Archimedes war einer der Pioniere auf dem Gebiet der Mathematik, Mechanik, Astronomie und Physik. Er wird als Begründer der mathematischen Physik bezeichnet, der viele der Grundgesetze der Physik und Mathematik entdeckte und immer noch archimedische Methoden verwendet, um die Bereiche, Oberflächen und Volumina verschiedener Figuren und Körper zu finden.
Der Wissenschaftler führte das Konzept des Schwerpunkts ein, entdeckte die Gesetze des Hebels und entwickelte die Grundlagen der Hydrostatik. Darüber hinaus war er der größte Ingenieur, Maschinenkonstrukteur und Erfinder mechanischer Geräte seiner Zeit. Alle seine Entwicklungen sind noch in Gebrauch. Und nur die Existenz von "Brandspiegeln", die die römische Flotte zerstörten, lässt noch Zweifel aufkommen.
Archimedes fand praktische Anwendung für fast alle seine theoretischen Studien. Maschinen, die auf der Grundlage eines Hebels (oder „Mehane“auf Griechisch) konstruiert wurden, halfen dem Menschen, die Natur zu „überlisten“. Interessant ist auch, dass viele der Entdeckungen des Genies Syrakus erst im 19. Jahrhundert eine moderne Formulierung und einen modernen Beweis erhielten.
Wer kennt nicht die Legende über die Entdeckung des Gesetzes, wonach ein in eine Flüssigkeit eingetauchter Körper von einer Kraft beaufschlagt wird, die dem Gewicht der von ihm verdrängten Flüssigkeit entspricht? Es heißt, dass eine Offenbarung auf Archimedes in der Badewanne niederging, als er plötzlich bemerkte, dass der Wasserstand darin niedriger wurde, als er seinen Fuß aus dem Badezimmer hob. Der von der Idee überschattete Wissenschaftler sprang nackt aus dem Badehaus und rief "Eureka!" eilte die überfüllte Straße entlang. So oder so, aber diese Entdeckung wurde das erste Gesetz der Hydrostatik. Ein ähnliches Gesetz - die Bestimmung des spezifischen Gewichts von Metallen - folgerte Archimedes bei der Lösung des Problems, das ihm der Herrscher Hieron stellte: um festzustellen, wie viel Gold in seiner Krone enthalten ist und ob es eine Verunreinigung enthält.
Der brillante Wissenschaftler war keine introvertierte Person. Er bemühte sich, seine Errungenschaften öffentlich bekannt und für die Gesellschaft nützlich zu machen. Und dank seiner Liebe zu spektakulären Demonstrationen hielten die Menschen seine Arbeit für notwendig, die Herrscher stellten ihm die Mittel für Experimente zur Verfügung, und er selbst hatte immer interessierte und intelligente Helfer. Für diejenigen seiner Mitbürger, die seinen Erfindungen misstrauten, lieferte Archimedes entscheidende Beweise für das Gegenteil. Eines Tages startete er zur Überraschung der Zuschauer einen Hebel, eine Schraube und eine Winde, "durch die Kraft eines Mannes", und startete eine schwere Galeere, die mit ihrer gesamten Besatzung und Fracht auf Grund gelaufen war.
Cicero, der große Redner der Antike, sagte über Archimedes: "Dieser Sizilianer besaß ein Genie, das die menschliche Natur anscheinend nicht erreichen kann." Der große Wissenschaftler, der sich leidenschaftlich für Mechanik interessiert, entwickelte und testete die Theorie von fünf Mechanismen, die zu seiner Zeit bekannt waren und "einfach" genannt wurden. Dies sind der Hebel, der Keil, der Block, die Endlosschraube (jetzt im Schleifer verwendet) und die Winde. Auf der Grundlage einer Endlosschraube erfand Archimedes eine Maschine zur Bewässerung von Feldern, die sogenannte "Schnecke", eine Maschine zum Pumpen von Wasser aus Laderäumen und Wellen, und erfand schließlich einen Bolzen, der aus einer Schraube und einer Mutter aufgebaut wurde.
Viele alte Historiker, Wissenschaftler und Schriftsteller erzählen von einer weiteren erstaunlichen "Entdeckung" von Archimedes, die ihn freudig ausrufen ließ: "Gib mir einen Ort, an dem ich stehen und die Erde erheben werde!" Plutarch hat einen ähnlichen Text: "Gib mir einen Drehpunkt und ich werde die Erde bewegen." Diese "Entdeckung" wird in keiner der Geschichten genannt, aber derzeit wird sie nicht als gewöhnlicher Hebel angesehen, sondern als Mechanismus in der Nähe der Winde, bestehend aus einer Trommel zum Aufwickeln eines Seils, mehreren Zahnrädern und einem Schneckengetriebe. Das Prinzip des Aufbaus eines mehrstufigen Getriebes war hier neu.
Archimedes war besessen von Wissenschaft und Erfindung. Die von ihm entworfenen Geräte und Maschinen wurden von seinen Zeitgenossen als Wunder der Technologie wahrgenommen. Der Eindruck war, dass er nicht schlief oder aß, sondern seine ganze Zeit nur der kreativen Forschung widmete. Sogar Plutarch, der seine Weisheit und seinen Geist pries, bemerkte: „Er lebte wie von einer Art häuslicher Sirene verzaubert, seinem ständigen Begleiter, der ihn Essen, Trinken und alle möglichen Sorgen um seinen Körper vergessen ließ. Manchmal, wenn er ins Badehaus gebracht wurde, zeichnete er mit dem Finger geometrische Figuren auf die Asche des Kamins oder zeichnete Linien auf seinen geölten Körper. Dies war Archimedes, der dank seiner tiefen Kenntnisse der Mechanik, soweit es von ihm abhing, sich und seine Stadt vor einer Niederlage retten konnte."
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Mit dem Schutz der Verwandten von Syrakus während des 2. Punischen Krieges nahm der Ruhm des Erzhonig-Ingenieurs zu, der bereits überwältigend war und das Bewusstsein der gesamten hellenistischen Welt prägte und die Grenzen von Ländern und Jahrhunderten überschritt. Archimedes war damals schon über siebzig, aber ihm vertraute die Stadt ihre Verteidigung an. Es war der größte Triumph, den Wissenschaftler jemals gesehen haben. Hier zeigte sich sein Talent nicht nur als Erfinder, sondern auch als herausragender Baumeister.
In "World History", geschrieben etwa fünfzig Jahre nach der Belagerung, sagte Polybius, dass die Angreifer "die Kunst des Archimedes nicht berücksichtigten, nicht berücksichtigten, dass manchmal eine begabte Person mehr als viele Hände tun kann … Archimedes in der Stadt vorbereitet … solche Mittel Verteidigung, dass sich die Verteidiger bei unerwarteten Angriffsmethoden nicht mit unvorhergesehener Arbeit beschäftigen mussten; Sie hatten alles im Voraus bereit, um den Feind abzuwehren … "Zum ersten Mal schuf er Embrasuren und Schlupflöcher in den Festungsmauern, die für die sogenannte" untere und mittlere Schlacht "bestimmt waren. Hinzu kommen Dutzende von Militärfahrzeugen, die er erfunden hat - alle Arten von Katapulten, Maschinen zum Werfen von Pfeilen und Speeren, die es den Bürgern ermöglichten, die Angriffe eines überlegenen Feindes fast drei Jahre lang abzuwehren.
Es war auch unmöglich, sich der Stadt vom Meer aus zu nähern.
Wie Plutarch schrieb: „… plötzlich fielen die Baumstämme aus der Höhe der Mauern aufgrund ihres Gewichts und der gegebenen Geschwindigkeit auf die Schiffe und ertranken sie. Entweder nahmen eiserne Krallen und Schnäbel die Schiffe auf, hoben sie mit der Nase nach oben und dem Heck nach unten in die Luft und tauchten sie dann ins Wasser. Und dann wurden die Schiffe in Rotation versetzt und fielen wirbelnd auf Fallstricke und Klippen am Fuße der Mauern. Die meisten an Bord starben unter dem Schlag. Jede Minute sahen sie ein Schiff in der Luft über dem Meer. Ein schrecklicher Anblick!.."
Eiserne "Pfoten" werden ständig in den Beschreibungen von Militärfahrzeugen verwendet; "Schnäbel" und "Krallen", in denen Wissenschaftler die Vorgänger von selbstspannenden Zangen, modernen Manipulatoren und Kränen sehen. Darüber hinaus waren die Maschinen mobil, hatten einen Pfeil, der sich um eine vertikale Achse drehte, und jeder wurde von einem einzelnen Fahrer gesteuert. Weder vor noch nach Archimedes benutzte jemand solch einzigartige Militärfahrzeuge.
Das größte Geheimnis aller Erfindungen von Archimedes bleiben jedoch "Brandspiegel". Der große Syrakus beschäftigte sich unter anderem mit Optik und Astronomie. Es gibt Hinweise darauf, dass Archimedes ein großes Werk über Optik geschrieben hat, das uns nicht bekannt ist und "Catoptrika" heißt und oft von alten Autoren zitiert wird. Aus der Arbeit selbst und selbst dann in einer späteren Nacherzählung ist jedoch nur ein Satz erhalten, in dem bewiesen wird, dass der Einfallswinkel des Mondes gleich dem Reflexionswinkel ist, wenn Licht von einem Spiegel reflektiert wird. Aber auch auf der Grundlage dieser Zitate kann geschlossen werden, dass Archimedes sich der Brandwirkung verschiedener Spiegel bewusst war.
Folglich könnte der antike griechische Wissenschaftler theoretisch konkave Spiegel im Kampf gegen die römische Flotte verwenden und Schiffe mit fokussierten Sonnenstrahlen in Brand setzen. Gleichzeitig wird in den drei erhaltenen Beschreibungen des Angriffs - Polybius (2. Jahrhundert v. Chr.), Titus Livius (1. Jahrhundert v. Chr.) Und Plutarch (1. Jahrhundert v. Chr.) - nichts erwähnt nur über das Verbrennen von Schiffen mit Spiegeln, aber im Allgemeinen über die Verwendung von Feuer. Und einige Theoretiker finden eine Erklärung dafür. Es stellt sich heraus, dass Polybius über diese Tatsache hätte schweigen können, da er ein sehr misstrauischer Mensch war und seine Autorität und Popularität so bedeutend waren, dass nachfolgende Historiker es nicht wagten, die Existenz von Spiegeln zu bestätigen oder zu leugnen. Dies kann daher nicht als Grund genug angesehen werden, die wahre Grundlage der Legende vollständig zu leugnen.
Aber wenn die Spiegel von Archimedes in der Natur nicht existierten, warum in der Literatur des 2. Jahrhunderts v. e. Spuren dieser schönen Legende werden wiederentdeckt? Sie werden vom griechischen Satiriker Lucian und dem römischen Medizinwissenschaftler Galen erwähnt. Vier Jahrhunderte später analysiert der byzantinische Wissenschaftler Anthimius von Thrall die Frage der Brandspiegel in seiner Arbeit über wundersame Mechanismen, in der er versucht, Spiegel anhand eines Aktionsradius zu rekonstruieren, der der Flugreichweite eines Pfeils entspricht. Und er kommt zu dem Schluss, dass die Lösung in der Verwendung eines Systems flacher Spiegel liegt:
„Mit Hilfe vieler flacher Spiegel ist es möglich, genügend Sonnenlicht an einem Punkt zu reflektieren, so dass seine kombinierte Wirkung ein Feuer verursacht. Diese Erfahrung kann mit Hilfe einer großen Anzahl von Personen gemacht werden, von denen jede den Spiegel in der gewünschten Position hält. Um Verwirrung und Verwirrung zu vermeiden, ist es jedoch bequemer, einen Rahmen zu verwenden, in dem 24 separate Spiegel mit Platten oder, noch besser, mit Scharnieren befestigt werden müssen. Wenn Sie diesen Mechanismus durch die Sonnenstrahlen ersetzen, müssen Sie den zentralen Spiegel und dann den Rest richtig einstellen und sie schnell und geschickt kippen … damit die von diesen verschiedenen Spiegeln reflektierten Sonnenstrahlen auf denselben Punkt gerichtet werden ….
Abschließend fügt Anfimy zur Bestätigung der Richtigkeit seiner Rekonstruktion hinzu: "Es sei darauf hingewiesen, dass alle anderen Autoren, die über die Spiegel des göttlichen Archimedes sprachen, nicht einen Spiegel, sondern viele erwähnten." Tatsächlich handelt es sich um einen Apparat in der modernen Solarenergie, der als Solarkonzentrator bezeichnet wird.
Der byzantinische Eustachius von Thessaloniki erinnert an Anthimia. In seinen Kommentaren zur Ilias schreibt er: "Archimedes hat die römische Flotte nach den Regeln der Katoptrie in Pfeilentfernung verbrannt."
Ein ausführlicherer Bericht ist in der Geschichte enthalten, die vom byzantinischen Chronisten Ceci zusammengestellt wurde, der sich als Quelle auf Diodorus von Siculus bezieht. Tseci weist darauf hin, dass Archimedes als „sechseckiger Spiegel aus kleinen rechteckigen Spiegeln fungierte, die mit Scharnieren und Metalllatten bewegt werden konnten. Er installierte diesen Spiegel so, dass er sich in der Mitte mit Sonnenlinien kreuzte, und daher erzeugten die von diesem Spiegel empfangenen Sonnenstrahlen eine Hitze, die die römischen Schiffe in Asche verwandelte, obwohl sie sich in Flugentfernung eines Pfeils befanden."
Ein anderer byzantinischer Historiker aus dem 12. Jahrhundert, Zonara, schrieb in den Annalen: „Dieser Geometer, der mit Hilfe dieser Strahlen die Sonnenstrahlen auf einem Spiegel gesammelt, durch die Dicke und Glätte des Spiegels gesammelt und dann reflektiert hatte, entzündete die Luft und entzündete eine große Flamme, an die er dann sandte Schiffe in seinem Geltungsbereich. Die Schiffe wurden alle zu Asche. " Niemand sonst von den Alten hat für die Existenz des "Solarlasers" von Archimedes ausgesagt.
Alte Quellen wurden lange Zeit als wahr angesehen, aber im 17. Jahrhundert äußerten Johannes Kepler und Rene Descartes, die auf diesem Gebiet tätig waren, aufgrund der Entwicklung der Optik theoretisch berechtigte Zweifel an der Möglichkeit, solche fantastischen Spiegel herzustellen. Der berühmte französische Philosoph und Mathematiker Rene Descartes hat in seiner "Dioptrie" überzeugend gezeigt, dass es unmöglich ist, die Sonnenstrahlen auf einen Punkt zu bringen und einen parallelen Strahl brennender Strahlen zu erzeugen, und Geschichten über sie sind zu einer Legende für die Wissenschaft geworden.
Aber wie sich herausstellte, nicht lange. 1674, vierzig Jahre nach den überzeugenden Beweisen von Descartes, behauptet der deutsche Mathematiker und Philologe A. Kircher in seinem Buch "Die große Kunst von Licht und Schatten" auch, dass er durch zahlreiche Experimente davon überzeugt war, dass man durch die Kombination der Reflexion der Sonne von fünf flachen Spiegeln eine signifikante erhalten kann Erhitzen, obwohl es nicht ausreicht, um das Holz zu entzünden. Aber es geschah 1747 durch den französischen Naturforscher und Erfinder Georges Louis Buffon.
In seiner sechsten Abhandlung, Die Erfindung von Spiegeln zum Zünden von Objekten aus großer Entfernung, berichtete er über alle seine Experimente. Zwar konnte er keinen Designspiegel mit einem Durchmesser von 71 m (!) "Bauen", aber er zog sich nicht zurück und experimentierte weiter. Buffon ließ Zweifel beiseite und baute einen 13-mal kleineren Verbundspiegel als den berechneten, der einen Baum in einer Entfernung von 50 m in Brand setzte. So beschreibt er eines der Experimente: mit 128 Spiegeln; Die Zündung erfolgte ziemlich plötzlich und über den gesamten Bereich des beleuchteten Flecks. Da der Fokus am 11. April 20 Fuß vom Spiegel entfernt war, waren nur 12 Spiegel erforderlich, um die kleinen brennbaren Objekte zu entzünden.
21 Spiegel beleuchteten ein Buchenbrett, 15 Spiegel schmolzen ein großes Zinngefäß mit einem Gewicht von etwa 6 Pfund und 117 Spiegel schmolzen dünne Silberbleche. Und der Naturforscher bemerkte auch, dass „Metalle und insbesondere Silber vor dem Schmelzen rauchen. Der Rauch war so stark, dass sich über dem Boden ein Rauchschutz bildete. Nach Buffons erfolgreichen Experimenten, die er öffentlich im King's Garden auf einer horizontalen Plattform durchführte, belebte sich die Meinung über die Realität der Brandspiegel und alle waren sich wieder einig, dass sie in der Ära von Archimedes existieren und eine beeindruckende Kampfwaffe sein könnten. Infolgedessen gelang es dem genialen Syrakus-Mann, einen leistungsstarken Solarkonzentrator zu entwickeln.
MV Lomonosov hat auch an diesem Problem gearbeitet. Das Thema seiner 1741 verfassten Dissertation trug den Titel "Diskurs über das katoptrisch-dioptrische Brandinstrument". Das "Instrument" bestand aus einer Reihe von Spiegeln, die die Sonnenstrahlen auf Linsen richteten und sie an einen Punkt brachten. Aber wie es in solchen Fällen sein sollte, gab es ein anderes "aber". Zur Zeit von Archimedes gab es keine Spiegel dieser Qualität, mit denen demonstrative Experimente durchgeführt wurden.
Antike Spiegel, die bei Ausgrabungen gefunden wurden, sind so unvollkommen, dass es schwierig ist, an ihre Fähigkeit zu glauben, eine exakte Reflexion zu vermitteln. Aber es wäre eine Schande, wenn eine so schöne Legende widerlegt würde. Und deshalb versuchten italienische Wissenschaftler zu beweisen, dass Archimedes '"Kampfspiegel" existierten, aber nicht für Brandstiftung gedacht waren, sondern um auf das Ziel zu zielen.
Vielleicht haben die brillanten Archimedes nicht den "Solarlaser" erfunden, sondern die erste "Strahlenwaffe". Und jetzt müssen sich Wissenschaftler entscheiden, ob sie bereits zwei Geheimnisse des Genies Syrakus beweisen oder widerlegen wollen.
„Interessante Zeitung. Geheimnisse der Geschichte №7 2014
