Sirenski zov geometrije: Ne diraj moje krugove
"Bilo je više imaginacije u Arhimedovoj nego u Homerovoj glavi"

2300 godina od Arhimedovog rođenja

Sirenski zov geometrije: Ne diraj moje krugove

Arhimedovi dokazi su toliko precizni da se mogu smatrati i strogim dokazima u savremenoj matematici

Najveći matematičar antičkog svijeta bio je Arhimed (287-212). Njegovi radovi su jedan od važnih izvora integralnog računa i teorije mjere koji će početi da se razvijaju u Evropi devetnaest vjekova docnije. Fizičari ga slave kao jednog od najvećih fizičara. Otkrio je zakon poluge, prvi je aksiomatizovao jednu fizičku teriju (statiku) i napravio mehanička oruđa o kojima legende žive i danas. Otkrio je Arhimedov zakon hidrostatike.

Pomenimo i da je prvu analizu rješivosti algebarske jednačine trećeg stepena, i prvi veliki kombinatorni zadatak (koji je imao 17 152 rješenja) dao Arhimed.

"Bilo je više imaginacije u Arhimedovoj nego u Homerovoj glavi", rekao je Voltaire.

Arhimedov otac Fidija bio je matematičar i astronom. Sirakuza u kojoj se rodio Arhimed, bila je kosmopolitski grad u kojem su se govorili svi mediteranski jezici. Fidijin rođak Hijeron toliko se istakao u borbama Pirovih odreda protiv Rimljana da je poslije Pirovog odlaska natrag u Grčku uspio da prigrabi apsolutnu vlast u Sirakuzi. Pomogao je Arhimedu da nastavi školovanje u Aleksandriji, nakon što je u očevoj kući dobio dobro matematičko obrazovanje.

Arhimed je mogao zateći Euklida živog, ali je u svakom slučaju, učio od Euklidovih učenika. Nakon studija u Aleksandriji, ostatak života proveo je u Sirakuzi, gdje se posvetio matematici i bio Hijeronov savjetnik. Pisao je na živopisnom dorskom dijalektu tadašnjeg grkog jezika Sicilije u koji je bio ušao čitav niz latinskih riječi pod uticajem Rima čija je moć bila u usponu.

Plutarh opisuje Arhimedovu opčinjenost matematikom: “Nema osnova da se ne vjeruje onome što pričaju o njemu: da ga je geometrija privlačila kao neka sirena koja se nastanila u njegovom domu; stoga je zaboravljao i na hranu i na piće i zapostavljao svaku brigu o tijelu. Ako su ga primoravali da ide u kupatilo, on je tamo crtao na pepelu ognjišta geometrijske slike, a na vlastitom tijelu namazanom uljem, prutom je povlačio linije - toliko je bio zanesen ovom naukom i u tolikoj mjeri obuzet strašću prema muzama. Ali, mada je učinio toliko divnih otkrića, on je molio svoje rođake i prijatelje da na njegovom grobu ne bude predstavljeno ništa osim lopte upisane u valjak i natpisa (vjerovatno, u stihu, M. P.), koji bi ukazao koliko je puta opisano tijelo veće od upisanog. Međutim, njega i njegov grad (ukoliko je to zavisilo od Arhimeda) učinilo je nepobjedivim baš njegovo duboko poznavanje mehanike”.

Poznati Arhimedov zakon hidrostatike otkrio je dok se kupao u kadi. Legenda kaže da je Hijeron od Arhimeda zatražio da provjeri da li je zlatar napravio podvalu i u krunu koju je Hijeron naručio djelimično ugradio srebro a ne samo zlato koje mu je bilo plaćeno. Razmišljajući o problemu dok je ležao u kadi, Arhimed je shvatio da dva tijela iste težine (mase) ali od različitog materijala (različite gustine), imaju različite zapremine i zbog toga, kad se potope u istu tečnost, istisnu različite količine te tečnosti. Ovo omogućava da se ustanovi da li i koliko srebra ima u Hijeronovoj kruni. U oduševljenju, skočio je iz kade i go potrčao vičući: “Eureka” (otkrio sam)! i formulisao zakon: “Svako tijelo potopljeno u ma koji fluid, gubi prividno od svoje težine onoliko koliko je težak njime istisnuti fluid”.

Kada je otkrio zakon poluge, rekao je: “Dajte mi oslonac, podići ću Zemlju” i po ugledu na Euklidovu aksiomatizaciju geometrije, na samom početku naučničke karijere, aksiomatizovao je statiku. To je bio prototip za Galilejev naučni metod u fizici gotovo dva milenijuma docnije. Galilej je rekao da prirodne zakone u fizici (aksiome fizike) treba formulisati matematički, ali da mjerenje i eksperiment treba da budu izvor spoznaje, za razliku od antičkih Grka koji su često pokušavali da čistom spekulacijom – metafizikom, dođu do spoznaje prirode – fizike. Ovo stanovište porodilo je naučnu revoluciju XVII vijeka i modernu nauku.

Razni izvori iz antičkog vremena govore o mnoštvu genijalnih Arhimedovih mehaničkih izuma o kojima on nije ostavio ni riječ. Vjeruje se da je razlog za to ukus toga vremena koji se formirao pod Platonovim uticajem, da je bavljenje izumima posao nižeg reda u odnosu na matematiku i filozofiju.

Diodor (I vijek p.n.e.) govori o mašini za zalivanje polja zvanoj puž, koju pokreće čovjek (rob) prostim hodanjem u mjestu, koju je Arhimed izumio dok je boravio u Egiptu. Ciceron u knjizi O republici govori o Arhimedovom nebeskom globusu, modelu planetarijuma napravljenom po Eudoksovom astronomskom sistemu, koji je Zemlju stavljao u centar kosmosa. (U radu Brojač zrna pijeska, koji je pisao za dvorsku zabavu, Arhimed rekapitulira i Aristarhovu heliocentričnu teoriju kosmosa, po kojoj se planete, uključujući i zemlju, obrću oko sunca, koju je Aristarh zastupao osamnaest stoljeća prije Kopernika.) Arhimed je napravio sfere s centrom u Zemlji po kojima su se kretala nebeska tijela, planete i zvijezde, uključujući Mjesec i Sunce. Cio sistem se pokretao na čekrk, koji se mogao lako obrtati rukom ili slabim mlazom tekuće vode.

Legenda kaže da je na principu poluge i čekrka Arhimed smislio razne mehaničke naprave i oružje. Polibije, Plutarh i Tit Livije opisuju rimsku opsadu Sirakuze 214 - 212. godine, u kojoj su premoćniji Rimljani predvođeni Marcel(us)om, jednim od najboljih vojskovođa koje je Rim imao, pretrpjeli velike gubitke, zahvaljujući tome što su Sirakužani raspolagali superiornim oružjem koje je konstruisao Arhimed. Napravio je katapulte - topove koji su na veliku daljinu bacali kamenje razne veličine, od sitnog do velikih blokova teških po nekoliko tona, "kljunove" koji su na protivnika kad se približi zidinama izručivali kamnje i olovo ili sa zidina Sirakuze hvatali protivničke brodove za pramce, podizali ih čekrkom i potapali.

Znao je da zraci poslati paralelno sa osom parabole, poslije odbijanja prolaze kroz žižu (kao kod današnjih paraboličnih antena), jer legenda kaže da je rimske brodove potapao i tako što je pomoću paraboličnih ogledala sakupljao veliku količinu sunčeve energije i usmjeravao je u jednu tačku broda. Tako je izazivao visoku temperaturu koja je bila u stanju da zapali drvo od kojeg su pravljeni tadašnji brodovi.

(Izvor:Vijesti)