ARHIMĒDA BIOGRĀFIJA
Arhimēds dzīvojis no 287.-212.gadam pirms mūsu ēras. Arhimēds bijis sengrieķu matemātiķis un mehāniķis. Dzīvojis un strādājis Sirakūzās Sicīlijā.
12.gadsimta bizantiešu rakstnieka Cecija darbos tiek minēts, ka Arhimēdam viņa nāves brīdī bijis 75 gadi. Līdz ar to var noteikt viņa dzimšanas gadu – 287.gads pirms mūsu ēras. To noteica pēc fakta, ka Arhimēds gāja bojā viņa dzimtas sicīliešu pilsētiņas Sirakūzas iekarošanas brīdī.
Sirakūzas aplenkšanu, ko vadīja romiešu Marks Klaudijs Marcells un Apijs Klaudijs, notika 212.gadā pirms mūsu ēras. Un tas dod pirmo precīzo faktu Arhimēda biogrāfijā., un tieši viņa nāves gadu.
Arhimēda tēvs, ir bijis astronoms Fidijs, un viņam ir bijušas radnieciskas saites ar Sirakūzas valdnieku Heronu.
Arhimēda tēvs ir bijis tuvu stāvošs cilvēks valdniekam Heronam, kas deva viņam iespēju dot savam dēlam labu izglītību. Tomēr Arhimēds nebrauca mācīties uz Atēnām, bet devās uz Aleksandriju, kur viņam izveidojās draudzīgas attiecības ar astronomu Kononu, matemātiķi un ģeogrāfu Erastofēnu, ar kuru viņš turpināja sarakstīties visu savu turpmāko dzīvi.
Arhimēds atgriezās Sirakūzā kā nobriedis matemātiķis, tomēr viņa pirmie darbi bija veltīti mehānikai.
Būtiski ir atzīmēt, ka Arhimēds savos matemātikas pētījumos bieži balstījās uz mehāniku. Viņš izmantoja sviras principu pie dažādu ģeometrisku uzdevumu risināšanas.
Arhimēds bija matemātikas, fizikas pārstāvis jeb pareizāk fiziskās matemātikas pārstāvis. Sviras princips un mācība par smagumu centru ir nozīmīgākie atklājumi mehānikas jomā.
Arhimēds bija ne tikai matemātiķis. Viņš bija arī viens no ievērojamākajiem sava laika inženieriem, mašīnu un mehānisku aparātu konstruktors. Viņš izgudroja mašīnu dārza laistīšanai, ūdens sūknēšanas aparātu un īpaši veiksmīgi izstrādāja kara mašīnas konstrukcijas.
Viņš bija pirmais zinātnieks, kurš daudz laika veltīja kara uzdevumiem un kara tehnikas izgudrojumiem. Uz to viņu pamudināja politikas stāvoklis Sirakūzās.
Arhimēdam bija 23 gadi, kad sākās Pirmais Pūniešu karš starp Romu un Kartagēnu, un 69 gadi, kad sākās Otrais Pūniešu karš, kura laikā viņš arī gāja bojā.
Cīņās starp Romu un Kartagēnu galvenais jautājums bija par to, kurš pārvaldīs Sicīliju. Abas varenās lielvalstis pielika ne mazums pūļu, lai pakļautu sev Sirakūzas. Herons un viņa pēcteči centās saglabāt savu neatkarību, bet viņi arī saprata, ka militārā sadursme ar Romu ir neizbēgama un gatavojās tai.
Sirakūzas aizsardzības plānos kara tehnikas izmantošana ieņēma ievērojamu vietu un inženieru ģēnijam Arhimēdam bija milzīga loma.
Arhimēda gādībā sirakūzieši uzcēla daudz dažādu nozīmju mašīnas. Kad romieši izsēdināja Sicīlijā sauszemes karaspēku, kuru vadīja Apijs Klaudijs un pie Sirakūzas sienām piestāja romiešu flote, kuru, savukārt, vadīja Marcella, tad iestājās Arhimēda kārta rīkoties.
Tad Arhimēds lika lietā savas mašīnas. Romiešu sauszemes armija bija pārsteigta no metāliskā šāviņu un milzīgo akmeņu ”lietus”, kurš tika ”uzgāzts” uz romiešu karavīriem. Nekas nevarēja stāties pretī šim spēkam un kaujas mašīnu varenībai.
Kas attiecas uz floti, tad pēkšņi no augstajām sienām sāka krist lejā baļķi, kas ar savu spēku un iegūto ātrumu triecās uz kuģiem un nogremdēja tos. Tad dzelzs nagi un āķi/knābji sagrāba kuģus, pacēla tos ar priekšgalu uz augšu un pēc tam atkal tika iemesti ūdenī.
Lielākā daļa jūrnieku, kuri atradās uz kuģiem nomira no stiprajiem kuģa satricinājumiem. Katru minūti kāds kuģis tika pacelts virs jūras.
Marcella mēģinājums stāties pretī Arhimēda tehniskajiem izgudrojumiem cieta neveiksmi. Arhimēds ar milzīgiem akmeņiem pieveica aplenkuma mašīnu ”sambiku”.
Arhimēds gāja bojā reizē ar savu dzimto pilsētu. Viņu nogalināja romiešu karavīrs ieņemot Sirakūzas. Tādā veidā Arhimēds kļuva pazīstams vēsturē kā viens no pirmajiem zinātniekiem, kurš strādājis kara vajadzībām, un kā pirmais kara upuris no zinātnieku aprindām.
Par Arhimēda nāvi Plutarhs Marcella biogrāfijā rakstījis: ”Visvairāk Marcells nožēloja Arhimēda nāvi. Arhimēds ir atradies savā mājā, aplūkojot kaut kādu ģeometrisku figūru; un tā kā viņš bija iegrimis šajā darbā ar visu savu prātu un sajūtām, tad nedzirdēja troksni, ko radīja šurpu turpu skrejošie romieši, un nezināja, ka pilsēta jau ieņemta. Pēkšņi viņa priekšā parādījās karavīrs ar pavēli sekot viņam pie Marcella. Arhimēds atteicās iet, kamēr nebūs pabeidzis risināt savu uzdevumu. Satricinātais romietis izvilcis zobenu un nogalinājis Arhimēdu.
Cita versija apgalvo, ka kaut kāds karavīrs meties viņam virsū ar zobenu, bet zinātnieks uzstājīgi prasījis viņu pagaidīt, kamēr viņš pabeidz risināt uzdevumu, bet karavīram, kuram bija maz laika, nebija nekādas intereses par viņa pierādījumiem, un viņš nogalināja Arhimēdu.
Trešie apgalvo, ka Arhimēds pats esot devies pie Marcella, nesot kastē matemātiskos instrumentus – saules kvadrantus, debesu globusus un mērinstrumentus Saules izmērīšanai, bet ceļā gadījušies karavīri, domājuši, ka kastītē nes zeltu, nogalināja viņu, lai iegūtu viņa īpašumu.
Katrā gadījumā, vēsturnieki atzīst, ka Marcells ir bijis ļoti apbēdināts par Arhimēda nāvi, izturējies pret viņu kā svēto, lūdzis sameklēt viņa piederīgos un rūpējies par tiem.
ARHIMĒDA LIKUMS
Kādu dienu Arhimēds plunčājās vannā un ievēroja, ka jo dziļāk viņš iegrimst, jo augstāk ceļas ūdens līmenis. Zinātnieks izlēca no vannas un ar bļāvienu: ” Eurika!” (”Es atklāju!”) kails aizskrēja pa pilsētas ielām. Viņa satraukums bija tik liels tāpēc, ka viņš bija apjēdzis hidrostatikas un aerostatikas pamattēzes, kas vēlāk tika nosauktas par Arhimēda likumu.
LIKUMS:
ŠĶIDRUMS VAI GĀZE UZ TAJĀ IEGREMDĒTU ĶERMENI IEDARBOJAS AR VERTIKĀLI AUGŠUPĒJU SPĒKU, KAS VIENĀDS AR ĶERMEŅA IZSPIESTO ŠĶIDRUMA VAI GĀZES SMAGUMA SPĒKU.
Šo spēku sauc par cēlējspēku (Fc) un tas pielikts izspiesta šķidruma vai gāzes tilpuma masu centrā C. Šķidrumā vai gāzē pilnīgi iegremdēts ķermenis atrodas līdzsvarā, ja cēlējspēks (Fc) kompensē ķermeņa smaguma spēku (Fsm), turklāt ķermeņa masu centrs O atrodas uz vienas vertikāles ar punktu C un zemāk par to.
No Arhimēda likuma izriet ķermeņu peldēšanas nosacījumi.
Arhimēda likumu atklāja Arhimēds 3. gadsimtā pirms mūsu ēras.
Šis novērojums vannošanās laikā palīdzēja Arhimēdam atrisināt vēl kādu jautājumu, kas viņam nelika mieru: vai Sirakūzu valdnieka kronis ir no tīra zelta vai nē? Viņš iegremdēja kroni ūdenī un atzīmēja cik augstu paceļas ūdens. Tad viņš tur pat iegremdēja zelta gabalu, kas svēra tik pat, cik šis kronis. Ūdens līmenis nepacēlās tikpat augstu, kas nozīmēja, ka kroņa vērtība nav tik liela, kā gribētos.
Divus gadus romiešu karaspēks nespēja ieņemt pilsētu, jo aizsardzības pasākumus vadīja Arhimēds.
Antīko rakstnieku darbos atrodama pat tāda epizode, ka Arhimēds sakoncentrējot saules starus ar spoguļu palīdzību aizdedzināja pretinieku kuģus. Tomēr pilsēta tika ieņemta un romiešu zaldāts, kas bija ielauzies zinātnieka darbnīcā, izdzirda sekojošu teikumu: ”Tikai neaiztiec manus rasējumus!”. Sašutis par šādu nekaunību, kareivis nevilcinoties nogalināja izcilo zinātnieku. Kaut arī viņa dzimšanas datums nav zināms precīzi, tiek uzskatīts, ka tad viņa vecums bija 75 gadi.
Arhimēds ir veicis lielu ieguldījumu arī ģeometrijas un matemātikas jomā.. Arhimēds pierādīja naturālo skaitļu virknes bezgalīgumu.
Daudzos matemātikas jautājumos Arhimēds apsteidza savu laiku par 18 gadsimtiem. Izstrādājis dažādu figūru (lodes, cilindra, dažādu rotācijas figūru) virsmas un tilpuma aprēķināšanas metodes, pētījis spirāļu īpašības. Arhimēds noteicis riņķa līnijas garuma diametra attiecības. Arhimēds formulējis hidrostatikas un aerostatikas pamattēzes. Arhimēds ir viens no mehānikas zinātnes radītājiem.
Atklājis:
Sviras likumu, izveidojis sviru, trīšu un skrūvju sistēmas lielu smagumu pārcelšanai;
izstrādājis sakausējumu sastāva noteikšanas metodes;
konstruējis militāras ierīces.
Galvenās zinātniskās problēmas, kuras izvirzīja līdz ar tehnikas attīstību antīkajā pasaulē, pirmkārt bija saistītas ar statiku. Celtniecība un kara tehnika bija visciešākajā veidā saistīta ar jautājumu par līdzsvaru un pēctecīgi deva iespēju radīt smaguma centra jēdzienu.
Celtniecības un kara tehnikas pamatā bija svira. Svira ļāva pacelt lielus smagumus, pārvarēt zināmu pretestību pie attiecīgi nelielas piepūles. Svira, un uz to balstītās mašīnas, palīdzēja pārvarēt, ”pārspēt viltībā” dabu.
Šeit arī radās jēdziens ”mehānika”. Grieķu valodā ”mehane” nozīmēja darba rīku, pielāgotību, teātra mašīnu, kā arī slazdu.
Daudzu gadsimtu garumā mehānika tika uzskatīta kā zinātne par vienkāršām statiskām mašīnām. To pamats bija sviras teorija, kuru aprakstījis Arhimēds savā darbā ”Plakņu figūru līdzsvars”. Šīs teorijas pamatā ir šādi pieņēmumi:
1. Vienādi smagumi uz vienādiem garumiem līdzsvarojas, uz nevienādiem garumiem nelīdzsvarojas, bet smagums pārsveras uz lielāko garumu.
2. Ja pie smaguma līdzsvara uz kādas no garumiem vienai no smagumiem būs kaut kas pievienots, tad tie nelīdzsvarosies, bet smagums pārnesīsies uz to garumu, kurai kaut kas tika pievienots.
3. Tieši tāpat, ja no vienas no smagumiem tiks atņemts kaut kas, tad tie nelīdzsvarosies, bet smagums pārnesīsies uz to garumu, no kuras netika nekas noņemts.
Arhimēds nodarbojies arī ar optiku un astronomiju. Astronomijā Arhimēds noteicis saules leņķisko diametru, izveidojis mehānisku debess sfēru.
Arhimēds ir sarakstījis darbu optikā ar nosaukumu ” Katoptrika ”. Diemžēl līdz mūsu dienām šis sacerējums nav saglabājies. Tomēr no citu antīko autoru piezīmēm kļūst zināms, ka Arhimēds labi pārzinājis ieliekto spoguļu spēju aizdedzināt objektus, veicis pētījumus par gaismas stara laušanu, u.c.
Līdz mūsdienām saglabājušies 13 Arhimēda traktāti. Viņa idejas un zinātniskais mantojums ir daudzu turpmāko matemātiķu un fiziķu atklājumu pamatā.