Archimede è stato uno dei pionieri nel campo della matematica, meccanica, astronomia, fisica. È chiamato il fondatore della fisica matematica, che ha scoperto molte delle leggi fondamentali della fisica e della matematica, e usano ancora i metodi di Archimede per trovare le aree, le superfici e i volumi di varie figure e corpi.
Lo scienziato ha introdotto il concetto di centro di gravità, ha scoperto le leggi della leva e ha sviluppato le basi dell'idrostatica. Inoltre, era il più grande ingegnere, progettista di macchine e inventore di dispositivi meccanici del suo tempo. Tutti i suoi sviluppi sono ancora in uso. E solo l'esistenza degli "specchi incendiari" che distrussero la flotta romana fa ancora sorgere dubbi.
Archimede ha trovato un'applicazione pratica per quasi tutti i suoi studi teorici. Macchine costruite sulla base dell'azione della leva (o “mehane” in greco) hanno aiutato l'uomo a “superare in astuzia” la natura. È anche interessante che molte delle scoperte del genio siracusano ricevettero una formulazione e una prova moderne solo nel XIX secolo.
Chi non conosce la leggenda sulla scoperta della legge, secondo la quale un corpo immerso in un liquido subisce l'azione di una forza pari al peso del liquido da esso spostato? Si dice che l'illuminazione scese su Archimede nella vasca da bagno, quando improvvisamente notò che quando sollevava il piede fuori dal bagno, il livello dell'acqua in esso si abbassava. Lo scienziato, oscurato dall'idea, saltò fuori dallo stabilimento balneare nudo e gridò "Eureka!" si precipitò lungo la strada affollata. In un modo o nell'altro, ma questa scoperta è diventata la prima legge dell'idrostatica. Una legge simile - la determinazione del peso specifico dei metalli - dedusse Archimede quando risolse il problema postogli dal sovrano Ierone: determinare quanto oro è contenuto nella sua corona e se vi è un'impurità in essa.
Il brillante scienziato non era una persona introversa. Si sforzò di rendere i suoi successi pubblicamente noti e utili alla società. E grazie al suo amore per le dimostrazioni spettacolari, le persone consideravano il suo lavoro necessario, i governanti gli fornivano i mezzi per gli esperimenti e lui stesso aveva sempre aiutanti interessati e intelligenti. A quelli dei suoi concittadini che diffidavano delle sue invenzioni, Archimede fornì prove decisive del contrario. Così un giorno lui, aggiustando abilmente una leva, una vite e un verricello, con sorpresa degli astanti, "con la forza di un uomo", lanciò una pesante galera che si era arenata, con tutto l'equipaggio e il carico.
Cicerone, il grande oratore dell'antichità, ha parlato di Archimede: "Questo siciliano possedeva un genio che, a quanto pare, la natura umana non può raggiungere". Il grande scienziato, appassionato di meccanica, creò e sperimentò la teoria dei cinque meccanismi, conosciuta ai suoi tempi e chiamata "semplice". Questi sono la leva, il cuneo, il blocco, la vite senza fine (ora utilizzata nella smerigliatrice) e il verricello. Sulla base di una vite senza fine, Archimede ha inventato una macchina per l'irrigazione dei campi, la cosiddetta "chiocciola", una macchina per pompare acqua da stive e miniere, e infine è arrivato all'invenzione di un bullone, costruendolo da una vite e un dado.
Molti storici antichi, scienziati e scrittori parlano dell'ennesima sorprendente "scoperta" di Archimede, che lo fece esclamare con gioia: "Dammi un posto dove potrei stare e rialzerò la Terra!" Plutarco ha un testo simile: "Dammi un fulcro e sposterò la Terra". Questa "scoperta" non è citata in nessuna delle storie, ma al momento non è vista come una leva ordinaria, ma come un meccanismo vicino al verricello, costituito da un tamburo per avvolgere una fune, diversi ingranaggi e un ingranaggio a vite senza fine. Il principio stesso di costruire una trasmissione multistadio era nuovo qui.
Archimede era ossessionato dalla scienza e dall'invenzione. I dispositivi e le macchine da lui progettati furono percepiti dai suoi contemporanei come miracoli della tecnologia. L'impressione era che non dormisse né mangiasse, ma dedicasse tutto il suo tempo solo alla ricerca creativa. Perfino Plutarco, che esaltava la sua saggezza e il suo spirito, osservava che “viveva come stregato da una specie di sirena domestica, sua compagna costante, che gli faceva dimenticare cibo, bevande e ogni preoccupazione per il suo corpo. A volte, quando veniva portato allo stabilimento balneare, disegnava figure geometriche sulla cenere del focolare con il dito, o disegnava linee sul suo corpo oliato. Tale era Archimede, che, grazie alla sua profonda conoscenza della meccanica, riuscì, per quanto dipendesse da lui, a salvare se stesso e la sua città dalla sconfitta.
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Fu con la protezione dei parenti di Siracusa durante la II Guerra Punica che aumentò la gloria dell'Arco-Miele-Ingegnere, che già era travolgente e lasciò un segno nella coscienza dell'intero mondo ellenistico, varcando i confini di paesi e secoli. Archimede era allora già settantenne, ma fu a lui che la città affidò la sua difesa. È stato il più grande trionfo che gli scienziati abbiano mai visto. Qui il suo talento si è manifestato non solo come inventore, ma anche come eccezionale costruttore.
Nella "Storia del mondo", scritta circa cinquant'anni dopo l'assedio, Polibio disse che gli aggressori "non tenevano conto dell'arte di Archimede, non tenevano conto che a volte una persona dotata è in grado di fare più di tante mani … Archimede preparava all'interno della città … tali mezzi difesa che i difensori non dovessero preoccuparsi di lavori imprevisti in caso di metodi di attacco imprevisti; avevano tutto pronto in anticipo per respingere il nemico … "Per la prima volta creò feritoie e feritoie nelle mura della fortezza, destinate alla cosiddetta" battaglia medio-bassa ". Aggiungete a questo dozzine di veicoli militari da lui inventati: tutti i tipi di catapulte, macchine per lanciare freccette e lance, che hanno permesso ai cittadini di respingere gli attacchi di un nemico superiore per quasi tre anni.
Inoltre era impossibile avvicinarsi alla città dal mare.
Come scrisse Plutarco: “… improvvisamente, dall'altezza dei muri, i tronchi caddero, a causa del loro peso e della velocità data, sulle navi e le annegarono. Sia gli artigli di ferro che i becchi catturarono le navi, le sollevarono in aria con il naso all'insù, la poppa verso il basso e poi le immerse nell'acqua. E poi le navi furono messe in rotazione e, roteando, caddero su trabocchetti e dirupi ai piedi delle mura. La maggior parte di quelli a bordo sono morti sotto il colpo. Ogni minuto vedevano una nave sollevata in aria sul mare. Uno spettacolo terribile!.."
Le "zampe" di ferro sono costantemente presenti nelle descrizioni dei veicoli militari; "Becchi" e "artigli", in cui gli scienziati vedono i predecessori di pinze autobloccanti, moderni manipolatori e gru. Inoltre, le macchine erano mobili, avevano una freccia che ruotava attorno ad un asse verticale e ognuna era controllata da un singolo driver. Né prima né dopo Archimede qualcuno ha usato veicoli militari così unici.
Ma il più grande mistero di tutte le invenzioni di Archimede rimangono "specchi incendiari". La grande Siracusa era, tra l'altro, impegnata nell'ottica e nell'astronomia. Ci sono prove che Archimede abbia scritto una grande opera sull'ottica che non è arrivata fino a noi chiamata "Catoptrika", spesso citata da autori antichi. Tuttavia, dal lavoro stesso, e anche allora in una rivisitazione successiva, è sopravvissuto solo un teorema, in cui è dimostrato che quando la luce viene riflessa da uno specchio, l'angolo di incidenza della luna è uguale all'angolo di riflessione. Ma anche sulla base di queste citazioni, si può concludere che Archimede era ben consapevole dell'effetto incendiario di vari specchi.
Di conseguenza, in teoria, l'antico scienziato greco potrebbe utilizzare specchi concavi nella lotta contro la flotta romana, incendiando le navi con raggi solari focalizzati. Ma allo stesso tempo, nelle tre descrizioni superstiti dell'assalto - Polibio (II secolo a. C.), Tito Livio (I secolo a. C.) e Plutarco (I secolo a. C.) - non si fa menzione di solo sull'incendio di navi con specchi, ma in generale sull'uso del fuoco. E alcuni teorici trovano una spiegazione per questo. Si scopre che Polibio avrebbe potuto tacere su questo fatto, poiché era una persona molto diffidente, e la sua autorità e popolarità erano così significative che gli storici successivi non osarono confermare o negare l'esistenza degli specchi. Quindi, questo non può essere considerato un motivo abbastanza forte per negare completamente la base reale della leggenda.
Ma se gli specchi di Archimede non esistevano in natura, perché nella letteratura del II secolo d. C. e. si riscoprono tracce di questa bellissima leggenda? Sono citati dal satirico greco Lucian e dal medico scienziato romano Galeno. Quattro secoli dopo, la questione degli specchi incendiari viene analizzata dallo scienziato bizantino Anthimius of Thrall nel suo saggio On Miraculous Mechanisms, dove cerca di ricostruire gli specchi in base al raggio d'azione pari alla portata di volo della freccia. E conclude che la soluzione sta nell'uso di un sistema di specchi piatti:
“Con l'aiuto di molti specchi piatti, è possibile riflettere così tanta luce solare in un punto che la sua azione combinata provocherà un incendio. Questa esperienza può essere fatta con l'aiuto di un gran numero di persone, ognuna delle quali terrà lo specchio nella posizione desiderata. Ma per evitare confusione e confusione, è più conveniente utilizzare una cornice in cui è necessario fissare 24 specchi separati con piastre o, ancora meglio, con cerniere. Sostituendo questo meccanismo ai raggi del sole, è necessario posizionare correttamente lo specchio centrale, e poi il resto, inclinandoli rapidamente e abilmente … in modo che i raggi del sole riflessi da questi diversi specchi siano diretti nello stesso punto ….
In conclusione, Anfimy, a conferma della correttezza della sua ricostruzione, aggiunge: "Va notato che tutti gli altri autori che hanno parlato degli specchi del divino Archimede hanno menzionato non uno specchio, ma molti". Si tratta infatti di un apparato a moderna energia solare, denominato concentratore solare.
Il bizantino Eustachio di Salonicco fa eco ad Anthimia. Nei suoi Commentari all'Iliade, scrive: "Archimede, usando le regole della catottrica, bruciò la flotta romana a distanza di una freccia".
Un resoconto più dettagliato è contenuto nella Storia, redatta dal cronista bizantino Ceci, che, come fonte, fa riferimento a Diodoro di Siculo. Tseci sottolinea che Archimede fungeva da “uno specchio esagonale formato da piccoli specchi quadrangolari che potevano essere spostati tramite cerniere e doghe metalliche. Ha impostato questo specchio in modo che si intersecasse al centro con le linee solari, e quindi i raggi del sole ricevuti da questo specchio, riflessi, hanno creato un calore che ha ridotto in cenere le navi romane, sebbene fossero alla distanza di volo di una freccia.
E un altro storico bizantino del XII secolo Zonara scrisse negli Annali: "Questo geometra, dopo aver raccolto i raggi del sole su uno specchio, con l'aiuto di questi raggi, raccolti e poi riflessi dallo spessore e dalla levigatezza dello specchio, accese l'aria e accese una grande fiamma, che poi inviò a navi nel suo ambito. Le navi erano tutte ridotte in cenere. " Nessun altro degli antichi testimoniò a favore dell'esistenza del "laser solare" di Archimede.
Le fonti antiche sono state a lungo considerate vere, ma nel XVII secolo, a seguito dello sviluppo dell'ottica, Johannes Kepler e Rene Descartes, che hanno lavorato in questo campo, hanno espresso dubbi teoricamente giustificati sulla possibilità di creare specchi così fantastici. Il famoso filosofo e matematico francese René Descartes nel suo "Diottria" ha dimostrato in modo convincente che è impossibile portare i raggi del sole a un punto, così come creare un raggio parallelo di raggi ardenti, e le storie su di loro sono diventate una leggenda per la scienza.
Ma, come si è scoperto, non per molto. Nel 1674, quarant'anni dopo le convincenti dimostrazioni di Descartes, il matematico e filologo tedesco A. Kircher nel suo libro "The Great Art of Light and Shadow" afferma anche di essere convinto da numerosi esperimenti che combinando il riflesso del sole da cinque specchi piatti si può ottenere un significativo riscaldamento, sebbene ^ insufficiente per accendere il legno. Ma è successo nel 1747 dal naturalista e inventore francese Georges Louis Buffon.
Nel suo sesto libro di memorie, The Invention of Mirrors for Igniting Objects at Long Distances, ha riportato tutti i suoi esperimenti. È vero, non è riuscito a "costruire" uno specchio di design con un diametro di 71 m (!), Ma non si è ritirato e ha continuato a sperimentare. Gettando da parte i dubbi, Buffon ha costruito uno specchio composito 13 volte più piccolo di quello calcolato, che ha dato fuoco a un albero a una distanza di 50 m. Ecco come descrive uno degli esperimenti: utilizzando 128 specchi; l'accensione è avvenuta all'improvviso e su tutta l'area del punto illuminato. L'11 aprile, poiché il fuoco era a 20 piedi dallo specchio, sono stati necessari solo 12 specchi per accendere i piccoli oggetti combustibili.
21 specchi illuminavano una tavola di faggio, 15 specchi fondevano un grande recipiente di latta del peso di circa 6 libbre e 117 specchi fondevano sottili fogli d'argento. E il naturalista ha anche notato che “i metalli, e in particolare l'argento, fumano prima di fondersi. Il fumo era così forte che sul terreno si è formata una cortina di fumo . Dopo il successo degli esperimenti di Buffon, che condusse pubblicamente nel Giardino del Re su una piattaforma orizzontale, l'opinione sulla realtà degli specchi incendiari si rianimò e tutti concordarono nuovamente che nell'era di Archimede potevano esistere ed essere una formidabile arma di battaglia. Di conseguenza, l'ingegnoso siracusano riuscì a creare un potente concentratore solare.
Anche MV Lomonosov ha lavorato su questo problema. L'argomento della sua dissertazione, redatta nel 1741, era intitolato "Discorso sullo strumento incendiario catottrico-diottrico". Lo "strumento" consisteva in una serie di specchi che dirigevano i raggi del sole sulle lenti portandole in un punto. Ma, come dovrebbe essere in questi casi, c'era un altro "ma". Al tempo di Archimede non esistevano specchi di tale qualità, con i quali venivano effettuati esperimenti dimostrativi.
Gli specchi antichi trovati durante gli scavi sono così imperfetti che è difficile credere nella loro capacità di trasmettere un riflesso esatto. Ma sarebbe un peccato se una leggenda così bella venisse confutata. Questo è il motivo per cui gli scienziati italiani hanno cercato di dimostrare che gli "specchi da battaglia" di Archimede esistevano, ma non erano destinati all'incendio doloso, ma al bersaglio.
Quindi, forse, il geniale Archimede non ha inventato il "laser solare", ma la prima "arma a raggi". E ora gli scienziati devono decidere se provare o smentire già due misteri del genio siracusano.
“Giornale interessante. Segreti della storia №7 2014
