Archimedes af Syrakus (ca. 287–212 f.Kr.) – græsk matematiker og opfinder
Archimedes af Syrakus – genial græsk matematiker, opfinder og astronom; hans "Eureka"-opdagelser og opfindelser formede videnskab og teknik i årtusinder.
Archimedes af Syrakus (ca. 287 - ca. 212 f.Kr.) var en græsk videnskabsmand. Han var opfinder, astronom og matematiker. Han blev født i byen Syrakus på Sicilien og regnes som en af antikkens største videnskabsmænd på både teoretisk og anvendt niveau.
Hans far var Phidias, en astronom, og Archimedes kan have været i familie med en af Syrakus' konger. Syrakus var en rig græsk by ved kysten på Sicilien, og da Archimedes var ung rejste han for at studere i Alexandria i Egypten. Her gik han efter traditionen i skole hos Euklid (Euklid) eller blev i det mindste påvirket af de matematiske miljøer der. Man ved kun lidt om Archimedes' personlige liv – om han var gift eller havde børn er ukendt – men hans videnskabelige arbejde er bevaret i en række værker, som har haft stor indflydelse gennem århundrederne.
Matematiske og teoretiske bidrag
Archimedes udviklede metoder, der forudgriber integralregning, og han skabte præcise geometriske resultater ved hjælp af det, man kalder metoden med udtømning (en tidlig form for grænseovervejelser). Blandt hans væsentligste resultater kan nævnes:
- Udregning af π: Han fandt en streng grænse for pi ved at indskrive og omskrive polygoner omkring en cirkel og viste, at π lå mellem 3 1/7 og 3 10/71.
- Rumfang og areal: Han bestemte arealet af en cirkel og beregnede volumen og overfladeareal for kugler og cylindre. Han viste bl.a., at volumen og overflade af en kugle er to tredjedele af volumen og overflade af den omskrevne cylinder.
- ’’The Method’’: I værket ofte kaldet The Method anvendte han mekaniske analogier til at opdage matematiske resultater, før han beviste dem streng logisk.
- Værker: Blandt hans bevarede værker er «On the Sphere and Cylinder», «On Floating Bodies», «Measurement of a Circle» og andre traktater, som blev kopieret og bevaret i både græske og arabiske traditioner.
Opfindelser og praktiske anlæg
Archimedes var også kendt for sine tekniske opfindelser og mekaniske indsigter:
- Hævstangsprincippet: Han formulerede kendte udsagn om levers mekanik, bl.a. den berømte sætning: «Giv mig et fast punkt, og jeg vil flytte jorden» (en populær omskrivning af hans indsigt i mekanisk fordel).
- Archimedes-sneglen: En skrueformet pumpe, som kan løfte vand — stadig i brug i forenklede udgaver til dræning og irrigation.
- Kraftsammenkoblinger: Han beskrev sammensatte blokke og talte om mekanisk fordel ved talrige typer af taljer.
- Krigsmaskiner: Under Romernes belejring af Syrakus siges han at have konstrueret katapulter, sikringer og andre forsvarsapparater. Historien om spejle, der skulle antænde fjendtlige skibe ved fokusering af sollys, er berømt, men dens historiske troværdighed er omdiskuteret og genstand for moderne eksperimenter uden endelig konsensus.
Archimedes' princip og anekdoten om "Eureka!"
Et af de mest kendte resultater knyttet til Archimedes er det, vi i dag kalder Archimedes' princip: et legeme, som nedsænkes i en væske, påvirkes af en opdrift, der svarer til væskens vægt af den fortrængte mængde. Ifølge traditionen opdagede han dette, mens han badede, og løb så glad nøgen gennem gaderne i Syrakus råbende "Eureka!" (»Jeg har fundet det!«) – en beretning der knytter princippet til den berømte opgave med at fastslå, om en kongekrone var lavet af rent guld uden at ødelægge den.
Belæg for hans død og virkning
Under Romernes belejring af Syrakus (214–212 f.Kr.) blev byen indtaget af general Marcellus. Ifølge samtidige og senere kilder blev Archimedes slået ihjel af en romersk soldat. En berømt fortælling siger, at han var optaget af at tegne et matematisk diagram i sandet og nægtede at følge soldaten, før han var færdig, hvorefter soldaten stak ham ihjel. Hans angivelige sidste ord skulle have været: «Forstyr ikke mine cirkler!» (eller en tilsvarende formulering). Beretningerne om hans død stammer blandt andet fra forfattere som Plutark og andre antikke kilder, og detaljer varierer fra kilde til kilde.
Arv og indflydelse
Archimedes' arbejde blev bevaret i kopier og oversættelser (både i den byzantinske/vestlige tradition og i den arabiske verden) og fik stor indflydelse i renæssancen og senere, da hans værker blev studeret af matematikere og naturfilosoffer som Galileo og Newton. Mange af hans metoder og resultater dannede grundlag for senere udvikling af matematisk analyse og mekanik. Hans praktiske opfindelser har også vist sig holdbare og inspirerende i årtusinder efter hans død.
Selvom flere anekdoter om Archimedes er farverige og kunne være tillagt ham af eftertiden, står hans matematiske og mekaniske indsigt som veldokumenterede bidrag, der har ændret vores måde at forstå geometri, statik og hydrostatiske forhold på.
Sfærisk geometri
Om kuglen og cylinderen er et værk, som Archimedes udgav i to bind omkring 225 f.Kr. På kuglen viste han, at overfladearealet er fire gange arealet af dens storcirkel. I moderne termer betyder det, at overfladearealet er lig med:
En cylinders overfladeareal er lig med:
Cylinderens volumen er:
Rumfanget af den indesluttede kugle er to tredjedele af rumfanget af en "omskrevet" cylinder, hvilket betyder, at rumfanget er
En skulpturel kugle og en cylinder blev placeret på Archimedes' grav på hans anmodning.
Videnskabsmanden Archimedes
Archimedes er også kendt for at være den første person, der forstod statik, som er en del af anvendt matematik. Den har at gøre med belastninger, der ikke bevæger sig, f.eks. i bygninger eller broer. Han forstod og skrev også om, hvad der sker, når ting flyder i væsker, hvilket kaldes opdrift.
Archimedes' princip
Archimedes' princip: vægten af det vand, som en genstand fortrænger, er lig med den mængde opdrift, som den får. Det har praktiske anvendelser. Det kan bruges til at måle en genstands massefylde, og dermed om den er lavet af guld eller ej.
Historien om den gyldne krone findes ikke i Archimedes' overleverede værker. Archimedes kan have fået en løsning, der i hydrostatik er kendt som Archimedes' princip, som han beskriver i sin afhandling Om flydende legemer. Dette princip siger, at et legeme nedsænket i en væske oplever en opdriftskraft, der er lig med vægten af den væske, det fortrænger. Ved hjælp af dette princip ville det have været muligt at sammenligne den gyldne krones massefylde med den af massivt guld ved at afbalancere kronen på en vægt med en guldreferenceprøve og derefter nedsænke apparatet i vand. Forskellen i densitet mellem de to prøver ville få vægten til at tippe tilsvarende. Galilei anså det for "sandsynligt, at denne metode er den samme som den, Archimedes fulgte, da den ud over at være meget nøjagtig er baseret på demonstrationer fundet af Archimedes selv".
Archimedes kan have brugt sit opdriftsprincip til at afgøre, om den gyldne krone var mindre tæt end massivt guld.
En sammensat remskive, som en person kan bruge til at løfte tunge byrder
En moderne arkimedisk skrue i en pumpestation i Kinderdijk, Holland.
Archimedes' varmestråle: konceptuelt diagram
Archimedes, opfinder og ingeniør
Archimedes er også berømt som opfinder, fordi han skabte nye værktøjer og maskiner. Han lavede f.eks. en maskine til at løfte vand, som kunne bruges af landmænd til at bringe vand til deres afgrøder. Denne maskine kaldes Archimedes' skrue.
Archimedes opfandt sandsynligvis også en maskine til at måle afstand, en kilometertæller. Der blev bygget en vogn med hjul, der drejede fire hundrede gange på en mil. En stiften på hjulet ramte et tandhjul med 400 tænder, så det drejede én gang for hver kilometer. Dette tandhjul fik så en lille sten til at falde ned i en kop. Ved afslutningen af en rejse kunne man tælle antallet af sten i bægeret for at finde afstanden.
Archimedes lavede også et system, som en person kunne trække et stort skib med kun ét reb. Dette blev kaldt den sammensatte remskive. Det er en vigtig maskine, som stadig i dag hjælper folk i hverdagen, selv om de versioner, vi bruger i dag, er meget mere komplicerede. De fungerer stadig efter det samme princip, gennem.
Archimedes i krig
Archimedes opfandt eller fremstillede også mange maskiner, der blev brugt i krig, f.eks. bedre katapulter. Det var under de puniske krige, som var mellem Rom i det nuværende Italien og byen Karthago i det nuværende Nordafrika. I mange år hjalp han med at forhindre den romerske hær i at angribe Syrakus, hans by, i at angribe. En af krigsmaskinerne blev kaldt "Archimedes' klo" eller "jernhånden". Den blev brugt til at forsvare byen mod angreb fra skibe. Gamle forfattere sagde, at det var en slags kran med en krog, der løftede skibe op af vandet og forårsagede deres ødelæggelse.
En anden historie om Archimedes er, at han brændte romerske skibe på lang afstand ved hjælp af mange spejle og solens lys. Det er måske muligt, men det er måske mere sandsynligt, at det skete med flammende missiler fra en katapult.
Hyldest til Archimedes
Archimedes anses for at være så vigtig som matematiker, at videnskabsmænd har æret ham:
- Et stort hul eller krater på månen er opkaldt efter Arkimedes.
- Nogle bjerge på månen kaldes Montes Archimedes.
Spørgsmål og svar
Spørgsmål: Hvem var Archimedes?
A: Archimedes af Syrakus var en græsk videnskabsmand, opfinder, astronom og matematiker, som boede i byen Syrakus på Sicilien.
Spørgsmål: Hvor studerede Archimedes?
Svar: Han studerede i Alexandria i Egypten på Euklids skole, en berømt matematiker.
Spørgsmål: Hvad ved man om hans personlige liv?
A: Man ved ikke meget om Archimedes' privatliv, f.eks. om han var gift eller havde børn.
Spørgsmål: Hvordan døde han?
Svar: Da romerne invaderede Syrakus, tog de ham til fange, så de kunne lære alt, hvad han vidste. Omkring to år senere, da han tegnede et matematisk diagram i sandet og nægtede at mødes med den romerske general, indtil han var færdig med at arbejde på det, blev en soldat rasende og dræbte ham.
Spørgsmål: Hvad var hans sidste ord?
A: Hans sidste ord skulle have været: "Forstyr ikke mine cirkler!"
Spørgsmål: Hvem var hans far?
A: Hans far var Phidias, en astronom.
Spørgsmål: Var Archimedes fra en kongelig familie?
Svar: Det er muligt, at han kan have været i familie med en konge af Syrakus, da det var en rig græsk by ved kysten på Sicilien.
Søge