زندگی نامه ارشمیدس دانشمند و ریاضیدان یونانی

چکیده زندگینامه ارشمیدس

• نام:ارشمیدس
• تولد:۲۷۸ ق. م تا ۲۱۲ ق. م
• زادگاه:سیراکوز یونان
• درگذشت:۲۱۲ ق.م
• شهرت:ریاضیدان و فیزیکدان یونان باستان
• ملیت:یونانی

زندگی نامه ارشمیدس

ارشمیدس دانشمند و ریاضیدان یونانی در سال ۲۷۸ قبل از میلاد در شهر سیراکوز در سیسیل که آن زمان جزو مگنا گراسیا بود زاده شد و در جوانی برای آموختن دانش به اسکندریه رفت. بیشتر دوران زندگیش را در زادگاهش گذراند و با فرمانروای این شهر دوستی نزدیک داشت. زندگی ارشمیدس با آرامش کامل می گذشت. زمانی که جمهوری روم در خلال دومین جنگ کارتاژ در سال ۲۱۲ قبل از میلاد شهر سیراکوز را به تصرف خود درآوردند سردار رومی مارسلوس دستور داد که هیچ یک از سپاهیانش حق اذیت و آزار و توهین و ضرب و جرح ارشمیدس را ندارند، با این حال ارشمیدس قربانی غلبهٔ رومیان بر شهر سیراکوز شد و به دست یک سرباز مست رومی در ۲۱۲ قبل از میلاد کشته شد و این در حالی بود که در میدان بازار شهر در حال اندیشیدن به مسئله ای ریاضی بود. می گویند آخرین سخن او این بود: دایره هایم را خراب نکن.

کشف بزرگ ارشمیدس (اورکا اورکا)

چنین گفته شده است که هیرو (هایرُن) پادشاه سیراکوز زرگری را مأمور کرده بود تا برایش تاجی از طلای ناب بسازد. وقتی تاج تکمیل شد و به دست پادشاه رسید، وی تردید داشت که زرگر تمام طلا را به کار برده باشد. شاه هیرو دوست خود ارشمیدس را احضار کرد و از او خواست تا بفهمد آیا واقعاً تاج از طلای ناب است یا نه؟ در سدهٔ سوم پیش از میلاد، شیمی تحلیلی به اندازهٔ ریاضیات پیشرفته نبود و ارشمیدس در ریاضیات و مهندسی توانایی بسیار داشت. ارشمیدس قبلاً برای محاسبهٔ حجم جامدهایی که شکلی منظم مثل کُره یا استوانه داشتند دستورهای ریاضی ابداع کرده بود. او می دانست که اگر بتواند حجم تاج هیرو را تعیین کند خواهد فهمید که آیا تاج از طلای ناب درست شده است یا از مخلوطی از طلا با فلزات دیگر ساخته شده است. وقتی پا به خزینه گذاشت و دید که آب از آن سرریز کرد فهمید که حجم آبی که بیرون ریخته است دقیقاً با حجم قسمتی از بدن او که وارد آب شده برابری می کند، بنابراین دریافت که اگر تاج را در ظرف آبی قرار دهد حجم آبی که از ظرف سرریز می شود یا در آن بالا می رود حجم تاج است. وی که بسیار هیجان زده شده بود لخت تمام از حمام بیرون دوید و فریاد زد یافتم! یافتم! (اورکا اورکا). او در آزمایش خود تشخیص داد که تاج شاهی میزان بیشتری آب را نسبت به شمش طلای هم وزنش پس می راند، ولی این میزان آب کمتر از میزان آبی است که شمش نقرهٔ هم وزن آن را جابه جا می کند. به این ترتیب ثابت شد که تاج شاهی از طلای ناب ساخته نشده و زرگر آن را از مخلوطی از طلا و نقره ساخته است و این گونه ارشمیدس یکی از رازهای طبیعت را کشف کرد، یعنی این که می توان حجم اجسام با شکل نامنظم را با کمک مقدار مایعی که جابه جا می کنند اندازه گیری کرد. اگر چه به نظر می رسد این داستان همچون بسیاری از کشفیات علمی (مثل داستان نیوتن و درخت سیب) دچار غلو و انحراف شده باشد ولی شهرتی جهانگیر دارد و کمابیش در همهٔ جهان شناخته شده است. روایت دیگری که به نظر می رسد از وجاهت بیشتری برخوردار باشد مربوط می شود به فرمان ساخت کشتی غول آسایی به نام «سیراکوسیا» از سوی پادشاه هایرون که منجر به کشف قانون شناوری یا همان اصل ارشمیدس شد.

آزمایش ارشمیدس و اثبات ناخالصی تاج شاهی

او با عجله و سراسیمه به خانه بازگشت و شروع به آزمایش عملی این یافته کرد. او چنین اندیشید که اجسام هم اندازه ، مقدار آب یکسانی را جابجا می کنند، 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. او در آزمایش خود تشخیص داد که تاج شاهی میزان بیشتری آب را نسبت به شمش طلای هم وزنش پس می راند، ولی این میزان آب کمتر از میزان آبی است که شمش نقره هم وزن آن را جابجا می کند. به این ترتیب ثابت شد که تاج شاهی از طلای ناب و خالص ساخته نشده، بلکه جواهر ساز متقلب و خیانتکار آن را از مخلوطی از طلا و نقره ساخته است و به این ترتیب ارشمیدس یکی از چشم گیرترین رازهای طبیعت را کشف کرد. آن هم اینکه می توان وزن اجسام سخت را با کمک مقدار آبی که جابجا می کنند اندازه گیری کرد. این قانون (وزن مخصوص) را که امروزه به آن چگالی می گویند اصل ارشمیدس می نامند. حتی امروز هم هنوز پس از 23 قرن بسیاری از دانشمندان در محاسبات خود متکی به این اصل هستند.

پیچ ارشمیدس

اختراعی منسوب به ارشمیدس که در گذشته از آن برای آبیاری و بالا کشیدن آب های زیرزمینی استفاده می کردند. به شکل لوله ای مارپیچ بود که محور آن زاویه ای ۴۵ درجه با راستای افقی می ساخت. یک سر پیچ در مخزن آب قرار داشت، با چرخاندن پیچ آب از لوله بالا می رفت. برخی از محققان معتقدند که نوع دیگری از این پیچ برای آبیاری باغ های معلق بابل استفاده می شده است. او مخترع پمپ انتقال مایعات است که پیچ ارشمیدس نام دارد. می گویند او پس از کشف پیچ ارشمیدس تا ساعت ها از خوشحالی دور میدانی می دوید.

فعالیت ارشمیدس در حوزه های دیگر

ارشمیدس در ریاضیات از ظرفیت های هوشی بسیار برخوردار بود. او منجنیق هایی برای دفاع از سرزمین خود اختراع کرد که بسیار سودمند افتادند. او توانست سطح و حجم جسم هایی مانند کره، استوانه و مخروط را حساب کند و روش نوینی برای اندازه گیری در دانش ریاضی پدیدآورد. همچنین به دست آوردن عدد پی نیز از کارهای گران قدر وی است. او کتاب هایی دربارهٔ خصوصیات و روش های اندازه گیری اشکال و حجم های هندسی از قبیل مخروط، منحنی حلزونی و خط مارپیچ، سهمی، سطح کره و استوانه نوشته، علاوه بر آن او قوانینی دربارهٔ سطح شیب دار، پیچ، اهرم و مرکز ثقل کشف کرد. یکی از روش های نوین ارشمیدس در ریاضیات به دست آوردن عدد پی بود. وی برای محاسبۀ عدد پی، یعنی نسبت محیط دایره به قطر آن روشی به دست داد و ثابت کرد که عدد محصور مابین ۷/۱ ۳ و ۷۱/۱۰ ۳ است. گذشته از آن روش های گوناگونی برای تعیین جذر تقریبی اعداد به دست داد و از مطالعه آن ها معلوم می شود که وی قبل از ریاضیدانان هندی با کسرهای متصل یا مداوم متناوب آشنایی داشته است. در حساب روش غیرعملی و چند عملی یونانیان را که برای نمایش اعداد از علائم متفاوت استفاده می کردند به کنار گذاشت و پیش خود دستگاه شمارشی اختراع کرد که به کمک آن ممکن بود هر عدد بزرگی را بنویسیم و بخوانیم. دانش تعادل مایعات به وسیلۀ ارشمیدس کشف شد و وی توانست قوانین آن را برای تعیین وضع تعادل اجسام غوطه ور به کار ببرد. همچنین برای اولین بار برخی از اصول مکانیک را به وضوح و دقت بیان کرد و قوانین اهرم را کشف کرد. بزرگترین افتخار ارشمیدس این بود که نسبت بین یک کره و استوانه محیط آن را بدست آورده است. کره ۲/۳ حجم استوانه را داراست و همین طور مساحت سطح کره ۲/۳ مساحت سطح استوانه است. بنابر وصیتش یک کره و یک استوانه بر روی مزارش حک شد.

بزرگترین فعالیت های علمی ارشمیدس

• تعیین عدد پی
• ساخت قرقره ارشمیدس
• قانون چگالی در مایعات

کشته شدن ارشمیدس

ارشمیدس در آرامش کامل مانند زندگی هر ریاضیدان دیگری که تأمین کامل داشته باشد و توانایی اجرای همه ممکنات هوش و نبوغ خود را داشته باشد، زندگی میکرد. در سال ۲۱۲ قبل از میلاد، شهر سیراکوز توسط رومیان تصرف شد، فرمان سردار رومی مارسلوس این بود که هیچ کدام از سپاهیانش نباید این دانشمند و متفکر مشهور را مورد اذیت و آزار و توهین و ضرب و جرح قرار دهند، ولی ارشمیدس قربانی غلبه رومیان بر شهر سیراکوز شد و یک سرباز مست رومی او را کشت، در حالیکه او در حال اندیشیدن به یک مسئله ریاضی در میدان بازار شهر بود. آخرین کلمات او طبق گفته ها این بود:دایره های مرا خراب نکن. به این ترتیب زندگی ارشمیدس پایان یافت، او در تاریخ ۲۷۸ پیش از میلاد درگذشت. مقبره ارشمیدس در سال ۷۵ قبل از میلاد کشف شد و سیسرو که پادشاه روم بود آن را تعمیر کرد.

زندگی نامه لئوناردو داوینچی ریاضی دان ایتالیایی