ارشمیدس (ح ۲۸۷ـ۲۱۲پ م)
اَرَشْمیدُس (ح ۲۸۷ـ۲۱۲پ‌م)(Archimedes)
| ارشمیدس Archimedes | |
|---|---|
| زادروز |
ح ۲۸۷پ م |
| درگذشت | ۲۱۲پ م |
| محل زندگی | اسکندریه- سیسیل |
| ملیت | یونانی |
| شغل و تخصص اصلی | ریاضی دان |
| شغل و تخصص های دیگر | مخترع |
| گروه مقاله | ریاضیات |
(به یونانی: اَرْخِمیدِس) ریاضی‌دان یونانی. به کشفیات مهمی در هندسه، هیدروستاتیک[۱]، و مکانیک[۲] دست یافت و او را بنیانگذار علوم استاتیک[۳] و هیدروستاتیک به‌شمار می‌آورند. قانون جابه‌جایی سیال براثر فروبردن جسم در آن و کاهش وزن جسم را وضع کرد (اصل ارشمیدس[۴]). ابداع پیچ ارشمیدس[۵] را، که وسیله‌ای برای بالا‌بردن آب است، منسوب به او می‌دانند. روش او در زمینۀ پیدا‌کردن اثبات ریاضی برای تأیید تجربه و مشاهده در دوران رنسانس متعالی[۶] به روش علم نوین بدل شد.
هیدروستاتیک و اصل ارشمیدس. معروف‌ترین نتیجۀ تحقیقات ارشمیدس در زمینۀ هیدروستاتیک اصل ارشمیدس است. بنابراین اصل، اگر تمام یا قسمتی از جسمی در سیالی در حال تعادل فرو رود، به اندازۀ وزن سیال جابهجاشده از وزن جسم کاسته می‌شود. حجم سیال جابهجاشده برابر است با حجم قسمتی از جسم که در سیال قرار دارد. می‌گویند ارشمیدس زمانی این قانون را کشف کرد که وارد خزینۀ حمام عمومی شد و سرریز شدن آب را مشاهده کرد. او چنان از این کشف به شوق آمد که برهنه بیرون دوید و فریاد زد: اورِکا[۷]، اورِکا (یافتم! یافتم!). گویا او با استفاده از این کشف ثابت کرد که زرگرِ هیرون دوم[۸]، پادشاه سیراکوز[۹]، در ساختن تاج زرین او تقلب و نقره را با طلا مخلوط کرده است. او پی‌برد که اگر طلا با نقره، که چگالی‌اش از طلا کمتر است، مخلوط شده باشد، تاج نسبت به طلای خالصی با همان وزن، حجم بیشتری دارد و بنابراین آب بیشتری را جابه‌جا می‌کند. درنتیجه، مشخص شد که تاج ناخالصی دارد و زرگرِ بخت‌برگشته اعدام شد.
استاتیک و اهرم. ارشمیدس در زمینۀ استاتیک برهان‌های ریاضی دقیقی برای قانون اهرم[۱۰] به‌دست آورد. دانشمندان پیشین هم اهرم را به‌کار می‌بردند، ولی ارشمیدس بنابه محاسبه نشان داد که در بالا‌بردن بار به کمک اهرم، نسبت نیروی لازم به بار برابر است با عکس نسبت فواصل نیرو و بار از محور یا تکیه‌گاه اهرم. می‌گویند ارشمیدس ادعا می‌کرد که اگر جایی به اندازۀ کافی دور برای ایستادن می‌داشت، می‌توانست زمین را با اهرم حرکت دهد. گویا این ادعا هیرون را برانگیخت که از او بخواهد لااقل نشان دهد که چگونه می‌توان یک جسم فوق‌العاده سنگین را به‌راحتی حرکت داد. ارشمیدس به این منظور سیستمی از قرقره‌های مرکب طراحی کرد. بنابه نوشتۀ پلوتارک[۱۱] در زندگی مارسلوس[۱۲]، سرداری رومی که سیراکیوز را تسخیر و غارت کرد، ارشمیدس با استفاده از این سیستم کشتی‌ای را به‌راحتی حرکت داد که عدۀ زیادی با زحمت بسیار آن را از لنگرگاه به خشکی کشانده بودند. این کشتی مملو از مسافر، خدمه، و بار بود، ولی او که در فاصله‌ای دور از کشتی نشسته بود ظاهراً توانست آن را چنان روی ساحل بکشاند که گویی روی آب می‌لغزد.
ریاضیات. ارشمیدس رساله‌های بسیاری در ریاضیات نوشته است که بعضی از آن‌ها به یونانی و بعضی به‌صورت‌های گوناگون در ترجمه‌های مسلمانان به‌جا مانده‌اند. تقریب ارشمیدس برای عدد πاز همۀ برآوردهای قبلی دقیق‌تر بود. وی این مقدار را بین ۷۱/۲۲۳و ۷۰/۲۲۰ برآورد کرد. میانگین این دو عدد کمتر از ۰.۰۰۰۳ با تقریب‌های امروزی عدد πاختلاف دارد. او دستگاه شمارشی برای نمایش اعداد خیلی بزرگ ابداع کرد و از آن برای برآورد‌کردن تعداد دانه‌های شن موجود در عالم بهره گرفت. هرچند عدد حاصل، ۱۰۶۳، دقت چندانی نداشت، ولی ارشمیدس به این طریق نشان داد که در نظر گرفتن اعداد بزرگ و محاسبه با آن‌ها عملاً امکان‌پذیر است. او روش‌هایی نیز برای حل معادلات درجۀ سوم[۱۳] و تقریب ریشه‌های دوم[۱۴] ابداع کرد. فرمول‌های او در زمینۀ تعیین مساحت و حجم سطوح خمیده و اجسام، نطفه‌های اولیۀ حساب انتگرال بود که ۲هزار سال بعد پدید آمد. ارشمیدس وصیت کرد که بر سنگ قبرش شکل استوانه‌ای حک شود که کره‌ای در آن محاط است و فرمول نسبت حجم‌های آن‌ها نیز آورده شود. او این کشف را مهم‌ترین دستاورد خود می‌دانست.
زندگی ارشمیدس. در سیراکیوز، واقع در سیسیل، زاده شد. دربارۀ جزییات زندگی شخصی او و صحت و سقم داستان‌هایی که دربارۀ آثارش نقل می‌شود، اطلاعات موثقی وجود ندارد. یکی از دوستانش با نام هراکلیدس[۱۵] شرحی دربارۀ زندگی او نوشت، که به‌جا نمانده است. از این‌رو، مورخانِ علم به ناچار باید به رساله‌هایی اکتفا کنند که انتساب آن‌ها به ارشمیدس معلوم است. همچنین، آن‌ها به شروحی دربارۀ زندگی او مراجعه می‌کنند که یونانیانِ بعد از او نوشته‌اند. ارشمیدس مدتی در اسکندریه، که مرکز مهم آموزش ریاضی بود، اقامت گزید و زیر نظر کونون[۱۶] (حدود ۲۵۰پ‌م)، و ریاضی‌دانانی که زیر نظر اقلیدس[۱۷] تعلیم دیده بوده‌اند، تحصیل کرد. پس از بازگشت به وطن، زندگی خود را صرف تحقیق جدی در ریاضیات و فیزیک کرد و برای تفنن به طراحی ابزارهای مکانیکی نیز می‌پرداخت. این طراحی‌ها شهرت فراوانی برایش به ارمغان آورد. ارشمیدس برای دفاع از سیراکیوز در برابر حملۀ رومیان تجهیزاتی طراحی کرد و سرانجام پس از تسخیر شهر کشته شد.
سایر ابداعات. ازجمله اختراعات ارشمیدس، افلاک‌نما[۱۸]یی بود که می‌توانست حرکت خورشید، ماه، کرات، و احتمالاً صور فلکی را در آسمان نشان دهد. گمان می‌رود پیچ ارشمیدس را در زمان اقامتش در مصر اختراع کرده و احتمالاً ایدۀ آن را نیز از ایشان گرفته باشد.