Arquimedes foi um dos pioneiros no campo da matemática, mecânica, astronomia, física. Ele é chamado de o fundador da física matemática, que descobriu muitas das leis básicas da física e da matemática, e eles ainda usam métodos arquimedianos para encontrar as áreas, superfícies e volumes de várias figuras e corpos.
O cientista introduziu o conceito de centro de gravidade, descobriu as leis da alavanca e desenvolveu os fundamentos da hidrostática. Além disso, ele foi o maior engenheiro, projetista de máquinas e inventor de dispositivos mecânicos de sua época. Todos os seus desenvolvimentos ainda estão em uso. E só a existência de "espelhos incendiários" que destruíram a frota romana ainda levanta dúvidas.
Arquimedes encontrou aplicação prática para quase todos os seus estudos teóricos. Máquinas construídas com base na ação da alavanca (ou “mehane” em grego) ajudaram o homem a “superar” a natureza. Também é interessante que muitas das descobertas do gênio Siracusa receberam uma formulação e prova modernas apenas no século XIX.
Quem não conhece a lenda sobre a descoberta da lei que afirma que um corpo imerso em um líquido sofre uma força igual ao peso do líquido por ele deslocado? Diz que uma epifania desceu sobre Arquimedes no banho, quando de repente ele percebeu que, ao levantar o pé do banheiro, o nível da água fica mais baixo. O cientista, ofuscado pela ideia, saltou nu da casa de banho e gritou "Eureka!" correu ao longo da rua movimentada. De uma forma ou de outra, mas essa descoberta se tornou a primeira lei da hidrostática. Lei semelhante - a determinação da gravidade específica dos metais - Arquimedes deduziu ao resolver o problema que lhe foi proposto pelo governante Hieron: determine quanto ouro está contido em sua coroa e se há alguma impureza estrangeira nela.
O brilhante cientista não era uma pessoa introvertida. Ele se esforçou para tornar suas realizações publicamente conhecidas e úteis para a sociedade. E graças ao seu amor por demonstrações espetaculares, as pessoas consideravam seu trabalho necessário, os governantes forneciam-lhe os meios para experimentos e ele próprio sempre teve assistentes interessados e inteligentes. Para aqueles de seus concidadãos que suspeitavam de suas invenções, Arquimedes forneceu provas decisivas em contrário. Então, um dia, tendo habilmente ajustado uma alavanca, um parafuso e um guincho, para surpresa dos espectadores, "pela força de um homem" lançou uma pesada galera, encalhada, com toda sua tripulação e carga.
Cícero, o grande orador da antiguidade, disse de Arquimedes: "Este siciliano possuía um gênio que, ao que parece, a natureza humana não pode alcançar." O grande cientista, apaixonado pela mecânica, criou e testou a teoria dos cinco mecanismos, conhecidos na sua época e denominados "simples". Estes são a alavanca, a cunha, o bloco, o parafuso sem fim (agora usado no moedor) e o guincho. Com base em um parafuso sem-fim, Arquimedes inventou uma máquina para irrigar campos, o chamado "caracol", uma máquina para bombear água de porões e poços, e finalmente chegou à invenção de um parafuso, construindo-o a partir de um parafuso e uma porca.
Muitos historiadores, cientistas e escritores antigos falam sobre mais uma "descoberta" surpreendente de Arquimedes, que o fez exclamar alegremente: "Dê-me um lugar onde eu possa ficar e levantarei a Terra!" Plutarco tem um texto semelhante: "Dê-me um ponto de apoio e moverei a Terra." Esta "descoberta" não tem nome em nenhuma das histórias, mas atualmente não é vista como uma alavanca comum, mas como um mecanismo próximo ao guincho, composto por um tambor para enrolar uma corda, várias engrenagens e uma engrenagem helicoidal. O princípio de construir uma transmissão multiestágio era novo aqui.
Arquimedes era obcecado por ciência e invenção. Os aparelhos e máquinas projetados por ele foram percebidos por seus contemporâneos como milagres da tecnologia. A impressão era que não dormia nem comia, mas se dedicava exclusivamente à busca criativa. Até mesmo Plutarco, que exaltou sua sabedoria e espírito, observou que “vivia como se enfeitiçado por uma espécie de sereia doméstica, sua companheira constante, que o fazia esquecer a comida, a bebida e as preocupações com o corpo. Às vezes, quando levado para a casa de banhos, ele desenhava figuras geométricas nas cinzas da lareira com o dedo, ou desenhava linhas em seu corpo lubrificado. Tal era Arquimedes que, graças aos seus profundos conhecimentos de mecânica, foi capaz, no que dependia dele, de salvar a si e à sua cidade da derrota.
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Foi com a proteção dos parentes de Siracusa durante a 2ª Guerra Púnica que aumentou a glória do Arquiomel engenheiro, que já era deslumbrante e deixou uma marca na consciência de todo o mundo helenístico, cruzando as fronteiras de países e séculos. Arquimedes já tinha então mais de setenta anos, mas foi a ele que a cidade confiou a sua defesa. Foi o maior triunfo que os cientistas já viram. Aqui seu talento se manifestou não só como inventor, mas também como excelente construtor.
Na "História Mundial", escrita cerca de cinquenta anos após o cerco, Políbio disse que os agressores "não levaram em conta a arte de Arquimedes, não levaram em conta que às vezes um talentoso é capaz de fazer mais do que muitas mãos … Arquimedes preparou tais meios dentro da cidade … defesa de que os zagueiros não precisavam se preocupar com trabalhos imprevistos em caso de métodos de ataque inesperados; já tinham tudo pronto para repelir o inimigo … “Ele criou pela primeira vez canhoneiras e brechas nas paredes da fortaleza, destinadas à chamada“batalha de baixo e médio”. Acrescente a isso dezenas de veículos militares inventados por ele - todos os tipos de catapultas, máquinas para lançar dardos e lanças, que permitiram aos habitantes da cidade repelir os ataques de um inimigo superior por quase três anos.
Também era impossível se aproximar da cidade pelo mar.
Como escreveu Plutarco: “… de repente, da altura das paredes, as toras caíram, devido ao seu peso e à velocidade dada, sobre os navios e os afogaram. Aquelas garras e bicos de ferro capturaram os navios, os ergueram no ar com o nariz para cima, a popa para baixo e então mergulharam na água. E então os navios foram colocados em rotação e, girando, caíram em armadilhas e penhascos ao pé das muralhas. A maioria das pessoas a bordo morreu com o golpe. A cada minuto, eles viam um navio erguido no ar sobre o mar. Uma visão terrível!.."
As "patas" de ferro são constantemente apresentadas nas descrições dos veículos militares; "Bicos" e "garras", nos quais os cientistas vêem os antecessores dos alicates autoterráveis, manipuladores e guindastes modernos. Além disso, as máquinas eram móveis, possuíam uma seta que girava em torno de um eixo vertical e cada uma era controlada por um único driver. Nem antes nem depois de Arquimedes alguém usou veículos militares tão únicos.
Mas o maior mistério de todas as invenções de Arquimedes continua sendo "espelhos incendiários". A grande Siracusa estava, entre outras coisas, envolvida com ótica e astronomia. Há evidências de que Arquimedes escreveu uma grande obra sobre óptica que não chegou até nós, chamada "Catoptrika", freqüentemente citada por autores antigos. No entanto, da própria obra, e mesmo assim em releitura posterior, sobreviveu apenas um teorema, no qual se prova que, quando a luz é refletida de um espelho, o ângulo de incidência da lua é igual ao ângulo de reflexão. Mas mesmo com base nessas citações, pode-se concluir que Arquimedes estava bem ciente do efeito incendiário de vários espelhos.
Consequentemente, teoricamente, o antigo cientista grego poderia usar espelhos côncavos na luta contra a frota romana, incendiando navios com raios solares focalizados. Mas, ao mesmo tempo, nas três descrições sobreviventes do ataque - Políbio (século 2 aC), Tito Lívio (século 1 aC) e Plutarco (século 1 aC) - não há menção de apenas sobre a queima de navios com espelhos, mas em geral sobre o uso do fogo. E alguns teóricos encontram uma explicação para isso. Acontece que Políbio poderia ter ficado calado sobre esse fato, já que era uma pessoa muito desconfiada e sua autoridade e popularidade eram tão significativas que historiadores subsequentes não ousaram confirmar ou negar a existência de espelhos. Portanto, isso não pode ser considerado um motivo forte o suficiente para negar completamente a base real da lenda.
Mas se os espelhos de Arquimedes não existiam na natureza, por que na literatura do século 2 d. C. e. vestígios desta bela lenda são redescobertos? Eles são mencionados pelo satírico grego Lucian e pelo cientista médico romano Galen. Quatro séculos depois, a questão dos espelhos incendiários é analisada pelo cientista bizantino Antímio de Thrall em seu ensaio Sobre Mecanismos Milagrosos, onde ele busca reconstruir os espelhos com base no raio de ação igual ao alcance de vôo da flecha. E conclui que a solução está na utilização de um sistema de espelhos planos:
“Com a ajuda de muitos espelhos planos, é possível refletir a luz solar suficiente em um ponto para que sua ação combinada cause um incêndio. Essa experiência pode ser realizada com a ajuda de um grande número de pessoas, cada uma segurando o espelho na posição desejada. Mas, para evitar confusão e confusão, é mais conveniente usar uma moldura na qual seja necessário fixar 24 espelhos separados com placas ou, melhor ainda, com dobradiças. Substituindo este mecanismo pelos raios solares, é necessário colocar corretamente o espelho central, e depois os demais, inclinando-os com rapidez e destreza … para que os raios solares refletidos por esses diferentes espelhos sejam direcionados para o mesmo ponto …”.
Concluindo, Anfimy, confirmando a correção de sua reconstrução, acrescenta: “Deve-se notar que todos os outros autores que falaram dos espelhos do divino Arquimedes mencionaram não um espelho, mas muitos”. Na verdade, estamos falando de um aparato de energia solar moderno, denominado concentrador solar.
O bizantino Eustáquio de Tessalônica ecoa Antimia. Em seus Comentários sobre a Ilíada, ele escreve: "Arquimedes, usando as regras da catóptrica, queimou a frota romana à distância de uma flecha."
Um relato mais detalhado está contido na História, compilada pelo cronista bizantino Ceci, que, como fonte, se refere a Diodoro de Siculus. Tseci lembra que Arquimedes agia como “um espelho hexagonal feito de pequenos espelhos quadrangulares que podiam ser movidos por dobradiças e ripas de metal. Ele instalou este espelho de forma que se cruzasse no meio com as linhas solares e, portanto, os raios de sol recebidos por este espelho, refletidos, criaram um calor que transformou os navios romanos em cinzas, embora estivessem a uma distância de vôo de uma flecha."
E outro historiador bizantino do século 12 Zonara escreveu nos Anais: “Este geômetra, tendo coletado os raios do sol em um espelho, com a ajuda desses raios, coletados e então refletidos pela espessura e suavidade do espelho, acendeu o ar e acendeu uma grande chama, que ele então enviou para navios dentro de seu escopo. Os navios foram todos reduzidos a cinzas. " Ninguém mais dos antigos testemunhou a favor da existência do "laser solar" de Arquimedes.
As fontes antigas foram consideradas verdadeiras, mas no século XVII, como resultado do desenvolvimento da ótica, Johannes Kepler e René Descartes, que trabalharam neste campo, expressaram dúvidas teoricamente justificadas sobre a possibilidade de criar tais espelhos fantásticos. O famoso filósofo e matemático francês René Descartes em seu "Dioptria" mostrou de forma convincente que é impossível trazer os raios do sol a um ponto, bem como criar um feixe paralelo de raios ardentes, e as histórias sobre eles se tornaram uma lenda para a ciência.
Mas, como se viu, não por muito tempo. Em 1674, quarenta anos após as provas convincentes de Descartes, o matemático e filólogo alemão A. Kircher em seu livro "A Grande Arte da Luz e da Sombra" também afirma que foi convencido por numerosos experimentos de que combinando o reflexo do sol de cinco espelhos planos pode-se obter uma aquecimento, embora ^ insuficiente para acender a lenha. Mas isso aconteceu em 1747 pelo naturalista e inventor francês Georges Louis Buffon.
Em seu sexto livro de memórias, A invenção de espelhos para acender objetos a longas distâncias, ele relatou todos os seus experimentos. É verdade que ele falhou em "construir" um espelho de design com um diâmetro de 71 m (!), Mas ele não recuou e continuou a experimentar. Tirando dúvidas, Buffon construiu um espelho composto com uma área 13 vezes menor que a calculada, que acendeu uma árvore a uma distância de 50 m. Aqui está como ele descreve um dos experimentos: usando 128 espelhos; a ignição ocorreu repentinamente e em toda a área do ponto iluminado. Em 11 de abril, como o foco estava a 6 metros do espelho, apenas 12 espelhos foram necessários para acender os pequenos objetos combustíveis.
Usando 21 espelhos, eles acenderam uma placa de faia, 15 espelhos derreteram um grande recipiente de estanho, pesando cerca de 6 libras, e 117 espelhos derreteram folhas finas de prata. O naturalista também observou que “os metais, especialmente a prata, fumegam antes de derreter. A fumaça era tão forte que uma cortina de fumaça se formou sobre o solo. Após os experimentos bem-sucedidos de Buffon, que ele conduziu publicamente no King's Garden em uma plataforma horizontal, a opinião sobre a realidade dos espelhos incendiários reviveu e todos novamente concordaram que na era de Arquimedes eles poderiam existir e ser uma arma de batalha formidável. Conseqüentemente, o engenhoso homem de Syracuse foi capaz de criar um poderoso concentrador solar.
MV Lomonosov também trabalhou neste problema. O tema de sua dissertação, compilada em 1741, intitulava-se "Discurso sobre o instrumento incendiário catóptrico-dióptrico". O "instrumento" consistia em uma série de espelhos que direcionavam os raios do sol para as lentes, levando-as a um ponto. Mas, como deveria ser em tais casos, havia outro "mas". Na época de Arquimedes, não existiam espelhos dessa qualidade, com os quais eram realizados experimentos demonstrativos.
Os espelhos antigos encontrados durante as escavações são tão imperfeitos que é difícil acreditar em sua capacidade de transmitir qualquer reflexão exata. Mas seria uma pena se uma lenda tão bela fosse refutada. É por isso que cientistas italianos tentaram provar que os "espelhos de batalha" de Arquimedes existiam, mas não se destinavam a incêndios criminosos, mas a apontar para o alvo.
Então, talvez, o brilhante Arquimedes inventou não o "laser solar", mas a primeira "arma de raio". E agora os cientistas precisam decidir se provam ou refutam dois enigmas do gênio Siracusa.
“Jornal interessante. Segredos da história №7 2014
