ارشمیدس از بزرگان پرآوازه و برجسته یونانی بود و با هوش فوق‌العاده‌‌ای که داشت، توانست اختراعات بسیاری در زمینه ریاضیات از خود بر جای بگذارد. ارشمیدس از بزرگ‌ترین دانشمندان تاریخ، به‌قدری در ریاضیات، مکانیک اختراع داشته که بدون‌شک می‌توان او را با دانشمندان بزرگ تاریخ ریاضی همچون نیوتون، گالیله، فیثاغورس و… در یک سطح دانست.
در این مقاله از کاراتدریس می‌خواهیم با زندگینامه ارشمیدس بزرگ و دست‌آوردهای او آشنا شویم، کسی که حتی گذشت قرن‌ها هم نتوانسته او را به دست فراموشی بسپارد.
زندگینامه ارشمیدس
ارشمیدس سه قرن پیش از میلاد مسیح در شهر سیراکوز (Syracuse) جزیره ساموس در دریای مدیترانه متولد شد؛ سیراکوز که امروزه به اسم سیراکوزا لقب گرفته در غرب سیسیل قرار دارد و بعد از جنگ رومیان به ایتالیا تعلق گرفت. زمان حیات این دانشمند به طور حدودی بین سال‌های 287 تا 212 قبل از میلاد بوده است.
ارشمیدس در زمان جوانی برای فراگیری و آموختن دانش رهسپار اسکندریه شد. وی بیش‌تر دوران زندگی‌اش را در زادگاه‌اش ماند و با رشته موردعلاقه‌اش عاشقانه زندگی کرد. عشق و علاقه‌ی او نسبت به محیط پیرامونش سبب شد، ارشمیدس به یک همه‌چیزدان، ریاضی‌دان، فیزیک‌دان، مخترع، مهندس و اخترشناس تاریخی مثل خواجه نصیرالدین طوسی تبدیل شود.
بزرگ‌ترین مختریات ارشمیدس
ارشمیدس در طول زندگی‌اش حتی یک لحظه از کار موردعلاقه‌اش دور نماند و پیوسته در حال اندیشیدن به موضوعات مختلف بود. از مهم‌ترین فعالیت‌های علمی ارشمیدس تعیین عدد پی، قانون چگالی در مایعات و ساخت قرقره ارشمیدس به حساب می‌آید. هر یک از کشفیات او منجر به تحول عظیمی در دنیای ریاضیات، فیزیک و… شد.
کشف بزرگ ارشمیدس (اورکا اورکا)
این طور گفته شده که هیرو (هایرُن) پادشاه سیراکوز به زرگری دستور داد تا تاجی از طلای ناب و با شکوه برای خودش بسازد. بعد از اینکه تاج ساخنه شد و به دست پادشاه رسید، او از خالص بودن طلای تاج به تردید افتاد که آیا زرگر کل تاج را از طلا ساخته است یا خیر. شاه هیرو از آنجا که رابطه‌ی صمیمانه‌ای با ارشمیدس داشت و از دوستان او به شمار می‌رفت را احضار کرد و از او خواست تا بفهمد، آیا واقعا تاجی که زرگر برایش ساخته از طلای ناب است یا نه؟
در سده سوم پیش از میلاد، شیمی تحلیلی به اندازه ریاضیات پیشرفته نبود و به طور قطعی نمی‌توانست در مورد خالصی یا ناخالصی تاج طلا حرف به میان آورد.
با این وجود ارشمیدس در ریاضیات و مهندسی توانایی بسیاری داشت تا جایی که آوازه توانایی‌های او در زمان خودش از دید سایر کشورها هم دور نماند. ارشمیدس قبل از اینکه مخترع این کشف بزرگ باشد، برای محاسبه حجم جامدهایی که شکلی منظم مثل کره یا استوانه داشتند، دستورهای ریاضی ابداع کرده بود.
او متوجه شد، اگر حجم تاج هیرو را محاسبه کند، خواهد فهمید که آیا تاج از طلای ناب درست شده یا از مخلوطی از طلا با فلزات دیگر ساخته شده است. برای حل این معما به خزینه (حمام) رفت و در حالی که در آب می‌نشست، مشاهده کرد آب از خزینه سرریز می‌شود.
ناگهان با فهمیدن این موضوع که حجم آبی که بیرون ریخته است، با حجم قسمتی از بدن او که وارد آب شده برابری می‌کند، پیوسته تکرار می‌کرد اورکا اورکا (یافتم یافتم) و در حالی که برهنه بود از شوق پا به کوچه‌های شهر گذاشت.
اثبات ناخالصی تاج شاه هیرو
ارشمیدس براساس مشاهداتش نتیجه گرفت، اجسام هم اندازه (شکل) مقدار آب یکسانی را جابجا می‌کنند، ولی از نظر وزن داستان فرق می‌کند. او می‌دانست یک شمش طلا نیم‌کیلویی از یک شمش نقره با همان وزن کوچک‌تر است، ولی طلا نسبت به نقره تقریبا 2 برابر بیش‌تر وزن دارد.
ارشمیدس برای اثبات مشاهدات خود، از یک ظرف آب و سه وزنه که شامل تاج شاهی، طلا و نقره ناب (طلا و نقره هر کدام هم‌وزن تاج شاه) بود، استفاده کرد. او در این آزمایش تشخیص داد که تاج شاه هیرو در مقایسه با شمش طلای ناب هم‌وزن خود، در آب بیش‌تری فرو می‌رود، ولی این میزان آب رانده شده از تاج کم‌تر از شمش نقره بود.
بنابراین براساس این آزمایش ثابت شد، تاج شاهی که زرگر برای شاه هیرو ساخت از طلای ناب ساخته نشده است؛ بلکه زرگر تاج را با مخلوطی از طلا و نقره ساخته بود و بدین‌سبب ارشمیدس یکی از بزرگ‌ترین رازهای طبیعت را پدید آورد.
ارشمیدس طبق این آزمایش اثبات کرد، می‌توان حجم اجسام با شکل نامنظم را با کمک مقدار مایعی که در ظرف آب جابه‌جا می‌کنند، اندازه‌گیری نمود. این قانون (وزن مخصوص) که امروزه به آن چگالی می‌گویند، اصل ارشمیدس است. بعد از گذشت 23 قرن بسیاری از دانشمندان در انجام محسابات بر این اصل متکی هستند.
از دیگر کشفیات ارشمیدس
بزرگ‌ترین افتخار ارشمیدس محاسبه نسبت بین یک کره و استوانه محیط بود. کره ۲/۳ حجم استوانه را شامل می‌شود و همین‌طور مساحت سطح کره ۲/۳ مساحت سطح استوانه است. علاقه اوتا زمانی پیش رفت رفت که در متن وصیتش گفته بود، روی مزارش شکلی از یک کره و یک استوانه باشد؛ همین‌طور هم اتفاق افتاد و این دو شکل روی مزارش مزارش حک شد.
یکی از تاثیرگزارترین اختراعیات ارشمیدس، اختراع منجنیق بود؛ منجنیق اسلحه‌ای دفاعی محسوب می‌شد و اختراع این اسلحه برای کشورش بسیار سودمند بود. علاوه‌بر این به کمک هوش بالایش توانست سطح و حجم جسم‌هایی مانند کره،استوانه و مخروط را حساب کند و روش نوآورانه‌ای برای اندازه‌گیری در ریاضیات پدید آورد.
همچنین بدست آوردن عدد پی نیز از دست‌آوردهای مهم او است که امروزه یکی از عناصر اصلی دنیای ریاضی به حساب می‌آید. او برای محاسبه عدد پی، یعنی نسبت محیط دایره به قطر آن روشی یافت و ثابت کرد که عدد محصور مابین ۷/۱ ۳ و ۷۱/۱۰ ۳ است.
او برای اثبات فعالیت‌ها و بهره بردن آیندگان از آزمایش‌هایش، کتاب‌هایی درباره خصوصیات، روش‌های اندازه‌گیری اشکال و حجم‌های هندسی از قبیل مخروط، خط مارپیچ، سهمی، سطح کره، منحنی حلزونی و استوانه نوشته است. دست‌آوردهای ارشمیدس تنها به روش‌های اندازه‌گیری خلاصه نمی‌شود و قوانین مهمی درباره سطح شیب‌دار، مرکز ثقل، اهرم و پیچ کشف نمود.
کشفیات ارشمیدس محدود به موارد گفته شده نیست. همچنین او توانست روش‌های گوناگونی برای تعیین حذر تقریبی اعداد بدست آورد؛ عظمت دست‌آورد او زمانی مشخص شد که ارشمیدس قبل از ریاضیدانان هندی با کسرهای متصل یا مداوم متناوب آشنایی داشته است.
دانش تعادل مایعات توسط ارشمیدس کشف شد؛ او توانست از این قوانین برای تعیین وضع تعادل اجسام غوطه‌ور استفاده کند. همچنین برای اولین بار برخی از اصول مکانیک را با دقت بیان کرد و به کمک هوش بالایش توانست قوانین اهرم را کشف کند.
وداع ارشمیدس با زندگی
طبیعتا هر انسانی یک روز دار فانی را وداع می‌گوید. متاسفانه ارشمیدس بی‌دفاع و مظلومانه در جنگ رومیان کشته شد. داستان از این قرار بود که در سال 212 پیش از میلاد، رومیان به شهر سیراکوز حمله کردند. سردار رومی مارسلوس هنگام حمله به سربازانش دستور داد، آن‌ها حق آسیب رساندن یا آزار و اذیت به ارشمیدس را ندارند، اما هیچ چیز طبق خواسته مارسلوس پیش نرفت.
یکی از سربازان رومی در حالی که مست بود به سوی ارشمیدس حمله‌ور شد، ارشمیدس در همین موقع در حال تفکر و اندیشیدن به یک مسئله ریاضی بود. اوبدون اینکه از حضور سرباز قالب تهی کند، به سرباز گفت دایره‌های مرا خراب نکن، تا اینکه توسط سرباز به قتل رسید و داستان زندگی ارشمیدس در سن 75 سالگی به پایان رسید.
این دانشمند بزرگ با اینکه جسمش نیست، ولی نام او همیشه در تاریخ زنده است و دست‌آوردهای او کمک شایانی به ریاضیات و دیگر شاخه‌ها کرده است. او بدون دسترسی به تجهیزات پیشرفته امروزی، تنها با هوش خود به بزرگ‌ترین کشفیات دست یافت. اگر به آشنایی با سرگذشت و مختریات دانشمندان بزرگ تاریخ علاقه‌مند هستید زندگینامه فیثاغورث هم می‌تواند برای شما بسیار جذاب و مفید باشد.
دیدگاه‌ها
دیدگاه خود را در رابطه با متن بالا وارد کنید.
