خانه / بزرگان تاریخ / ارشمیدس – Archimedes

ارشمیدس – Archimedes

ارشمیدس
ارشمیدس

ارشمیدس فیلسوف- ریاضیدان- فیزیکدان- مهندس- مخترع و منجم یونان باستان و از اهالی جزیره ساموس در دریای مدیترانه بود- وی دو هزار سال قبل از اسحاق نیوتن و لایب‌ نیتس موفق به اختراع حساب انتگرال شد و حتی در حل یکی از مسایل خویش نکته‌ای به کار برد که می‌توان او را از پیش‌گامان فکر ایجاد حساب دیفرانسیل دانست

زندگی ارشمیدس

ارشمیدس دانشمند و ریاضیدان یونانی در در سال ۲۱۲ قبل از میلاد در شهر سیراکوز یونان چشم به جهان گشود و در جوانی برای آموختن دانش به اسکندریه رفت. بیشتر دوران زندگیش را در زادگاهش گذرانید و با فرمانروای این شهر دوستی نزدیک داشت.همچون زندگی هر ریاضیدان دیگری که تامین کامل داشته باشد و بتواند همه ممکنات هوش و نبوغ خود را به مرحله اجرا درآورد.

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 دربار پادشاه یمرون یکی از معروفترین کشفهای خود را در خزینه حمام انجام داد.

کشفی در حمام: آزمایش و اثبات ناخالصی تاج شاهی

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 کرده – 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 اینطور فکر می‌کرد که مجبور است تاج شاهی را ذوب کند- آنرا 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 جابجا کرده است.

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.

 

ارشمیدس
ارشمیدس

او در آزمایش خود تشخیص داد که تاج شاهی میزان بیشتری آب را نسبت به شمش طلای هم وزنش پس می‌راند- ولی این میزان آب کمتر از میزان آبی است که شمش نقره هم وزن آن را جابجا می‌کند. 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 چشمگیرترین رازهای طبیعت را کشف کرد. آن هم اینکه می‌توان وزن اجسام سخت را با کمک مقدار آبی که جابجا می‌کنند اندازه گیری کرد. این قانون -وزن مخصوص- را که امروزه به آن چگالی می‌گویند اصل ارشمیدس می‌نامند. حتی امروز هم هنوز پس از 23 قرن بسیاری از دانشمندان در محاسبات خود متکی به این اصل هستند.

به هر حال ارشمیدس در رشته ریاضیات از ظرفیتهای هوشی بسیار والا و چشمگیری برخوردار بود. او منجنیقهای شگفت آوری برای دفاع از سرزمین 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 به دست 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 و استوانه می دانست. علاوه بر آن او قوانینی درباره سطح شیبدار- پیچ اهرم و مرکز ثقل کشف کرد.

ارشمیدس در مورد خودش گفته ای دارد که با وجود گذشت قرنها جاودان مانده و آن اینست: -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 صمیمی 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 گرچه ریاضیدان لایقی بود اما مردی سطحی به شمار می رفت که برای خویش احترام خارق العاده ای قایل بود.

ارشمیدس با کونون ارتباط و مکاتبه دایمی داشت و قسمت مهم و زیبایی از آثار خویش را در این نامه ها با او در میان گذاشت و بعدها که کونون درگذشت ارشمیدس با دوسته که از شاگردان کونون بود مکاتبه می کرد.

 

ارشمیدس
ارشمیدس

محاسبه عدد پی:

یکی از روشهای نوین ارشمیدس در ریاضیات به دست آوردن عدد پی بود. وی برای محاسبه عدد پی- یعنی نسبت محیط دایره به قطر آن روشی به دست داد و ثابت کرد که عدد محصور ما بین 1/7 3 و 10/71 3 است. گذشته از آن روشهای مختلف برای تعیین جذر تقریبی اعداد به دست داد و از مطالعه آنها معلوم می شود که وی قبل از ریاضی دان هندی با کسرهای متصل یا مداوم آشنایی داشته است.

در حساب روش غیرعملی و چند عملی یونانیان را- که برای نمایش اعداد ازعلایم متفاوت استفاده می کردند- به کنار گذاشت و پیش خود دستگاه شماری اختراع کرد که به کمک آن ممکن بود هر عدد بزرگی را بنویسیم و بخوانیم.

دانش تعادل مایعات بوسیله 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.

در سال ۱۹۰۶ ج.ل. هایبرگ مورخ دانشمند و متخصص تاریخ ریاضیات یونانی در شهر قسطنطنیه موفق به کشف مدرک باارزشی شد. این مدرک کتابی است به نام -قضایای مکانیک و روش آنها- که ارشمیدس برای دوست خود اراتوستن فرستاده بود. موضوع این کتاب مقایسه حجم یا سطح نامعلوم شکلی با احجام و سطوح معلوم اشکال دیگر است که بوسیله آن ارشمیدس موفق به تعیین نتایج مطلوب می شد. این روش یکی از عناوین افتخار ارشمیدس است که ما را مجاز می دارد که وی را به مفهوم صاحب فکر جدید و امروزی بدانیم- زیرا وی چیز و هرچیزی را که استفاده از آن به نحوی ممکن بود به کار می برد تا بتواند به مسایلی که ذهن او را مشغول می داشتند حمله ور گردد. دومین نکته ای که ما را مجاز می دارد که عنوان -متجدد- به ارشمیدس بدهیم روشهای محاسبه اوست. وی دو هزار سال قبل از نیوتن و لایب نیتس موفق به اختراع حساب انتگرال شد و حتی در حل یکی از مسایل خویش نکته ای را به کار برد که می توان او را از پیش قدمان فکر ایجاد حساب دیفرانسیل دانست.

ارشمیدس یکی از بزرگترین دانشمندان ریاضی و مکانیک در عصر خودش بود. پدرش فیدیاس که منجم بود او را برای آموزش از سیراکوز به مدرسه ریاضیات اسکندریه فرستاد. شهر اسکندریه را اسکندر مقدونی در سال 323 ق.م در زمان حمله و حرکت به سوی شرق بر کرانه مدیترانه در خاک مصرساخت. این شهر پس از رکود آتن – پایتخت یونان – مرکز علم و تجارت شد و بزرگانی چوت اقلیدس و بطلمیوس و ارشمیدس را تربیت کرد. این شهر حتی موقعی که به دست مسلمانان فتح شد از مراکز مهم علوم یونانی بود و در انتقال علم و اندیشه یونانی به فرهنگ و تمدن اسلامی نقش مهمی داشت.

ارشمیدس قسمت زیادی از کار هندسه خود را به کمک اشکالی رسم شده در خاکستر یا روغن که بعد از استحمام کردن به تن خود می مالیده انجام می داد .وقتی که ارشمیدس روی شن های ساحل دریا اشکال هندسی خود را رسم کرده بود سربازی بدون توجه با راه رفتن روی شن ها اشکال او را لگد کرد و ارشمیدس چنان اعتراض کرد که موجب خشم سرباز شد و سرباز با شمشیرش به ارشمیدس حمله کرد و او را کشت. از آثار علمی او می توان کشف قانون مایع ها و گازها -معروف به قانون ارشمیدس-. تعیین جرم حجمی طلا و نقره و بعضی فلزات دیگر و اختراع پیچ مخصوص حلزونی شکل به نام پیچ ارشمیدس برای بالا بردن آب اشاره کرد.

پیچ ارشمیدس

اختراعی منسوب به ارشمیدس که در گذشته از آن برای آبیاری و بالا کشیدن آبهای زیر زمینی استفاده می‌کردند. به شکل لوله‌ای مارپیچ بود که محور آن زاویه‌ای ۴۵ درجه با راستای افقی می‌ساخت. یک سر پیچ در مخزن آب قرار داشت- با چرخاندن پیچ آب از لوله بالا می‌رفت. برخی از محققان معتقند که نوع دیگری از این پیچ برای آبیاری باغهای معلق بابل استفاده می‌شده‌است. او مخترع پمپ انتقال مایعات که پیچ ارشمیدس نام دارد- می باشد. او پس از کشف پیچ ارشمیدس تا ساعت ها از خوشحالی دور میدانی می دوید.

ارشمیدس
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.

یکی از روشهای نوین ارشمیدس در ریاضیات بدست آوردن عدد بود- وی برای محاسبه عدد پی – یعنی نسبت محیط دایره به قطر آن روشی بدست داد و ثابت کرد که عدد محصور مابین 7/1 3 و 71/10 3 است- گذشته از آن روشهای مختلف برای تعیین جذر تقریبی اعداد به دست داد و از مطالعه آنها معلوم می‌شود که وی قبل از ریاضیدانان هندی با کسرهای متصل یا مداوم متناوب آشنایی داشته است. در حساب روش غیر عملی و چند عملی یونانیان را که برای نمایش اعداد از علایم متفاوت استفاده می‌کردند- 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 بوسیله ارشمیدس کشف شد و وی توانست قوانین آنرا برای تعیین وضع تعادل اجسام غوطه ور بکار برد. همچنین برای اولین بار برخی از اصول مکانیک را به وضوح و دقت بیان کرد و قوانین اهرم را 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 قایل بود.

ارشمیدس با کونون ارتباط و مکاتبه دایمی داشت و قسمت مهم و زیبایی از آثار خویش را در این نامه‌ها با او در میان گذاشت و بعدها که کونون در گذشت- ارشمیدس با دوستی که از شارگردان کونون بود مکاتبه می‌کرد. در سال 1906 ج.ل. هایبرگ مورخ دانشمند و متخصص تاریخ ریاضیات یونانی در شهر قسطنطنیه موفق به کشف مدرک با ارزشی شد.

این مدرک کتابی است به نام قضایای مکانیک و روش آنها که ارشمیدس برای دوست خود اراتوستن فرستاده بود. موضوع این کتاب مقایسه حجم یا سطح نامعلوم شکلی با احجام و سطوح معلوم اشکال دیگر است که بوسیله آن ارشمیدس موفق به تعیین نتیجه مطلوب می‌شد. این روش یکی از عناوین افتخار ارشمیدس است که ما را مجاز می‌دارد که وی را به مفهوم صاحب فکر جدید و امروزی بدانیم- زیرا وی همه چیز و هر چیزی را که استفاده از آن به نحوی ممکن بود بکار می‌برد تا بتواند به مسایلی که ذهن او را مشغول می‌داشتند حمله ور گردد.

دومین نکته‌ای که ما را مجاز می‌دارد که عنوان متجدد به ارشمیدس بدهیم روشهای محاسبه اوست. وی دو هزار سال قبل از اسحاق نیوتن و لایب نیتس موفق به اختراع حساب انتگرال شد و حتی در حل یکی از مسایل خویش نکته‌ای را بکار برد که می‌توان او را از پیش قدمان فکر ایجاد حساب دیفرانسیل دانست.

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.

وقتی جسمی را درون یک شاره مثلا یک لیوان آب می اندازیم اگر جسم تماما درون آب فرو رود به مقدار حجم خود آب را جابجا می کند به نیروی وزن این مقدار آب جابجا شده نیروی ارشمیدس گویند که همیشه رو به بالاست.

وقتی نیروی ارشمیدس از نیروی وزن بیشتر باشد جسم روی سطح آزاد شاره شناور می شود و وقتی نیروی وزن جسم از نیروی ارشمیدس بیشتر باشد جسم درون شاره غرق می شود.

داستانی از ارشمیدوس

در ساحل بندر سیراکوز مردم زیادی جمع شده بودند. عده ای به خواسته ارشمیدس روی یک کشتی باری تجمع کرده بودند و در ضمن ارشمیدس کشتی را پر از بار کرده بود. او می خواست ادعای عجیب خود را ثابت کند که: من می توانم با نیروی دست خود این کشتی را حرکت دهم!

ارشمیدس یک سر اهرم بلند خود را زیر کشتی- نزدیک به همان انتها را روی گوه و انتهای بسیار دور دیگر را در دست خود گرفته بود. جمعیت و پادشاه به نظاره ایستاده بودند. ارشمیدس دست خود را بالا برد تا توجه همگاه را جلب کند. آنگاه با دستش نیروی کمی به اهرم وارد کرد و… کشتی به حرکت درآمد!

پادشاه از تعجب آه کشید و صدای همهمه فراگیر شد. همگان برای ارشمیدس دست زدند. ارشمیدس در حالیکه متواضعانه گام برمی داشت نزد پادشاه آمد.

– از تو معجزه زیاد دیده ایم… چگونه این کار را کردی ارشمیدس؟
– معجزه نبود حضرت والا. علم بود… من حتی می توانم با علم خویش زمین را هم حرکت دهم!!
– زمین را!!!
– بله حضرت والا… به شرطی که تکیه گاهی مانند آن گوه به من بدهید!

مباحث فیزیک مکانیک صلبیات
قانون گشتاور: هر قدر بازوی گشتاور بلند باشد اعمال تغییر مکان با نیروی کوچتری امکان پذیر است.

مباحث فیزیک مکانیک صلبیات
قانون گشتاور: هر قدر بازوی گشتاور بلند باشد اعمال تغییر مکان با نیروی کوچتری امکان پذیر است.

 

ارشمیدس
ارشمیدس- تابلویی اثر دومنیکو فتی- ۱۶۲۰ در موزه آلته مایستر- درسدن آلمان

بزرگترین فعالیت‌های علمی

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

مرگ ارشمیدس:

زندگی ارشمیدس با آرامش کامل می‌گذشت- همچون زندگی هر ریاضیدان دیگری که تامین کامل داشته باشد و بتواند همه ممکنات هوش و نبوغ خود را به مرحله اجرا درآورد. زمانی که رومیان در سال ۲۱۲ 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 در ۲۷۸ قبل از میلاد به قتل رسید و این در حالی بود که در میدان بازار شهر در حال اندیشیدن به یک مسیله ریاضی بود- می‌گویند آخرین کلمات او این بود: دایره‌های مرا خراب نکن. به این ترتیب بود که زندگی ارشمیدس یکی از بزرگترین دانشمند تمام دورانها خاتمه پذیرفت. این ریاضیدان بی دفاع هفتاد و پنج ساله به جهان دیگر رفت.

 

ارشمیدس
واپسین لحظات زندگی ارشمیدس

 

منبع :

آی هوش

داشنامه رشد

ویکی پدیا

مطلب پیشنهادی

میرفندرسکی

میرفندرسکی – Mir Fendereski

میرفندرسکی با نام اصلی مولانا ابوالقاسم بن ابوطالب میرحسینی فندرسکی حکیم و دانشمند دوره صفوی …

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

8 − 5 =