Изобретения, получившие имя изобретателя: архимедов винт

О жизни величайшего ученого античного мира ходит множество легенд, но достоверной информации крайне мало. Архимед родился около 287 году до н. э. в городе Сиракузы на Сицилии. Его отцом, предположительно, был математик и астроном Фидий. В юном возрасте мальчик был послан на обучение в Александрию – крупнейший культурный центр того времени. В Александрии Архимед познакомился со знаменитыми учеными Кононом и Эратосфеном, с которыми поддерживал переписку до конца их жизни. По окончании обучения Архимед вернулся на Сицилию, где занимался научной деятельностью.

Труды Архимеда относились почти ко всем областям математики того времени – геометрии, арифметике, алгебре. Архимед заложил основы интегрального исчисления, с большой точностью определил число π, ввел систему именования больших чисел и др.

Помимо значительных математических открытий, он проявил себя как выдающийся инженер. Изложенные Архимедом принципы работы рычагов и понятие центра тяжести практически в неизменном виде используются по сегодняшний день. Он заложил основы гидростатики, открыв закон, согласно которому на тело, погруженное в жидкость или газ, действует выталкивающая сила, численно равная весу объема жидкости или газа, вытесненного телом. Этот закон носит имя Архимеда, а выталкивающая сила также называется архимедовой силой.

Архимед – автор ряда важных изобретений, поражающих своим разнообразием.

Размышляя о законах геометрии, он извлекал из нее практические выводы, которые трансформировались в технические конструкции («зеркало Архимеда», системы для поднятия больших тяжестей, военные метательные машины и др.).

Инженерный гений Архимеда с особой силой проявился во время осады Сиракуз римлянами в 214-212 годах до н. э. в ходе 2-й Пунической войны. Самую убедительную демонстрацию эффективности создаваемых механизмов Архимед вынужден был провести во время защиты своего родного города. Он взял на себя техническую сторону обороны Сиракуз и сделал город неприступным благодаря изобретению нескольких видов военных механизмов.

Сконструированные Архимедом машины забрасывали римские войска на суше тяжелыми камнями. На вражеские суда опускались укрепленные на стенах брусья, которые топили корабли.  «Когти Архимеда», которые часто называют супероружием древнего мира, захватывали суда крючьями и поднимали за нос над водой, откуда они неминуемо падали после раскрытия крюков. Этот механизм стал прообразом подъемного крана. Архимед выдвинул идею использования множества зеркал для концентрации энергии солнечного света в одной точке, благодаря чему можно было поджигать вражеские корабли. Лишь после длительной осады с большим трудом противнику удалось захватить обессиленный чумой и голодом город. Вот тогда, осенью 212 года до н. э., встретил свою смерть от меча легионера Архимед, погруженный в глубокие размышления над решением очередной задачи, захватившей его мысли.

Последними словами мудреца были: «Не тронь моих чертежей!».

Отдельно следует сказать о тех изобретениях Архимеда, которые оказались настолько удачными, что по прямому назначению ими пользуются по сей день.

Полиспаст – специальное приспособление для подъема грузов, состоящее из двух и более блоков, которые последовательно обвиваются канатом либо цепью, предназначенное для выигрыша в силе или скорости. Согласно легенде, Архимед с его помощью смог в одиночку сдвинуть с места огромный корабль при перевозке его по суше на катках. Ошеломленным наблюдателям он сказал, что, будь у него точка опоры, он бы перевернул Землю.

Архимедов винт – механизм, исторически использовавшийся для передачи воды из низколежащих водоемов в оросительные каналы. Изобретение устроено гениально просто. Состоит из наклоненной под углом к горизонту полой трубы с винтом внутри. Винт вращается с помощью ветряного колеса либо вручную.

Архимедов винт стал прообразом шнека – устройства для транспортировки сыпучих, мелкокусковых, пылевидных, порошкообразных материалов. Он же – основа винтовых прессов. На его основе были созданы гребные винты и пропеллеры. Архимедов винт установлен во множестве современных механизмов, в частности, в мясорубках и соковыжималках.

Архимед за свою жизнь написал множество научных трудов. До нашего времени дошли лишь некоторые трактаты Архимеда. Большинство из них погибло в пожарах Александрийской библиотеки. Сохранились лишь некоторые переводы на арабский и латынь.

К примеру, в работе «О равновесии плоскостей» автор исследовал центры тяжести различных фигур. «Квадратура параболы» посвящена нахождению площади параболического сегмента. Трактат «О равновесии плоских фигур» состоит из двух книг, в которых выводится закон равновесия рычага, содержатся определения центров тяжести различных геометрических фигур – треугольника, параллелограмма, трапеции, сегмента параболы. Постулаты сочинения «О шаре и цилиндре» позволили найти поверхность сферы и сферического сегмента и дать метод вычисления длины окружности с любой степенью точности. «Послание к Эратосфену о механическом методе», обнаруженное в начале XX века, предвосхищает некоторые идеи дифференциального исчисления. Трактат «О плавающих телах» — первая в истории работа по гидростатике.  «Катоптрика» — оптическое сочинение, не дошедшее до нас, в котором Архимед доказывал, что в зеркале угол падения равен углу отражения. В трактате «Псаммит» («О счислении песчинок»), он опровергал мнение, что песчинок в мире больше, чем самое большое число, которое может быть названо. Эти и другие труды Архимеда показывают, насколько разнообразными были его интересы.

Согласно желанию Архимеда, его гробница была украшена шаром, вписанным в цилиндр. По этому признаку спустя полтора столетия могилу ученого разыскал Цицерон.  Он приказал восстановить заброшенную гробницу. До нашего времени она не сохранилась.