زندگي و فرضيات ارشميدس

توضیحات

زندگي و فرضيات ارشميدس
ارشمیدس
ارشميدس يكي از بزرگترين دانشمندان رياضي و مكانيك در عصر خودش بود. پدرش فيدياس كه منجم بود او را براي آموزش از سيراكوز به مدرسه رياضيات اسكندريه فرستاد. شهر اسكندريه را اسكندر مقدوني در سال 323 ق.م در زمان حمله و حركت به سوي شرق بر كرانه مديترانه در خاك مصرساخت. اين شهر پس از ركود آتن - پايتخت يونان - مركز علم و تجارت شد و بزرگاني چوت اقليدس و بطلميوس و ارشميدس را تربيت كرد. اين شهر حتي موقعي كه به دست مسلمانان فتح شد از مراكز مهم علوم يوناني بود و در انتقال علم و انديشه يوناني به فرهنگ و تمدن اسلامي نقش مهمي داشت. درباره خصوصيات زندگي ارشميدس اطلاعات زيادي در دست نيست. اما علاقه اش به رياضيات و مسائل علمي مكانيك سبب شده است كه كارهاي با ارزشي از او باقي بماند. گفته مي شود كه وقتي به مساله اي علاقمند مي شد از خوردن و خفتن غافل مي شد و چنان خود را سرگرم كار و حل مشكل مي كرد كه هر مساله ديگري او را از كار باز نمي داشت. وقتي كه ارشميدس روي شن هاي ساحل دريا اشكال هندسي خود را رسم كرده بود سربازي بدون توجه با راه رفتن روي شن ها اشكال او را لگد كرد و ارشميدس چنان اعتراض كرد كه موجب خشم سرباز شد و سرباز با شمشيرش به ارشميدس حمله كرد و او را كشت. از آثار علمي او مي توان كشف قانون مايع ها و گازها ( معروف به قانون ارشميدس در شاره ها). تعيين جرم حجمي طلا و تقره و بعضي فلزات ديگر و اختراع پيچ مخصوص حلزوني شكل به نام پيچ ارشميدس براي بالا بردن آب اشاره كرد.
کارها و اختراعات
ارشمیدس در رشته ریاضیات از ظرفیت‌های هوشی بسیار بالا و چشمگیری برخوردار بود. او منجنیق‌های شگفت‌آوری برای دفاع از سرزمین‌های خود اختراع کرد که بسیار سودمند افتاد. او توانست سطح و حجم جسم‌هایی مانند کره، استوانه و مخروط را حساب کند و روش نوینی برای اندازه‌گیری در دانش ریاضی پدید آورد. همچنین بدست آوردن عدد پی نیز از کارهای گرانقدر وی است او کتابهایی دربارهٔ خصوصیات و روش‌های اندازه‌گیری اشکال و احجام هندسی از قبیل مخروط منحنی حلزونی، خط مارپیچ، سهمی، سطح کره «ماده غذایی» و استوانه می‌دانست علاوه بر آن او قوانینی در باره سطح شیب‌دار، پیچ اهرم و مرکز ثقل کشف کرد.
درباره زندگی او
در اینجا سخن از معروفترین استحمامی است که یک انسان در تاریخ بشریت انجام داده است. در داستان‌ها چنین آمده است که بیش از ۲۰۰۰ سال پیش در شهر سیراکوز پایتخت ایالت یونانی سیسیل آن زمان ارشمیدس مکانیک‌دان و ریاضی‌دان و مشاور دربارِ پادشاه یمرون یکی از معروفترین کشف‌های خود را در خزینه حمام انجام داد. روزی که او در حمامی عمومی به داخل خزینه پا نهاد و در آن نشست و حین این کار بالا آمدن آب خزینه را مشاهده کرد ناگهان فکری به مغزش خطور کرد. او بلافاصله لنگی را به دور خود پیچید و با این شکل و شمایل به سمت خانه روان شد و مرتب فریاد می‌زد «یافتم، یافتم». او چه چیزی را یافته بود؟ پادشاه به او ماموریت داده بود راز جواهر ساز خیانتکار دربار را کشف و او را رسوا کند. شاه هیرون بر کار جواهر ساز شک کرده بود و چنین می‌پنداشت که او بخشی از طلایی را که برای ساختن تاج شاهی به وی داده بود برای خود برداشته و باقی آن را با فلز نقره(که بسیار ارزانتر بود) مخلوط کرده و تاج را ساخته است. هر چند ارشمیدس می‌دانست که فلزات گوناگون وزن مخصوص متفاوت دارند ولی او تا آن لحظه این طور فکر می‌کرد که مجبور است تاج شاهی را ذوب کند، آن را به صورت شمش طلا قالب ریزی کند تا بتواند وزن آن را با شمش طلای نابی به همان اندازه مقایسه کند اما در این روش تاج شاهی از بین می‌رفت. پس او مجبور بود راه دیگری برای این کار بیابد. در آن روز که در خزینه حمام نشسته بود دید که آب خزینه بالاتر آمد و بلافاصله تشخیص داد که بدن او میزان معینی از آب را در خزینه حمام پس زده و جا به جا کرده است.
رساله های ارشمیدس
پیچ ارشمیدس از کاربردی ترین ماشین های ساخت او
ارشمیدس (Archimedes) اغلب از خاکستر آتش یا دانه های شن روی زمین بعنوان وسیله ای برای ترسیم اشکال هندسی و تفکر راجع به مسائل مورد نظرش استفاده می کرد. معروف است که روزی به یکی از رومیان غارتگر که در اطراف یکی از نوشته های او بر روی زمین ایستاده بود می گوید که "از روی نمودار من کنار برو" و در آن هنگام آن فرد رومی به خشم آمده و نیزه ای به بدن او فرو می کند و او را به کام مرگ می فرستد.
ارشمیدس و دفاع از شهر سیراکیوز
ارشمیدس (287-212 قبل از میلاد)
ارشمیدس (Archimedes) از بزرگترین ریاضی دانان همه اعصار و به یقین بزرگترین آنها در عهد عتیق از اهالی شهر یونانی سیراکیوز واقع در جزیره سیسیل بود. وی در حدود سال 287 قبل از میلاد به دنیا آمد و در زمان غارت سیراکیوز به دست رومیان در سال 212 قبل از میلاد در گذشت.
ارشمیدس پسر یک منجم بود و بخش قابل توجهی از زندگی خود را در مصر و نیز دانشگاه اسکندریه گذراند. مورخین رومی داستانهای بسیار جالبی را به او نسبت می دهند در این میان از همه آشنا تر توصیفاتی است که از تدابیر استادانه ارشمیدس برای کمک به دفاع از شهر سیراکیوز در مقابل محاصره ای که به وسیله سردار روم مارسلوس (Marcellus) رهبری می شد بود.
آزمایش و اثبات ناخالصی تاج شاهی (کشفی از رازهای طبیعت)
او با عجله و سراسیمه به خانه بازگشت و شروع به آزمایش عملی این یافته کرد. او چنین اندیشید که اجسام هم اندازه ، مقار آب یکسانی را جابجا می‌کنند، ولی اگر از نظر وزنی به موضوع نگاه کنیم یک شمش نیم کیلویی طلا کوچکتر از یک شمش نقره به همان وزن است (طلا تقریبا دو برابر نقره وزن دارد)، بنابراین باید مقدار کمتری آب را جابجا کند. این فرضیه ارشمیدس بود و آزمایشهای او این فرضیه را اثبات کرد. او برای این کار نیاز به یک ظرف آب و سه وزنه با وزنهای مساوی داشت که این سه وزنه عبارت بودند از تاج شاهی ، هم وزن آن طلای ناب و دوباره هم وزن آن نقره ناب.
پیچ ارشمیدس
فعالیت در حوزه‌های دیگر
ارشمیدس در رشته ریاضیات از ظرفیتهای هوشی بسیار والا و چشمگیری برخوردار بود. او منجنیقهای شگفت آوری برای دفاع از سرزمینهای خود اختراع کرد که بسیار سودمند افتاد. او توانست سطح و حجم جسمهایی مانند کره ، استوانه و مخروط را حساب کند و روش نوینی برای اندازه گیری در دانش ریاضی پدید آورد. همچنین بدست آوردن عدد نیز از کارهای گرانقدر وی است. او کتابهایی درباره خصوصیات و روشهای اندازه گیری اشکال و احجام هندسی از قبیل مخروط ، منحنی حلزونی و خط مارپیچ ، سهمی ، سطح کره «ماده غذایی» و استوانه نوشته ، علاوه بر آن او قوانینی درباره سطح شیب دار، پیچ ، اهرم و مرکز ثقل کشف کرد.
ارشمیدس و دیگر دانشمندان دوران خود
ارشمیدس در مورد خودش گفته‌ای دارد که با وجود گذشت قرنها جاودان مانده و آن این است: «نقطه اتکایی به من بدهید، من زمین را از جا بلند خواهم کرد». عین همین اظهار به صورت دیگری در متون ادبی زبان یونانی از قول ارشمیدس نقل شده است، اما مفهوم در هر دو صورت یکی است. ارشمیدس هم چون عقاب گوشه گیر و منزوی بود، در جوانی به مصر مسافرت کرد و مدتی در شهر اسکندریه به تحصیل پرداخت و در این شهر دو دوست قدیمی یافت، یکی کونون (این شخص ریاضیدان قابلی بود که ارشمیدس چه از لحاظ فکری و چه از نظر شخصی برای وی احترام بسیار داشت) و دیگری اراتوستن که گر چه ریاضیدان لایقی بود، اما مردی سطحی به شمار می‌رفت که برای خویش احترام خارق العاده‌ای قائل بود.
وداع با دنیا
زندگی ارشمیدس با آرامش کامل می‌گذشت، همچون زندگی هر ریاضیدان دیگری که تأمین کامل داشته باشد و بتواند همه ممکنات هوش و نبوغ خود را به مرحله اجرا در آورد. زمانی که رومیان در سال 212 قبل از میلاد شهر سیراکوز را به تصرف خود در آوردند، سردار رومی مارسلوس دستور داد که هیچ یک از سپاهیانش حق اذیت و آزار و توهین و ضرب و جرح این دانشمند و متفکر مشهور و بزرگ را ندارند، با این وجود ارشمیدس قربانی غلبه رومیان بر شهر سیراکوز شد. او بوسیله یک سرباز مست رومی به قتل رسید و این در حالی بود که در میدان بازار شهر در حال اندیشیدن به یک مسئله ریاضی بود، می‌گویند آخرین کلمات او این بود: دایره‌های مرا خراب نکن. به این ترتیب بود که زندگی ارشمیدس بزرگترین دانشمند تمام دورانها خاتمه پذیرفت، این ریاضیدان بی دفاع 75 ساله در 278 قبل از میلاد به جهان دیگر رفت.
نیروی ارشمیدس
آیا تاکنون فکرکرده اید که چرا برخی چیزها درون آب شناور هستند امابرخی دیگر ته آب میافتند؟
یا چرا چوب روی آب شناور ولی یک میخ آهنی ته ظرف آب می افتد و یااینکه آیا امکان دارد یک قطعه آهن شناوربماند تمامی این موضوعات به نیرویی مربوط می شود که ارشمیدس دانشمند یونان باستان کشف کرده است.
راه حل ارشمیدس
ارشمیدس می‌دانست که هر جسم چگالی خاص خود را دارد. پس اگر زرگر مقداری از طلا را با نقره جایگزین کرده باشد، حجم تاج از حجم طلای اولیه- که به زرگر تحویل داده شده بود - کمتر است. چون چگالی نقره از چگالی طلا کمتر است و در نتیجه اگر دو وزنه یکسان از طلا و نقره داشته باشیم، حجم نقره بیشتر خواهد بود. مشکلی که بر سر راه وجود داشت این بود که اندازه گیری حجم تاج غیرممکن بود. ارشمیدس فقط راه محاسبه حجم شکل های منظم ( مانند مکعب، کره و .... ) را می‌دانست. پادشاه هم دستور داده بود که تاج را تخریب نکنند.
روزی ارشمیدس به حمام رفت. او متوجه شد که وقتی وارد آب می‌شود، مقداری از آب بیرون می‌ریزد. هر چه بیشتر در آب فرو می‌رفت، آب بیشتری بیرون می‌ریخت. او راه حل مسئله را پیدا کرد. با شتاب از حمام خارج شد و فریاد زد: " یافتم! یافتم! "
آشکار سازی نوشته های پنهان ارشمیدس
نوشته های پنهان شده ارشمیدس، ریاضیدان یونان باستان، نوشته هایی هستند که حدود 800 سال پیش توسط یک راهب مسیحی از روی کاغذ تراشیده شده و روی آنها با دعا دوباره نویسی شده است. اکنون این نوشته ها، پس از 8 قرن با کمک اشعه X بسیار قدرتمند، آشکار شده اند.
طی هفته گذشته، محققین فعال در مرکز شتابده خطی الکترون (Linear Accelerator) دانشگاه استنفورد، با استفاده از اشعه X به کشف رمز یک دست نوشته آسیب پذیر متعلق به قرن 10 میلادی پرداخته اند. این نوشته ها، رونوشت تعدادی از مهمترین آثار ارشمیدس هستند و تنها نسخه موجود در نوع خود به شمار میروند.