ارشميدس

[صبا محمدي]

ارشمیدس دانشمند و ریاضیدان یونانی در سال 212 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. در اینجا سخن از معروفترین استحمامی است که یک انسان در تاریخ بشریت انجام داده است. در داستانها چنین آمده است که بیش از 2000 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. روزی که او در حمامی عمومی به داخل خزینه حمام 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 می زد: یافتم، یافتم به زبان یونانی Heureca! Heureca او چه چیزی یافته بود؟
پادشاه به او مأموریت داده بود راز کار جواهر ساز خیانتکار دربار او را کشف و او را رسوا کند. شاه هیرون بر کار جواهر ساز شک کرده بود و چنین می پنداشت 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. هرچند ارشمیدس می دانست که فلزات گوناگون وزن مخصوص متفاوت دارند ولی او تا آن لحظه این طور فکر می کرد ک 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 نیز از بین می رفت، 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 جابه جا 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، مقدار آب یکسانی را جابه جا 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 تقریباً دو برابر نقره وزن دارد) بنابراین باید مقدار کمتری آب را جابه جا 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 جابه جا 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. به همین ترتیب ارشمیدس یکی از چشمگیرترین رازهای طبیعت را کشف کرد آن هم اینکه می توان وزن اجسام سخت را با کمک مقدار آبی که جابه جا می کنند اندازه گیری کرد. این قانون (وزن مخصوص) را که امروزه 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.
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.

[*مینا*]

http://www.aftab.ir/articles/science_education/basis_science/images/a4f0bc297ddcef7626d83eee53d343e7.jpg




بزرگترین دانشمند و ریاضیدان دوران قبل از میلاد است. این ریاضیدان یونانی، در سده ی سوم پیش از میلاد در سیراکوز زندگی می کرد. شهرت او به سبب ابداعاتی همچون اختراع اهرم، اختراع «پیچ ارشمیدس» ( که هنوز هم در مصر برای آبیاری مزارع از آن به هنگام بالا کشیدن آب نیل استفاده می شود)، و نیز کشف قانون هیدروستاتیک است، که گاه «اصل ارشمیدس» نامیده می شود. او بود که با بدنی برهنه از حمام عمومی به خیابان های سیراکوز دوید و فریاد زد: «اورکا، اورکا!»
یعنی «یافتم».وی در اسکندریه در مصر نزد شاگردان اقلیدس به تحصیل علم پرداخت. شاید درباره هیچ دانشمندی به اندازه ارشمیدس افسانه پردازی نشده باشد. این اساطیر چنان جاذبه ای دارند که کمتر کسی می تواند از تاثیر آنها بر کنار بماند. حکایت تاج هرون و زرگر متقلب معروفترین داستانی است که راجع به ارشمیدس در کتابها آمده است. بنابر این داستان هرون به ماهرترین زرگر دوران خود دستور داده بود تاجی از زر ناب برایش بسازد، هرون طلای ناب به زرگر داد و او را از اینکه طلا را با نقره بیامیزد بر حذر داشت.
زرگر تاج را ساخت و به حضور آورد ولی هرون به کار زرگر ظنین شد و برای حصول اطمینان از کار زرگر از ارشمیدس خواست تا در این باره تحقیق کند. ارشمیدس لحظه ای از تفکر باز نایستاد ولی حیران و سرگردان راه به جایی نمی‌برد. 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. از قضا روزی در حمام متوجه شد، هنگامی که دست و پای خود را در تشت پر از آبی قرار می داد، مقداری از آب تشت بیرون می‌ریزد، ناگهان گویی سوروشی از غیب به مخیله اش راه یافت.
بارقه ای از امید در کالبدش جان گرفت و به او الهام شد«هرگاه جسمی در آبی فرو رود، مقداری از آب که، هم حجم آن جسم است، جابه جا می‌شود» آنگاه با خود زمزمه کرد «اگر تاج از طلای خالص ساخته شده باشد باید به اندازه حجم آبی را که جابه جا می کند، طلای خالص داشته باشد». ارشمیدس که از این کشف و شهود سر از پا نمی شناخت 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 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.
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 ۲۳ قرن بسیاری از دانشمندان در محاسبات خود متکی به این اصل هستند.
ارشمیدس با اینکه به این تحقیقات که جنبه عملی داشتند ارج نمی نهاد و بیشتر به کارهای نظری و هندسی می پرداخت و شهرت وی نیز از همین کارهای نظری نشأت گرفته است ولی اختراعات او از همگی شگفت انگیز و از هوش خارق العاده وی پرده بر می دارد.
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 پی 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 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 پی بود، وی برای محاسبه عدد پی ، یعنی نسبت محیط دایره به قطر آن روشی بدست داد و ثابت کرد که عدد محصور مابین ۱۷/۳ و ۱۰۷۱/۳ 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 علائم 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.
داستان مرگ این دانشمند افسانه ای نیز مشهور است. 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 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 ۷۵ ساله در ۲۷۸ قبل از میلاد به جهان دیگر رفت.
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.

http://www.aftab.ir/images/article/break.gif توسط سینا
http://www.sinaelm.blogfa.com (http://njavan.com/forum/redirector.php?url=http%3A%2F%2Fwww.sinaelm.blogfa .com)

[solinaz]

ارشمیدس، ریاضیدان و فیزیكدان یونانی سال 212 قبل از میلاد مسیح در سیراكوز به دنیا آمد. او بزرگ‌ترین و برجسته‌ترین دانشمند و ریاضیدان دوران گذشته است. رازهای بسیاری از فعالیت‌های این دانشمند دوران باستان ناشناخته مانده است.



http://www.jamejamonline.ir/Media/Image/1391/11/16/634955776261389547.jpg

ارشمیدس فرمول‌های زیادی را در ریاضیات، فیزیك، هندسه و علوم مهندسی كشف كرد كه یكی از مهم‌ترین آنها، تعادل مایعات است كه برای اجسام غوطه‌ور به كار می‌رود.

جمله معروف «یافتم، یافتم» ارشمیدس در پی كشف راز جدیدی از علم او را در میان دانشمندان دیگر متمایز كرده است.

وی تا آخرین لحظات زندگی‌اش مشغول تفكر در مسائل علمی بود و هر روزش را با كشیدن دایره‌ها و اشكال هندسی مختلف و انجام آزمایشات روی معادلات كشف‌شده‌اش، سپری می‌كرد.

اختراع مشهور ارشمیدس آب را به زمین‌های خشك باستان رساند و ارتش روم را برای سه سال پشت دروازه‌های یونان نگه داشت.

از آثار علمی او می‌توان به كشف قانون شناورهای (معروف به قانون ارشمیدس)، تعیین جرم حجمی طلا و نقره و بعضی فلزات دیگر و اختراع پیچ مخصوص و حلزونی شكلی به نام پیچ ارشمیدس برای بالا بردن آب اشاره كرد.

با توجه به نوشته‌های اندك در مورد زندگی این دانشمند، بیشتر تلاش‌ها برای شناخت زندگی ارشمیدس به گونه‌ای از افسانه‌ها و حقایق تشكیل شده و برخلاف فعالیت‌های ریاضی ارشمیدس مقالات كمی برای توضیح اختراعاتش نوشته است.
شرح زندگی او چند دهه بعد از فوتش نوشته شد به این ترتیب جنبه‌های مختلفی در مورد موفقیت‌ها و ویژگی‌های اخلاقی او نانوشته و نامعلوم باقی مانده است.

نوشته‌های ارشمیدس نشان می‌دهد كه او در ایالت سیراكوز كه مهم‌ترین بندر یونان بوده به دنیا آمده است و پدرش ستاره‌شناس بوده‌ است.

او سال‌هایی را كه اندیشه‌اش شكل گرفت در آكادمی الكساندرای مصر گذراند، جایی كه طبق گزارشات با جانشین بهترین ریاضیدان ـ اقلیدس ـ درس خواند و كار كرد، هنگامی كه به اسكندریه آمد با بسیاری از دانشمندان آشنا شد و با آنها ارتباط دوستی برقرار كرد.

علاقه و اشتیاق شدید ارشمیدس به مسائل هندسی باعث شد از مهندسی روی برگرداند. او پرآوازه‌ترین و پركاربردترین وسیله مهندسی یعنی پیچ ارشمیدس را كشف كرده است.
به این ترتیب برای نخستین بار كاری كرد كه زمین‌های زراعی دلتای نیل را آبیاری كنند. پیچ آبی ارشمیدس، برای زهكشی آب از زیرزمین استفاده می‌شد كه با آن زمین‌ها را آبیاری می‌كردند.
امروزه این امر فعالیتی استاندارد در مدیریت فاضلاب، آبیاری و سایر كاربردها در جایی است كه جابه‌جایی حجم زیادی از آب با كمترین تلاش لازم است.

در طول زندگی ارشمیدس، معروف‌ترین اختراعاتش و احتمالا بیشتر حقوقش، از دوستی او با پادشاه هیرون دوم است. هیرون از ارشمیدس در تعجب بود و گاهی او را می‌آزمود.

یكبار پادشاه از ارشمیدس پرسید كه چگونه با نیروی كم می‌توان وزن زیادی را جابه‌جا كرد؟ ارشمیدس تلاش كرد تا به پادشاه نشان دهد كه چگونه این كار ممكن است.
از این رو شاهكار مهندسی تركیب قرقره و تئوری هیدرواستاتیك را نشان داد و تنها با مجموعه‌ای از قرقره‌ها توانست به تنهایی سه كشتی بزرگ را كه بیرون از لنگرگاه و در ساحل بودند، بكشد.

یكی دیگر از دستاورد‌های این دانشمند مربوط به این ‌می‌شود كه ارشمیدس از فهم یگانه خودش در مورد اجسام استفاده كرد تا به اختراع بمب‌های مبتكرانه و ویران‌كننده‌ای در طول دومین جنگ كارتاژی اقدام كند.
او سنگ‌انداز مخصوصی را توسعه داد كه توده‌های سنگ و كنده درخت را به سمت كشتی‌های مهاجم پرتاب می‌كرد. او یافته‌هایش را توسعه داد و یك جرثقیل مخفی با قلاب بزرگی ایجاد كرد كه كشتی مهاجمان را بلند می‌كرد، آنها را به بالا و پایین تكان می‌داد یا باعث می‌شد به عقب برگردند و تكه‌تكه شوند.

به احتمال كم او توانسته بود با استفاده از آینه‌های بزرگ و بازتاب نورخورشید كشتی دشمنان را به خاكستر تبدیل كند.

برخلاف این‌كه توانسته بود ارتش روم را برای سه سال پشت دروازه‌های یونان نگه دارد، اما در نهایت مستعمرات جزیره سیسیل به زیر آب رفت. در این میان امپراتور روم به طور خاص درخواست كرده بود كه ارشمیدس را برای او زنده بیاورند؛ اما سربازان روم او را در حالی كه روی یك مسأله ریاضی پشت میزش كار می‌كرد پیدا كردند و تلاش كردند كه او را دستگیر كنند، آنها به اشتباه فكر كردند كه ابزار ریاضی او یك سلاح عجیب است و یك سرباز او را در همان محل به قتل رساند.


منبع: ASME