Archimede di Siracusa (287 a.C. - 212 a.C.) è stato un matematico, fisico, inventore, ingegnere e astronomo greco dell'antica città di Siracusa, nell'isola di Sicilia. I suoi contributi più importanti sono il principio di Archimede, lo sviluppo del metodo dell'esaurimento, il metodo meccanico o la creazione del primo planetario..
Attualmente è considerato una delle tre figure più importanti della matematica antica insieme a Euclide e Apollonio, poiché i loro contributi significarono importanti progressi scientifici per l'epoca nei settori del calcolo, della fisica, della geometria e dell'astronomia. A sua volta, questo lo rende uno degli scienziati più importanti della storia umana..
Nonostante siano noti pochi dettagli della sua vita personale -e quelli conosciuti sono di dubbia attendibilità-, i suoi contributi sono noti grazie ad una serie di lettere scritte sul suo lavoro e sui risultati che si sono conservati fino ad oggi, appartenenti a la corrispondenza che ha mantenuto per anni con amici e altri matematici dell'epoca.
Archimede era famoso ai suoi tempi per le sue invenzioni, che attirarono molta attenzione da parte dei suoi contemporanei, in parte perché erano usate come dispositivi di guerra per prevenire con successo numerose invasioni romane..
Tuttavia, si dice che abbia affermato che l'unica cosa veramente importante era la matematica e che le sue invenzioni erano semplicemente il prodotto dell'hobby della geometria applicata. Nei posteri, le sue opere di matematica pura sono state molto più apprezzate delle sue invenzioni..
Indice articolo
Archimede di Siracusa nacque intorno al 287 a.C. Non si conoscono molte informazioni sui suoi primi anni, anche se si può dire che sia nato a Siracusa, città considerata il principale porto di mare dell'isola di Sicilia, oggi in Italia..
A quel tempo Siracusa era una delle città che componevano la cosiddetta Magna Grecia, ovvero lo spazio abitato da coloni di origine greca verso l'area meridionale della penisola italiana e in Sicilia..
Non si conoscono informazioni specifiche sulla madre di Archimede. In relazione al padre, si sa che questo si chiamava Fidia e che si dedicava all'astronomia. Questa informazione su suo padre è nota grazie a un frammento del libro Il contatore della sabbia, scritto da Archimede, in cui menziona il nome di suo padre.
Eraclide, filosofo e astronomo greco, era amico intimo di Archimede e scrisse persino una biografia su di lui. Tuttavia, quel documento non è stato conservato, quindi tutte le informazioni in esso contenute sono sconosciute..
D'altra parte, lo storico, filosofo e biografo Plutarco ha indicato nel suo libro intitolato Vite parallele che Archimede aveva una relazione di sangue con Gerone II, un tiranno che era al comando a Siracusa dal 265 aC..
A causa delle poche informazioni che abbiamo su Archimede, non si sa con certezza dove abbia ottenuto la sua prima formazione..
Tuttavia, vari storiografi hanno stabilito che c'è un'alta possibilità che Archimede abbia studiato ad Alessandria, che era il più importante centro di cultura e insegnamento greco della regione..
Questa ipotesi è supportata da informazioni fornite dallo storico greco Diodoro Siculo, che ha indicato che Archimede probabilmente ha studiato ad Alessandria.
Inoltre, in molte delle sue opere, lo stesso Archimede fa menzione di altri scienziati dell'epoca il cui lavoro era concentrato ad Alessandria, quindi si può presumere che si sia effettivamente sviluppato in quella città.
Alcune delle personalità con cui si crede che Archimede abbia interagito ad Alessandria sono il geografo, matematico e astronomo Eratostene di Cirene e il matematico e astronomo Conon de Sanos..
D'altra parte, il fatto che il padre di Archimede fosse un astronomo può aver avuto una notevole influenza sulle inclinazioni che successivamente dimostrò, perché in seguito e sin da giovane, una particolare attrazione verso il campo delle Scienze.
Dopo la sua permanenza ad Alessandria, si stima che Archimede sia tornato a Siracusa.
Tornato a Siracusa, Archimede iniziò a ideare diversi manufatti che ben presto gli fecero guadagnare una certa popolarità tra gli abitanti di questa città. In questo periodo si dedicò completamente al lavoro scientifico, produsse varie invenzioni e dedusse varie nozioni matematiche ben in anticipo sui tempi..
Ad esempio, studiando le caratteristiche delle figure solide curve e piane, è arrivato a sollevare concetti relativi al calcolo integrale e differenziale, che è stato sviluppato in seguito.
Allo stesso modo, Archimede è stato colui che ha definito che il volume associato a una sfera corrisponde al doppio delle dimensioni del cilindro che la contiene, ed è stato lui a inventare la carrucola composta, sulla base delle sue scoperte sulla legge della leva..
Durante l'anno 213 a.C. i soldati romani entrarono nella città di Siracusa e circondarono i suoi coloni per farli arrendere..
Questa azione è stata guidata dal militare e politico greco Marco Claudio Marcelo nel quadro della seconda guerra punica. Successivamente, fu conosciuta come la Spada di Roma, poiché finì per conquistare Siracusa.
In mezzo al conflitto, durato due anni, gli abitanti di Siracusa combatterono con coraggio e ferocia contro i romani, e Archimede svolse un ruolo molto importante, poiché si dedicò alla creazione di strumenti e strumenti che aiutassero a sconfiggere i romani..
Infine, Marco Claudio Marcelo ha preso la città di Siracusa. Davanti alla grande intellighenzia di Archimede, Marcelo ordinò rigorosamente di non ferirlo o ucciderlo. Tuttavia, Archimede fu ucciso per mano di un soldato romano.
Archimede morì nel 212 a.C. Più di 130 anni dopo la sua morte, nel 137 a.C., lo scrittore, politico e filosofo Marco Tulio Cicero occupò un posto nell'amministrazione di Roma e volle trovare la tomba di Archimede.
Questo compito non è stato facile, perché Cicerone non riusciva a trovare nessuno per indicare la posizione precisa. Tuttavia, alla fine lo ottenne, molto vicino alla porta di Agrigento e in condizioni deplorevoli.
Cicerone ripulì la tomba e scoprì che all'interno di un cilindro era inscritta una sfera, in riferimento al ritrovamento del volume che Archimede fece qualche tempo fa..
Una delle versioni afferma che Archimede stava risolvendo un problema matematico quando fu avvicinato da un soldato romano. Si dice che Archimede possa avergli chiesto un po 'di tempo per risolvere il problema, quindi il soldato lo avrebbe ucciso.
La seconda versione è simile alla prima. Racconta che Archimede stava risolvendo un problema di matematica quando la città è stata presa.
Un soldato romano entrò nel suo recinto e gli ordinò di andare a incontrare Marcelo, al quale Archimede rispose dicendo che prima doveva risolvere il problema su cui stava lavorando. Il soldato si è arrabbiato a causa di questa risposta e lo ha ucciso.
Questa ipotesi indica che Archimede aveva nelle sue mani una grande diversità di strumenti matematici. Poi un soldato lo vide e pensò che potesse trasportare oggetti di valore, così lo uccise.
Questa versione illustra che Archimede era accovacciato vicino al suolo, contemplando alcuni piani che stava studiando. Apparentemente un soldato romano è venuto da dietro e, ignaro che fosse Archimede, gli ha sparato.
Il principio di Archimede è considerato dalla scienza moderna come una delle eredità più importanti dell'era antica.
Nel corso della storia, e oralmente, è stato trasmesso che Archimede è arrivato alla sua scoperta accidentalmente grazie al re Hieron che gli ha commissionato di verificare se una corona d'oro, ordinata da lui, fosse fatta solo di oro puro e non conteneva altro metallo . Ho dovuto farlo senza distruggere la corona.
Si dice che mentre Archimede meditava su come risolvere questo problema, decise di fare un bagno, e quando entrò nella vasca, si rese conto che il livello dell'acqua aumentava quando si immergeva in essa..
In questo modo verrebbe a scoprire il principio scientifico che afferma che "ogni corpo totalmente o parzialmente immerso in un fluido (liquido o gas) riceve una spinta verso l'alto, pari al peso del fluido sloggiato dall'oggetto".
Questo principio significa che i fluidi esercitano una forza verso l'alto - spingendo verso l'alto - su qualsiasi oggetto immerso in essi, e che la quantità di questa forza di spinta è uguale al peso del liquido spostato dal corpo sommerso, indipendentemente dal suo peso..
La spiegazione di questo principio descrive il fenomeno della flottazione e si trova nella sua Trattato sui corpi galleggianti.
Il principio di Archimede è stato enormemente applicato nei posteri per il galleggiamento di oggetti di uso di massa come sottomarini, navi, salvagenti e mongolfiere..
Un altro dei contributi più importanti di Archimede alla scienza fu l'inclusione di un metodo puramente meccanico, cioè tecnico, nel ragionamento e nell'argomentazione dei problemi geometrici, il che significava un modo senza precedenti di risolvere questo tipo di problema per l'epoca..
Nel contesto di Archimede, la geometria era considerata una scienza esclusivamente teorica, e la cosa comune era che la matematica pura discendeva verso altre scienze pratiche in cui i suoi principi potevano essere applicati..
Per questo oggi è considerato il precursore della meccanica come disciplina scientifica..
Nello scritto in cui il matematico espone il nuovo metodo all'amico Eratostene, indica che esso permette di affrontare questioni di matematica attraverso la meccanica, e che in un certo modo è più facile costruire la dimostrazione di un teorema geometrico se è ha già alcune conoscenze pratiche precedenti, che se non ne hai idea.
Questo nuovo metodo di ricerca portato avanti da Archimede diventerebbe un precursore della fase informale di scoperta e formulazione di ipotesi del metodo scientifico moderno..
Sebbene la leva sia una macchina semplice che è stata utilizzata molto prima di Archimede, è stato lui a formulare il principio che spiega il suo funzionamento nel suo trattato Sull'equilibrio degli aerei.
Nella formulazione di questa legge, Archimede stabilisce i principi che descrivono i diversi comportamenti di una leva quando vi poggiano due corpi, a seconda del loro peso e della loro distanza dal punto di appoggio..
In questo modo fa notare che due corpi misurabili (commisurati), posti su una leva, si bilanciano quando si trovano a distanze inversamente proporzionali al loro peso..
Allo stesso modo, i corpi incommensurabili (che non possono essere misurati), ma questa legge era dimostrabile da Archimede solo con corpi del primo tipo.
La sua formulazione del principio della leva è un buon esempio dell'applicazione del metodo meccanico, poiché come spiega in una lettera indirizzata a Dositeo, è stato scoperto dapprima attraverso metodi meccanici che ha messo in pratica.
Successivamente li ha formulati utilizzando metodi di geometria (teorici). Da questa sperimentazione sui corpi è nata anche la nozione di centro di gravità..
L'esaurimento è un metodo utilizzato in geometria che consiste nell'approssimare figure geometriche la cui area è nota, mediante l'iscrizione e la circoscrizione, rispetto ad altre di cui si intende conoscere l'area.
Sebbene Archimede non fosse l'ideatore di questo metodo, lo sviluppò magistralmente, riuscendo a calcolare per mezzo di esso un preciso valore di Pi.
Archimede, usando il metodo dell'esaurimento, inscriveva e circoscriveva gli esagoni ad una circonferenza di diametro 1, riducendo ad un'assurdità la differenza tra l'area degli esagoni e quella della circonferenza..
Per fare ciò, ha diviso in due gli esagoni creando poligoni con un massimo di 16 lati, come mostrato nella figura precedente..
In questo modo giunse a specificare che il valore di pi (del rapporto tra la lunghezza di una circonferenza e il suo diametro) è compreso tra i valori 3.14084507… e 3.14285714… .
Archimede ha usato magistralmente il metodo dell'esaurimento perché non solo è riuscito ad avvicinarsi al calcolo del valore del Pi con un margine di errore abbastanza basso, e quindi voluto, ma anche, perché Pi è un numero irrazionale, attraverso questo metodo ed i risultati ottenuti pose le basi che sarebbero germogliate nel sistema di calcolo infinitesimale e, successivamente, nel moderno calcolo integrale.
Per determinare l'area di un cerchio, Archimede ha utilizzato un metodo che consisteva nel disegnare un quadrato che si adattasse esattamente all'interno di un cerchio.
Sapendo che l'area del quadrato era la somma dei suoi lati e che l'area del cerchio era maggiore, iniziò a lavorare per ottenere approssimazioni. Lo ha fatto sostituendo un poligono a 6 lati per il quadrato e poi lavorando con poligoni più complessi.
Archimede è stato il primo matematico della storia ad avvicinarsi a fare un serio calcolo del numero Pi.
Tra i nove trattati che compongono l'opera di Archimede in matematica e fisica, ci sono due volumi sulla geometria delle sfere e dei cilindri.
Questo lavoro si occupa della determinazione che la superficie di qualsiasi sfera di raggio è quattro volte quella del suo cerchio più grande e che il volume di una sfera è due terzi di quello del cilindro in cui è inscritta..
Conosciuto anche come contachilometri, era un'invenzione di questo famoso uomo.
Questo dispositivo è stato costruito sulla base del principio di una ruota che quando ruota attiva degli ingranaggi che permettono di calcolare la distanza percorsa.
Secondo questo stesso principio, Archimede ha progettato vari tipi di contachilometri per scopi militari e civili..
Sulla base delle testimonianze di molti scrittori classici come Cicerone, Ovidio, Claudio, Marciano Capela, Cassiodoro, Sesto Empirico e Lattanzio, oggi molti scienziati attribuiscono ad Archimede la creazione del primo rudimentale planetario..
È un meccanismo costituito da una serie di "sfere" che sono riuscite a imitare il movimento dei pianeti. Finora i dettagli di questo meccanismo sono sconosciuti.
Secondo Cicerone, i planetari costruiti da Archimede erano due. In una di esse erano rappresentate la terra e le varie costellazioni vicine.
Nell'altra, con una sola rotazione, il sole, la luna ed i pianeti eseguivano i loro movimenti propri ed indipendenti rispetto alle stelle fisse come facevano in un giorno reale. In quest'ultimo, inoltre, si potevano osservare fasi successive ed eclissi di luna.
La vite di Archimede è un dispositivo utilizzato per trasportare l'acqua dal basso verso l'alto attraverso un pendio, tramite un tubo o un cilindro.
Secondo lo storico greco Diodoro, grazie a questa invenzione fu facilitata l'irrigazione delle fertili terre situate lungo il fiume Nilo nell'antico Egitto, poiché gli strumenti tradizionali richiedevano un immenso sforzo fisico che esauriva gli operai.
Il cilindro utilizzato ha al suo interno una vite della stessa lunghezza, che mantiene interconnesso un sistema di eliche o alette che eseguono un movimento rotatorio azionato manualmente da una leva rotante.
In questo modo le eliche riescono a spingere qualsiasi sostanza dal basso verso l'alto, formando una sorta di circuito infinito.
L'artiglio di Archimede, o mano di ferro come è anche noto, fu una delle armi da guerra più temibili create da questo matematico, diventando la più importante per la difesa della Sicilia dalle invasioni romane.
Secondo una ricerca dei professori della Drexel University Chris Rorres (Dipartimento di Matematica) e Harry Harris (Dipartimento di Ingegneria Civile e Architettura), era una grande leva che aveva un rampino attaccato alla leva per mezzo di una catena che pendeva da essa.
Attraverso la leva, il gancio veniva manipolato in modo che cadesse sulla nave nemica, e l'obiettivo era agganciarlo e sollevarlo a tal punto che rilasciandolo sarebbe stato in grado di ribaltarlo completamente, o di farlo schiantare contro la rocce sulla riva..
Rorres e Harris hanno presentato al Simposio "Macchine e strutture straordinarie dell'antichità" (2001), una rappresentazione in miniatura di questo manufatto dal titolo "Una macchina da guerra formidabile: costruzione e funzionamento della mano di ferro di Archimede"
Per svolgere questo lavoro si sono basati sugli argomenti degli storici antichi Polibio, Plutarco e Tito Livio..
Nessun utente ha ancora commentato questo articolo.