prawdziwy koszmar! Spalony, z dużą ilością kleju PVA na końcu, pod smugami tego kleju ukryta jest znaczna część tekstu Archimedesa, który mieliśmy zamiar odrestaurować. Wszędzie pełno szpachli papierowej, strony przyklejone paskami papieru. Po prostu brak słów, aby opisać zły stan Palimpsestu Archimedesa.

W klasztorze księga była aktywnie wykorzystywana podczas nabożeństw, dlatego w wielu miejscach jest poplamiona woskiem ze świec. W tajemniczym okresie 1920-1990. chcąc podnieść wartość rękopisu, na niektórych stronach ktoś sfałszował kolorowe miniatury „starożytnego bizantyjskiego”. Jednak głównym problemem było to, że cały kodeks został poważnie uszkodzony przez pleśń, która w niektórych miejscach przeżarła strony.

Ziarna piasku we wszechświecie

Ale były też radości. Kiedy kodeks został wyhaftowany na osobne arkusze, odkryto, że palimsest Archimedesa, czyli wiele linijek tekstu Archimedesa, zostało ukrytych wewnątrz oprawy i dlatego były niedostępne dla Heiberga - czasami były to kluczowe punkty w dowodzie twierdzeń.

Fotografia w różnych zakresach widma elektromagnetycznego, od podczerwieni po promieniowanie rentgenowskie, a następnie komputerowa obróbka obrazu, pozwoliła zrekonstruować litery tekstu z X wieku, nawet tam, gdzie były w jakiś sposób ukryte lub całkowicie niewidoczne gołym okiem.

Ale po co ta cała żmudna praca? Po co szukać przez wiele lat? Co można znaleźć w tekście dzieł Archimedesa, a zwłaszcza w ukrytej przed nami przez tysiąclecia „Metodzie”, co uzasadniałoby entuzjazm naukowców w stosunku do Palimpsestu Archimedesa?

Już dawno było wiadomo, że Archimedes interesował się bardzo dużymi liczbami i bardzo małymi ilościami oraz łączeniem ich ze sobą. Na przykład, aby obliczyć obwód koła, wpisał go w wielokąt o dużej liczbie boków, ale małej długości. Albo interesowała go liczba maleńkich ziarenek piasku we Wszechświecie, którą przedstawiano jako liczbę ogromną. Jest to przybliżenie tego, co obecnie nazywa się ilościami nieskończenie dużymi i nieskończenie małymi. Ale czy Archimedes był w stanie operować matematyczną nieskończonością w prawdziwym, nowoczesnym znaczeniu tego słowa?

Całki Archimedesa

Na pierwszy rzut oka nieskończoność to nic innego jak abstrakcyjna abstrakcja matematyczna. Ale dopiero gdy matematycy nauczyli się operować tą kategorią, pojawiła się tak zwana „analiza matematyczna”, matematyczne podejście do opisu wszelkich zmian, a w szczególności ruchu. Podejście to leży u podstaw niemal wszystkich współczesnych obliczeń inżynieryjnych, fizycznych, a nawet ekonomicznych, bez niego nie da się zbudować drapacza chmur, zaprojektować samolotu ani obliczyć wystrzelenia satelity na orbitę.

Podstawy naszej współczesnej analizy matematycznej, rachunku różniczkowego i całkowego, stworzyli Newton i Leibniz pod koniec XVII wieku i niemal natychmiast świat zaczął się zmieniać. Tym samym właśnie praca z nieskończonością odróżnia cywilizację trakcji konnej i wiatraków nie tylko od cywilizacji komputerów i statków kosmicznych, ale nawet od cywilizacji parowozów i kolei.

Kwestia nieskończoności ma więc ogromne, można by powiedzieć, „cywilizacyjne” znaczenie. A po pracach Heiberga na początku XX wieku, a w szczególności po pracy zespołu Noela kilka lat temu, która kropkowała wiele „i”, odpowiedź na to pytanie jest bardzo jasna i dobitna: tak, Archimedes znał pojęcie nieskończoności bardzo dobrze i nie tylko teoretycznie z nim współpracowałem, ale także praktycznie wykorzystałem go w obliczeniach! Jego obliczenia są bez zarzutu, a dowody wytrzymują dokładne testy przez współczesnych matematyków. To zabawne, że dość często używa tego, co we współczesnej matematyce nazywa się „sumami Riemanna”, na cześć słynnego matematyka… XIX wieku.

Przy obliczaniu objętości Archimedes posługuje się techniką, którą można nazwać jedynie rachunkiem całkowym. To prawda, jeśli szczegółowo przeczytasz jego obliczenia, masz wrażenie, że jest to rachunek całkowy „z innego świata”. Choć wiele ma wspólnego z tym, co znamy dzisiaj, niektóre podejścia wydają się zupełnie obce i nienaturalne. Nie są ani gorsi, ani lepsi, są po prostu inni. I to wywołuje ciarki na plecach: to wyższa matematyka, genetycznie w żaden sposób nie powiązana ze współczesną matematyką! Tysiące lat po Archimedesie współcześni naukowcy wymyślili to wszystko od nowa, z tą samą treścią, ale w nieco innej formie.

Metoda wyczerpania

Niestety, Palimpsest Archimedesa nie daje i nie może odpowiedzieć na intrygujące pytanie: na ile takie metody obliczeń były charakterystyczne dla Archimedesa i odzwierciedlały jego własny geniusz, a na ile były typowe dla grecko-rzymskich matematyków i inżynierów w ogóle? Co najmniej jedna metoda obliczeń, rodzaj rachunku różniczkowego, który opanował Archimedes, sięga około V wieku p.n.e. mi. Jest to „metoda wyczerpania”, której rozwój w starożytnej Grecji zwykle kojarzy się z imieniem Eudoksosa z Knidos, choć istnieją dowody, że była ona znana wcześniej.

Oczywiście metodę tę wynaleziono później na nowo lub zrekonstruowano w XVII wieku. Doświadczenia matematyki ostatnich stuleci podpowiadają, że naukowcy posiadający doskonałą znajomość matematyki stosowanej bardzo rzadko są odpowiedzialni za przełomy teoretyczne. Archimedes jest przede wszystkim naukowcem stosowanym, interesują go problemy obliczania określonych długości, pól i objętości.

Może się zatem zdarzyć, że jego metodologia pracy z ilościami nieskończonymi została przez niego nie tyle rozwinięta, co udoskonalona lub przerobiona. Ale gdyby naukowcy z Aleksandrii lub innej szkoły naukowej starożytnego świata biegle posługiwali się analizą matematyczną, kluczem do nowoczesnej technologii, co jeszcze mogliby wiedzieć i potrafić? Horyzonty, jakie otwiera takie założenie, zapierają dech w piersiach.

Gorzka lekcja

Teraz, gdy znamy historię Palimpsestu Archimedesa, możemy cofnąć się i pomyśleć. Tak, niestety, odkrycie nastąpiło późno. W XX wieku stał się sensacją, ale sensacją jedynie wśród specjalistów w dziedzinie historii nauki. Ale co by się stało, gdyby jego historia potoczyła się inaczej? Gdyby ten rękopis wpadł w ręce naukowców 100, 300, 500 lat wcześniej? Co by było, gdyby Newton przeczytał tę książkę jeszcze w szkole? Albo Kopernik? Albo Leonardo da Vinci?

Współcześni badacze śmiało twierdzą, że nawet dla XIX-wiecznych matematyków praca ta miałaby znaczenie nie tylko akademickie. Dla matematyków XVII-XVIII wieku jego znaczenie byłoby ogromne.

A w okresie renesansu, gdyby wpadł w odpowiednie ręce, wywołałby po prostu efekt eksplozji bomby, całkowicie zmieniając przyszły rozwój matematyki i inżynierii. Co straciliśmy, tracąc na wieki dostęp do tylko jednej starożytnej księgi? Miasta na Marsie, statki międzygwiezdne, przyjazne dla środowiska reaktory termojądrowe? Nigdy nie będziemy wiedzieć...

Ale tej gorzkiej lekcji nie można zmarnować. Ile równie ważnych, a może nawet cenniejszych ksiąg i dokumentów wciąż jest przed nami ukrytych? Czy leży na zakurzonych półkach w archiwach i bibliotekach, pochowana w muzealnych magazynach, zamknięta w ognioodpornych szafach kolekcjonerów? Ile tajemnic skrywają nieodszyfrowane tablice klinowe i napisy na ścianach starożytnych budowli?

Jeśli tekst napisany w latach 200. XX w. p.n.e. nadal można uznać za rewolucyjny nie mniej niż dwa tysiące lat później, czy istnieją starożytne dzieła, które mogą zapewnić znaczący impuls dzisiejszej nauce i technologii? Podejmujemy ryzyko i nigdy się nie dowiemy, jeśli nie pozbędziemy się arogancko ignoranckiego wyobrażenia o „prymitywności” naszych przodków.

W kwietniu 2017 roku minęła 282. rocznica urodzin wybitnego „Archimedesa naszych czasów”, jak Gabriel Derzhavin, słynny poeta i mąż stanu XVIII wieku, nazywał się Kulibin.

Chłopaki, chcemy przedstawić Wam wybitnego rosyjskiego samouka mechanika, naukowca, wynalazcę i inżyniera - Iwana Pietrowicza Kulibina. Zasłynął dzięki swoim wynalazkom i ofiarnej pracy w dziedzinie nauki i technologii.

Iwan Pietrowicz nie miał specjalnego wykształcenia technicznego. Przypisuje się mu jednak około 40 najważniejszych wynalazków w dziedzinie mechaniki, optyki, hydrodynamiki, fizyki, mechanizmów zegarowych, budowy mostów, a nawet produkcji samochodów. Kulibin znacznie wyprzedził swoją epokę: stworzył urządzenia mechaniczne i zaproponował projekty, z których wiele doceniono dopiero sto lat później.

Iwan Pietrowicz Kulibin urodził się w 1735 roku w Niżnym Nowogrodzie, w rodzinie małego handlarza mąką. Jego wykształcenie było więcej niż skromne – czytania i pisania uczył się u miejscowego kościelnego*. Chłopiec wykazywał niezwykłe zdolności do nauki – szybko opanował nauczany materiał. Następnie Iwan samodzielnie zaczął pojmować nauki, do których wzywało jego serce.

*Sekretarz — urzędnik w agencjach rządowych.

Już jako dziecko mała Wania interesowała się wewnętrzną istotą rzeczy. "Jak to działa?" — w poszukiwaniu odpowiedzi rozbierał i składał wszystko, co wpadło mu w ręce. Poświęcił dużo czasu na badanie różnych mechanizmów zegarów. Ivan naprawdę kochał zegarki! Ojciec miał nadzieję, że syn będzie kontynuował swój biznes i zacznie handlować w sklepie, ale dociekliwy młodzieniec starał się studiować mechanikę, gdzie jego zdolności ujawniły się bardzo wcześnie.

Wszędzie ujawniała się żarliwa natura wynalazcy. Na przykład w ogrodzie domu mojego ojca był staw, który wysychał latem. Młody Kulibin wymyślił urządzenie hydrauliczne, za pomocą którego woda z sąsiedniej góry zbierała się do basenu, skąd trafiała do stawu, a nadmiar wody ze stawu odprowadzano na zewnątrz, zamieniając staw w płynący, w którym mogły pływać ryby. być znalezionym.

Sąsiedzi nie mogli się nachwalić utalentowanego młodzieńca, który w ciągu kilku minut potrafił naprawić nie tylko zegarki, ale także maszyny fabryczne, takie jak tokarki!

Sława samouka wynalazcy przekroczyła granice Niżnego Nowogrodu i rozprzestrzeniła się po całej Rosji. Ale prawdziwa sława przyszła do Iwana Kulibina w momencie, gdy w 1764 roku udał się do Petersburga i podarował cesarzowej Katarzynie II wyjątkowy zegarek jajeczny, nad którym pracował ponad dwa lata. Zegar wielkości gęsiego jaja składał się z 427 części, które można zobaczyć jedynie pod lupą. Bili co godzinę, pół, a nawet kwadrans. Obudowa „zegara w kształcie jajka” (jak go nazywał Kulibin) została wykonana z pozłacanego srebra i pokryta misternymi wzorami. Dolna połowa koperty odchyliła się do tyłu i wtedy było widać tarczę i małe, eleganckie wskazówki.

Ponadto w zegarze znajdował się malutki miniaturowy teatr. Po każdej godzinie drzwi otwierały się, odsłaniając złoty pałac, w którym automatycznie rozgrywał się spektakl. Przy „Grobowi Świętym” stali żołnierze z włóczniami. Drzwi wejściowe były zablokowane kamieniami. Pół minuty po otwarciu pałacu pojawił się anioł, kamień został odsunięty, drzwi się otworzyły, a wojownicy dotknięci strachem upadli na twarze. Pół minuty później pojawiły się „niewiasty niosące mirrę”, zadzwoniły dzwony i trzykrotnie odśpiewano werset „Chrystus zmartwychwstał”. Wszystko ucichło, a drzwi pałacu zamknęły się.

Postacie aniołów, wojowników i kobiet niosących mirrę odlano ze złota i srebra. Za pomocą specjalnych strzałek można było w dowolnym momencie wywołać akcję teatralną. W południe zegar zagrał hymn ułożony przez Kulibina na cześć cesarzowej. Obecnie ten wyjątkowy zegarek można oglądać w Ermitażu.

Zachwycona cesarzowa natychmiast mianowała Kulibina szefem głównego warsztatu mechanicznego Akademii Nauk w Petersburgu. Iwan Pietrowicz Kulibin przeprowadził się z rodziną do Petersburga i przez trzydzieści lat pracował w Akademii, przynosząc ogromne korzyści swojej ojczyźnie i narodowi. Sprzęt budowlany, transport, komunikacja, rolnictwo i inne gałęzie przemysłu przechowują wspaniałe wynalazki Iwana Kulibina.

Mając wielką sławę, Iwan Pietrowicz był osobą bardzo skromną. Nikogo nie uczył ani nie pouczał. Nigdy nie palił tytoniu, nie grał w karty i nie pił alkoholu. Pisał poezję. Iwan Pietrowicz był absolutnie obojętny nie tylko na sławę, ale także na pieniądze: rozdawał ludziom swoje wynalazki. Wszystkie zarobione pieniądze wydawał na dokonywanie wynalazków oraz zakup niezbędnych części i narzędzi.

Jego rodzina żyła bardzo skromnie. Iwan Pietrowicz poświęcił cały swój czas i talent dla dobra ludu. Dziś pierwotni wynalazcy-samouki nazywają się Kulibins.

Przygotowane przez Innę Bakanovą

Iwan Pietrowicz Kulibin

Najbardziej słynny wynalazki Iwan Kulibina

Kieszonkowy zegarek planeta z siedmioma rękami

Pokazują godziny, minuty, sekundy, dni tygodnia, miesiące, fazy księżyca oraz godziny wschodu i zachodu słońca w Moskwie i Petersburgu, a także godzinę świtu. Zegarek ten nie zachował się, można go sobie wyobrazić jedynie na podstawie rysunków i rysunków samego wynalazcy.

Wodochod

Wiedząc o ciężkiej pracy zwykłych ludzi, którzy przy pomocy swojej siły fizycznej dociągnęli statek do brzegu, Kulibin postanowił wynaleźć statek rzeczny, który mógłby poruszać się pod prąd bez użycia siły ze strony ludzi i zwierząt. W 1782 roku Kulibin wynalazł taki statek. Mimo udanych testów z jakiegoś powodu nie korzystali z dróg wodnych.

Telegraf optyczny

Rozumiejąc znaczenie szybkiej komunikacji dla tak dużego kraju jak Rosja, Kulibin w 1794 roku opracował projekt telegrafu semaforowego. Rozwiązał problem doskonale i dodatkowo opracował oryginalny kod do skrzyń biegów. Wynalazek Kulibina odniósł skutek, lecz Akademia Nauk „nie znalazła pieniędzy na budowę linii telegraficznej”.

Reflektor

W 1779 roku Kulibin zaprojektował swoją słynną latarnię z odbłyśnikiem, który dawał mocne światło prostej świecy. Światło świecy odbijało się w wielu lustrach sklejonych w jedno duże wklęsłe lustro. Odbite światło świecy można łatwo skierować w wybrane miejsce, obracając korpus reflektora. Wynaleziony reflektor umożliwił dostrzeżenie osoby w ciemności z odległości ponad 500 kroków. W dzień i przy dobrej pogodzie światło reflektora Kulibina było widoczne z odległości 10 km. Wynalazca chciał wykorzystać latarnię na statkach morskich i latarniach morskich lub do oświetlania ulic, jednak w czasach Kulibina latarnia nie znalazła zastosowania. Dopiero sto lat później na jego podstawie wynaleziono reflektory i reflektory. Latarnia Kulibina znajduje się w Muzeum Floty Rzecznej (Niżny Nowogród).

„Mechaniczna noga”

W 1791 roku wynalazca opracował projekt „mechanicznej nogi” dla oficera, który stracił nogę w bitwie pod Oczakowem. Proteza Kulibinsky'ego praktycznie zastąpiła utraconą nogę. Proteza składała się z oddzielnych bloków połączonych zawiasami, oponami i kółkami, umożliwiała zginanie w stawie kolanowym i imitowała ludzką nogę. Później Kulibin wymyślił protezę, która miała zastąpić nogę amputowaną powyżej kolana. Mechanizm ruchu pozwolił na odtworzenie ruchów uda i podudzia w sposób zbliżony do naturalnego.

Podnieś krzesło

W 1793 roku Kulibin stworzył krzesło podnośne, prototyp nowoczesnej windy. Mechanizm podnoszący fotela obsługiwany był przy pomocy jednej lub dwóch osób, które podnosiły kabinę za pomocą specjalnych nakrętek poruszających się po dwóch pionowo zamontowanych śrubach pociągowych. Krzesło to zostało zainstalowane w Pałacu Zimowym, gdzie służyło przez trzy lata. Po śmierci cesarzowej Katarzyny II o windzie zapomniano, a urządzenie dźwigowe zamurowano. Dopiero na początku XXI wieku podczas renowacji odkryto fragmenty urządzenia podnoszącego.

Łukowaty drewniany most

W 1776 roku Kulibin opracował projekt łukowego drewnianego jednoprzęsłowego mostu przez Newę. Komisja Akademii Nauk uznała, że ​​obliczenia Kulibina były prawidłowe i most można zbudować. Nie podjęto jednak żadnej decyzji o budowie mostu. Prawdopodobnie jednym z głównych argumentów przeciwko temu była obawa, że ​​taka konstrukcja szybko straci swoją odporność, gdy drewniane elementy zgniją. W dziedzinie budownictwa mostów drewnianych projekt Kulibina do dziś pozostaje niezrównanym osiągnięciem.

Trójkołowy wózek-skuter

Trójkołowy mechanizm mógł osiągać prędkość do 16,2 km/h i zawierał podstawowe podwozie samochodu: skrzynię biegów, hamulec, koło zamachowe i łożyska toczne. Wózek przeznaczony był dla jednego lub dwóch pasażerów i napędzany był pedałami, na których stała osoba, naprzemiennie naciskając je stopami. Na podstawie rysunków Kulibina odtworzono działający model hulajnogi. Obecnie można go oglądać w Muzeum Politechnicznym.*

* Muzeum Nauki i Przemysłu — jedno z najstarszych muzeów naukowo-technicznych na świecie, zlokalizowane w Moskwie na placu Nowaja. Gromadzi ponad 190 tysięcy obiektów muzealnych, około 150 zbiorów muzealnych z różnych dziedzin techniki i wiedzy naukowej.

Każda nowa opowieść o pisarzu i astrofizyku, doktorze nauk fizycznych i matematycznych Nikołaju Nikołajewiczu Gorkavym (Nick. Gorkavy) to opowieść o tym, jak ważnych odkryć dokonano w tej czy innej dziedzinie nauki. I to nie przypadek, że bohaterami jego popularnonaukowych powieści i baśni była księżniczka Dzintara i jej dzieci - Galatea i Andrei, ponieważ pochodzą z rasy tych, którzy starają się „wiedzieć wszystko”. Bajki opowiadane dzieciom przez Dzintarę znalazły się w zbiorze „Gwiezdna Witamina”. Okazała się na tyle ciekawa, że ​​czytelnicy domagali się kontynuacji. Zapraszamy do zapoznania się z niektórymi baśniami z przyszłego zbioru „The Makers of Times”. Oto pierwsza publikacja.

Największy naukowiec starożytnego świata, starożytny grecki matematyk, fizyk i inżynier Archimedes (287–212 p.n.e.) pochodził z Syrakuz, greckiej kolonii na największej wyspie Morza Śródziemnego – Sycylii. Starożytni Grecy, twórcy kultury europejskiej, osiedlili się tam prawie trzy tysiące lat temu – w VIII wieku p.n.e., a do czasu narodzin Archimedesa Syrakuzy były kwitnącym miastem kulturalnym, domem dla filozofów i naukowców, poetów i mówcy.

Kamienne domy mieszczan otaczały pałac króla Syrakuz Hierona II, a wysokie mury chroniły miasto przed wrogami. Mieszkańcy uwielbiali gromadzić się na stadionach, gdzie rywalizowali biegacze i dyski, oraz w łaźniach, gdzie nie tylko się myli, ale także odpoczywali i wymieniali wiadomościami.

Tego dnia w łaźniach na głównym placu miasta panował hałas – śmiechy, krzyki, pluskająca woda. Młodzi ludzie kąpali się w dużym basenie, a starsi, trzymając w rękach srebrne kieliszki z winem, toczyli spokojną rozmowę na wygodnych kanapach. Słońce zajrzało na dziedziniec łaźni, oświetlając drzwi prowadzące do osobnego pomieszczenia. W nim, w małym basenie przypominającym wannę, siedział samotnie mężczyzna, który zachowywał się zupełnie inaczej niż pozostali. Archimedes – i to był on – zamknął oczy, ale po jakichś nieuchwytnych znakach było jasne, że ten człowiek nie śpi, ale intensywnie myśli. W ostatnich tygodniach naukowiec był tak pogrążony w myślach, że często zapominał nawet o jedzeniu, a jego rodzina musiała pilnować, aby nie był głodny.

Zaczęło się od tego, że król Hieron II zaprosił Archimedesa do swojego pałacu, nalał mu najlepszego wina, zapytał o zdrowie, a następnie pokazał mu złotą koronę wykonaną dla władcy przez nadwornego jubilera.

„Nie wiem zbyt wiele o biżuterii, ale wiem o ludziach” – powiedział Hieron. - A ja myślę, że jubiler mnie oszukuje.

Król wziął ze stołu sztabkę złota.

Dałem mu dokładnie tę samą sztabkę i zrobił z niej koronę. Masa korony i sztabki jest taka sama, mój służący to sprawdził. Ale nadal mam wątpliwości: czy w koronie jest domieszka srebra? Ty, Archimedesie, jesteś największym naukowcem Syrakuz i proszę cię, abyś to sprawdził, bo jeśli król założy fałszywą koronę, nawet chłopcy ulicy będą się z niego śmiać…

Władca wręczył Archimedesowi koronę i sztabkę ze słowami:

Jeśli odpowiesz na moje pytanie, zatrzymasz złoto dla siebie, ale ja nadal będę twoim dłużnikiem.

Archimedes wziął koronę i sztabę złota, opuścił pałac królewski i odtąd utracił spokój i sen. Jeśli on nie rozwiąże tego problemu, to nikt też nie będzie w stanie tego zrobić. Rzeczywiście Archimedes był najsłynniejszym naukowcem Syrakuz, studiował w Aleksandrii, przyjaźnił się z szefem Biblioteki Aleksandryjskiej, matematykiem, astronomem i geografem Eratostenesem oraz innymi wielkimi myślicielami Grecji. Archimedes zasłynął dzięki licznym odkryciom z matematyki i geometrii, położył podwaliny pod mechanikę i był autorem kilku wybitnych wynalazków.

Zdziwiony naukowiec wrócił do domu, położył koronę i sztabkę na wadze, uniósł je za środek i upewnił się, że ciężar obu przedmiotów był taki sam: misy kołysały się na tym samym poziomie. Archimedes znał gęstość czystego złota, musiał obliczyć gęstość korony (waga podzielona przez objętość). Jeśli w koronie znajduje się srebro, jego gęstość powinna być mniejsza niż gęstość złota. A ponieważ ciężary korony i sztabki są takie same, objętość fałszywej korony powinna być większa niż objętość sztabki złota. Objętość wlewka można zmierzyć, ale jak określić objętość korony, która ma tak wiele zębów i płatków o skomplikowanym kształcie? Ten problem dręczył naukowca. Był znakomitym geometrą, rozwiązał np. trudny problem - wyznaczenie pola i objętości kuli i opisanego wokół niej walca, ale jak znaleźć objętość ciała o złożonym kształcie? Potrzebne jest zasadniczo nowe rozwiązanie.

Archimedes przyszedł do łaźni, aby zmyć kurz z upalnego dnia i odświeżyć zmęczoną myśleniem głowę. Zwykli ludzie podczas kąpieli w łaźni mogli rozmawiać i żuć figi, ale myśli Archimedesa o nierozwiązanym problemie nie opuszczały go ani w dzień, ani w nocy. Jego mózg szukał rozwiązania, chwytając się jakiejkolwiek wskazówki.

Archimedes zdjął chiton, położył go na ławce i podszedł do małego basenu. Woda rozpryskała się w nim trzy palce poniżej krawędzi. Kiedy naukowiec zanurzył się w wodzie, jej poziom zauważalnie się podniósł, a pierwsza fala rozbiła się nawet o marmurową podłogę. Naukowiec zamknął oczy, ciesząc się przyjemnym chłodem. Myśli o objętości korony nieustannie kłębiły się w mojej głowie.

Nagle Archimedes poczuł, że wydarzyło się coś ważnego, ale nie rozumiał co. Otworzył oczy ze złości. Od strony dużego basenu słychać było głosy i czyjąś zawziętą kłótnię – wydawało się, że chodzi o ostatnie prawo władcy Syrakuz. Archimedes zamarł, próbując zrozumieć, co się stało? Rozejrzał się: woda w basenie nie sięgała krawędzi tylko na jeden palec, a gdy wszedł do wody, jej poziom był już niższy.

Archimedes wstał i opuścił basen. Kiedy woda się uspokoiła, znów była trzy palce poniżej krawędzi. Naukowiec ponownie wszedł do basenu - woda posłusznie podniosła się. Archimedes szybko oszacował wielkość basenu, obliczył jego powierzchnię, a następnie pomnożył ją przez zmianę poziomu wody. Okazało się, że objętość wody wypartej przez jego ciało jest równa objętości ciała, jeśli przyjmiemy, że gęstość wody i ciała człowieka są prawie takie same, a każdy decymetr sześcienny, czyli sześcian wody o boku dziesięciu centymetrów można porównać do kilograma wagi samego naukowca. Ale podczas nurkowania ciało Archimedesa straciło na wadze i unosiło się w wodzie. W jakiś tajemniczy sposób wyparta przez ciało woda odebrała mu ciężar...

Archimedes zdał sobie sprawę, że jest na właściwej drodze, a natchnienie niosło go na potężnych skrzydłach. Czy można zastosować znalezione prawo dotyczące objętości wypartego płynu do korony? Z pewnością! Należy opuścić koronę do wody, zmierzyć przyrost objętości płynu, a następnie porównać go z objętością wody wypartej przez sztabkę złota. Problem rozwiązany!

Według legendy Archimedes ze zwycięskim okrzykiem „Eureka!”, co po grecku oznacza „znaleziony!”, wyskoczył z basenu i zapominając założyć chiton, pobiegł do domu. Musiałem pilnie sprawdzić swoją decyzję! Biegł przez miasto, a mieszkańcy Syrakuz machali do niego rękami na powitanie. Jednak nie codziennie odkrywane jest najważniejsze prawo hydrostatyki i nie codziennie można zobaczyć nagiego mężczyznę biegnącego po centralnym placu Syrakuz.

Następnego dnia król został poinformowany o przybyciu Archimedesa.

„Rozwiązałem problem” – powiedział naukowiec. - W koronie jest naprawdę dużo srebra.

Skąd to wiedziałeś? – zapytał władca.

Wczoraj w łaźni domyśliłem się, że ciało zanurzone w kałuży wody wypiera objętość płynu równą objętości samego ciała, a przy tym traci na wadze. Wracając do domu, przeprowadziłem wiele eksperymentów z wagą zanurzoną w wodzie i udowodniłem, że ciało w wodzie traci dokładnie tyle masy, ile waży wypierana przez nie ciecz. Dlatego człowiek może pływać, ale sztabka złota nie, ale w wodzie nadal waży mniej.

A jak to świadczy o obecności srebra w mojej koronie? - zapytał król.

„Powiedz mi, żebym przyniósł kadź z wodą” – poprosił Archimedes i wyjął wagę. Podczas gdy słudzy wlekli kadź do komnat królewskich, Archimedes położył na wadze koronę i sztabkę. Równoważyli się nawzajem.

Jeśli w koronie znajduje się srebro, wówczas objętość korony jest większa niż objętość wlewka. Oznacza to, że korona po zanurzeniu w wodzie straci na wadze, a łuski zmienią swoje położenie” – powiedział Archimedes i ostrożnie zanurzył obie łuski w wodzie. Miska z koroną natychmiast się podniosła.

Jesteś naprawdę wielkim naukowcem! - zawołał król. - Teraz mogę zamówić dla siebie nową koronę i sprawdzić, czy jest prawdziwa, czy nie.

Archimedes ukrył uśmiech w brodzie: zrozumiał, że prawo, które odkrył dzień wcześniej, jest o wiele cenniejsze niż tysiąc złotych koron.

Prawo Archimedesa przeszło do historii na zawsze, wykorzystuje się je przy projektowaniu wszelkich statków. Setki tysięcy statków pływa po oceanach, morzach i rzekach, a każdy z nich unosi się na powierzchni wody dzięki sile odkrytej przez Archimedesa.

Kiedy Archimedes się zestarzał, jego wymierne studia naukowe nagle się skończyły, podobnie jak spokojne życie mieszczan – szybko rozwijające się Cesarstwo Rzymskie postanowiło podbić żyzną wyspę Sycylię.

W 212 p.n.e. do wyspy zbliżyła się ogromna flota galer wypełniona rzymskimi żołnierzami. Przewaga siłowa Rzymian była oczywista, a dowódca floty nie miał wątpliwości, że Syrakuzy zostaną bardzo szybko zdobyte. Tak się jednak nie stało: gdy tylko galery zbliżyły się do miasta, z murów uderzyły potężne katapulty. Rzucali ciężkimi kamieniami z taką celnością, że galery najeźdźców rozbiły się na drzazgi.

Wódz rzymski nie był zagubiony i rozkazał kapitanom swojej floty:

Przyjdź pod same mury miasta! Z bliskiej odległości katapulty nie będą się nas bać, a łucznicy będą mogli celnie strzelać.

Kiedy flota ze stratami przedarła się do murów miasta i przygotowała się do szturmu, na Rzymian czekała nowa niespodzianka: teraz lekkie pojazdy miotające obrzuciły ich gradem kul armatnich. Opuszczające haki potężnych żurawi chwyciły rzymskie galery za dzioby i uniosły je w powietrze. Galery przewróciły się, upadły i zatonęły.

Słynny historyk starożytny Polibiusz tak pisał o szturmie na Syrakuzy: „Rzymianie mogliby szybko opanować miasto, gdyby ktoś usunął spośród Syrakuz jednego starca”. Tym starcem był Archimedes, który zaprojektował maszyny do rzucania i potężne dźwigi, aby chronić miasto.

Szybkie zdobycie Syrakuz nie powiodło się i rzymski dowódca wydał rozkaz odwrotu. Znacznie zredukowana flota wycofała się na bezpieczną odległość. Miasto przetrwało dzięki geniuszowi inżynierii Archimedesa i odwadze mieszkańców. Zwiadowcy przekazali rzymskiemu dowódcy nazwisko naukowca, który stworzył tak nie do zdobycia obronę. Dowódca zdecydował, że po zwycięstwie musi zdobyć Archimedesa jako najcenniejsze trofeum wojskowe, bo on sam był wart całej armii!

Dzień po dniu, miesiąc po miesiącu ludzie stali na straży na murach, strzelali z łuków i ładowali katapulty ciężkimi kamieniami, które niestety nie dosięgały celu. Chłopcy przynosili żołnierzom wodę i żywność, lecz nie pozwolono im walczyć – byli jeszcze za młodzi!

Archimedes był stary, podobnie jak dzieci nie potrafił strzelać z łuku tak daleko, jak młodzi i silni mężczyźni, ale miał potężny mózg. Archimedes zebrał chłopców i zapytał ich, wskazując na wrogie galery:

Chcesz zniszczyć rzymską flotę?

Jesteśmy gotowi, powiedz nam, co mamy robić!

Mądry starzec wyjaśnił, że będzie musiał ciężko pracować. Rozkazał każdemu chłopcu wziąć z przygotowanego już stosu dużą miedzianą blachę i położyć ją na gładkich kamiennych płytach.

Niech każdy z Was wypoleruje prześcieradło, aby świeciło w słońcu jak złoto. A jutro pokażę wam, jak zatopić rzymskie galery. Pracuj, przyjaciele! Im lepiej dzisiaj wypolerujesz miedź, tym łatwiej będzie nam walczyć jutro.

Czy będziemy walczyć sami? – zapytał mały kędzierzawy chłopiec.

Tak – powiedział stanowczo Archimedes – jutro wszyscy będziecie na polu bitwy wraz z żołnierzami. Każdemu z Was uda się dokonać wyczynu, a wtedy powstaną o Was legendy i pieśni.

Trudno opisać entuzjazm, jaki ogarnął chłopców po przemówieniu Archimedesa, którzy energicznie rozpoczęli polerowanie miedzianych blach.

Następnego dnia w południe słońce prażyło na niebie, a flota rzymska stała nieruchomo na kotwicy na zewnętrznej redzie. Drewniane burty wrogich galer nagrzewały się na słońcu i wydzielały żywicę, która służyła do ochrony statków przed wyciekami.

Dziesiątki nastolatków zebrało się na murach twierdzy Syrakuzy, gdzie nie mogły dosięgnąć strzały wroga. Przed każdym z nich stała drewniana tarcza z polerowaną blachą miedzianą. Wsporniki tarczy wykonano tak, aby blachę miedzianą można było łatwo obracać i przechylać.

„Teraz sprawdzimy, jak dobrze wypolerowaliście miedź” – zwrócił się do nich Archimedes. - Mam nadzieję, że wszyscy wiedzą, jak zrobić promienie słoneczne?

Archimedes podszedł do małego chłopczyka z kręconymi włosami i powiedział:

Złap słońce za pomocą lustra i skieruj promień słońca na środek burty dużej czarnej kuchni, tuż pod masztem.

Chłopiec rzucił się, aby wykonać polecenie, a stłoczeni na ścianach wojownicy spojrzeli po sobie ze zdziwieniem: co jeszcze knował przebiegły Archimedes?

Naukowiec był zadowolony z wyniku - na boku czarnej kuchni pojawiła się plamka światła. Następnie zwrócił się do pozostałych nastolatków:

Skieruj swoje lusterka w to samo miejsce!

Drewniane podpory zaskrzypiały, miedziana blacha zagrzechotała – stado promieni słońca pobiegło w stronę czarnej kuchni, a jej bok zaczął wypełniać się jasnym światłem. Rzymianie wlali się na pokłady galer – co się działo? Wyszedł naczelny wódz i również patrzył w błyszczące lustra na ścianach oblężonego miasta. Bogowie Olimpu, co jeszcze wymyślili ci uparci Syrakuzanie?

Archimedes wydał rozkaz swojej armii:

Skup wzrok na promieniach słońca – niech zawsze będą skierowane w jedno miejsce.

Nie minęła nawet minuta, zanim dym zaczął kłębić się ze świecącego miejsca na pokładzie czarnej kuchni.

Woda woda! – krzyczeli Rzymianie. Ktoś rzucił się, by zaczerpnąć wody morskiej, ale dym szybko ustąpił miejsca płomieniom. Suche, smołowane drewno paliło się pięknie!

Przesuń lustra do sąsiedniej kuchni po prawej! – rozkazał Archimedes.

W ciągu kilku minut ogień zaczął się także w sąsiedniej kuchni. Rzymski dowódca marynarki otrząsnął się z odrętwienia i rozkazał podnieść kotwicę, aby oddalić się od murów przeklętego miasta wraz z jego głównym obrońcą Archimedesem.

Odpięcie kotwic, postawienie wioślarzy na wiosła, zawrócenie ogromnych statków i wyprowadzenie ich na bezpieczną odległość w morze nie jest szybkim zadaniem. Podczas gdy Rzymianie biegali gorączkowo po pokładach, krztusząc się od duszącego dymu, młodzi Syrakuzanie przenosili lustra na nowe statki. W zamieszaniu galery zbliżyły się do siebie tak blisko, że ogień przeniósł się z jednego statku na drugi. W pośpiechu do wypłynięcia niektóre statki rozwinęły żagle, które, jak się okazało, paliły się nie gorzej niż burty smoły.

Wkrótce bitwa dobiegła końca. Wiele rzymskich statków spłonęło na redzie, a resztki floty wycofały się z murów miejskich. Wśród młodej armii Archimedesa nie było strat.

Chwała wielkiemu Archimedesowi! – krzyczeli zachwyceni mieszkańcy Syrakuz, dziękując i ściskając swoje dzieci. Potężny wojownik w lśniącej zbroi mocno uścisnął dłoń kędzierzawego chłopca. Jego mała dłoń była pokryta krwawymi odciskami i otarciami od polerowania miedzianej blachy, ale nawet nie skrzywił się, gdy ściskał dłoń.

Dobrze zrobiony! – powiedział z szacunkiem wojownik. „Mieszkańcy Syrakuz długo będą pamiętać ten dzień”.

Minęły dwa tysiąclecia, ale ten dzień przeszedł do historii i nie tylko Syrakuzanie o nim pamiętali. Mieszkańcy różnych krajów znają niesamowitą historię Archimedesa palącego rzymskie galery, ale on sam nic by nie zrobił, gdyby nie jego młodzi pomocnicy. Nawiasem mówiąc, całkiem niedawno, bo już w XX wieku naszej ery, naukowcy przeprowadzili eksperymenty, które potwierdziły pełną funkcjonalność starożytnej „superbroni” wymyślonej przez Archimedesa w celu ochrony Syrakuz przed najeźdźcami. Chociaż są historycy, którzy uważają to za legendę...

Oj, szkoda, że ​​mnie tam nie było! – zawołała Galatea, która wraz z bratem uważnie słuchała wieczornej bajki, którą opowiadała im ich matka, księżniczka Dzintara. Kontynuowała czytanie książki:

Straciwszy nadzieję na zbrojne zdobycie miasta, rzymski wódz sięgnął po starą, sprawdzoną metodę – przekupstwo. Znalazł zdrajców w mieście i Syrakuzy upadły. Rzymianie wdarli się do miasta.

Znajdź mnie Archimedesie! – rozkazał dowódca. Ale żołnierze, upojeni zwycięstwem, nie rozumieli dobrze, czego od nich chciał. Włamywali się do domów, rabowali i zabijali. Jeden z wojowników wybiegł na plac, na którym pracował Archimedes, rysując na piasku skomplikowaną figurę geometryczną. Buty żołnierzy zdeptały kruchy rysunek.

Nie dotykaj moich rysunków! – Archimedes powiedział groźnie.

Rzymianin nie rozpoznał naukowca i w gniewie uderzył go mieczem. Tak zginął ten wielki człowiek.

Sława Archimedesa była tak wielka, że ​​jego książki często przepisywano na nowo, dzięki czemu wiele dzieł przetrwało do dziś, pomimo pożarów i wojen toczących się przez dwa tysiąclecia. Historia ksiąg Archimedesa, które do nas dotarły, była często dramatyczna. Wiadomo, że w XIII wieku pewien nieświadomy mnich wziął księgę Archimedesa napisaną na trwałym pergaminie i zmył formuły wielkiego naukowca, aby uzyskać puste strony do zapisania modlitw. Minęły wieki, a ten modlitewnik wpadł w ręce innych naukowców. Za pomocą silnego szkła powiększającego zbadali jej strony i dostrzegli ślady zamazanego cennego tekstu Archimedesa. Książka genialnego naukowca została odrestaurowana i wydrukowana w dużych nakładach. Teraz nigdy nie zniknie.

Archimedes był prawdziwym geniuszem, który dokonał wielu odkryć i wynalazków. Wyprzedzał swoich współczesnych nawet o stulecia – o tysiąclecia.

W książce „Psammitus, czyli rachunek ziaren piasku” Archimedes opowiedział odważną teorię Arystarcha z Samos, według której wielkie Słońce znajduje się w centrum świata. Archimedes napisał: „Arystarch z Samos... wierzy, że gwiazdy stałe i Słońce nie zmieniają swojego miejsca w przestrzeni, że Ziemia porusza się po okręgu wokół Słońca, znajdującym się w jego centrum…” Archimedes rozważał teorię heliocentryczną Samos i wykorzystał je do oszacowania rozmiarów kuli gwiazd stałych. Naukowiec zbudował nawet planetarium, czyli „sferę niebieską”, w której można było obserwować ruch pięciu planet, wschody słońca i księżyca, ich fazy i zaćmienia.

Odkryta przez Archimedesa zasada dźwigni stała się podstawą wszelkiej mechaniki. I choć dźwignia była znana już przed Archimedesem, to on nakreślił jej pełną teorię i z powodzeniem zastosował ją w praktyce. W Syrakuzach samodzielnie zwodował nowy wielopokładowy statek króla Syrakuz, wykorzystując pomysłowy system bloków i dźwigni. Wtedy właśnie, doceniając pełną moc swojego wynalazku, Archimedes wykrzyknął: „Daj mi punkt podparcia, a obrócę świat”.

Bezcenne są osiągnięcia Archimedesa na polu matematyki, na których punkcie, zdaniem Plutarcha, miał on po prostu obsesję. Jego główne odkrycia matematyczne dotyczą analizy matematycznej, gdzie idee naukowca stały się podstawą rachunku całkowego i różniczkowego. Stosunek obwodu koła do jego średnicy, obliczony przez Archimedesa, miał ogromne znaczenie dla rozwoju matematyki. Archimedes podał przybliżoną liczbę π (liczba Archimedesa):

Za swoje największe osiągnięcie naukowiec uważał pracę z zakresu geometrii, a przede wszystkim obliczenie kuli wpisanej w cylinder.

Jaki cylinder i kula? – zapytała Galatea. - Dlaczego był z nich taki dumny?

Archimedesowi udało się wykazać, że pole i objętość kuli są powiązane z polem i objętością opisanego walca w stosunku 2:3.

Dzintara wstał i zdjął z półki model globu, który został wlutowany wewnątrz przezroczystego cylindra tak, aby stykał się z nim na biegunach i na równiku.

Od dzieciństwa uwielbiam tę geometryczną zabawkę. Spójrz, powierzchnia kuli jest równa powierzchni czterech okręgów o tym samym promieniu lub powierzchni boku przezroczystego cylindra. Jeśli dodasz obszary podstawy i góry cylindra, okaże się, że powierzchnia cylindra jest półtora razy większa od powierzchni znajdującej się w nim kuli. Ta sama zależność dotyczy objętości walca i kuli.

Archimedes był zachwycony efektem. Potrafił docenić piękno figur geometrycznych i wzorów matematycznych – dlatego to nie katapulta czy płonąca kuchnia zdobi jego grób, ale wizerunek kuli wpisany w cylinder. Takie było pragnienie wielkiego naukowca.