 |
| Archimedes và các phát minh sáng tạo |
Archimedes thành Syracuse (tiếng Hy Lạp: Ἀρχιμήδης; khoảng 287 trước Công Nguyên – khoảng 212 trước Công Nguyên), phiên âm tiếng Việt: Ác-si-mét, là một nhà toán học, nhà vật lý, kỹ sư, nhà phát minh và nhà thiên văn học người Hy Lạp.[1] Dù có ít chi tiết về cuộc đời ông được biết, ông được coi là một trong những nhà khoa học hàng đầu của thời kỳ cổ đại.
Thường được xem là nhà toán học vĩ đại nhất thời cổ đại và là một trong những nhà toán học vĩ đại nhất mọi thời đại[2][3], ông đã tạo ra phép vi tích phân và giải tích hiện đại bằng việc áp dụng các khái niệm về vô cùng bé và phương pháp vét cạn để suy ra và chứng minh chặt chẽ một loạt các định lý hình học, bao gồm các định lý về diện tích hình tròn, diện tích bề mặt và thể tích của hình cầu, cũng như diện tích dưới một đường parabol.[4] Các thành tựu toán học khác bao gồm việc suy ra một phép xấp xỉ tương đối chính xác số pi, định nghĩa một dạng đường xoáy ốc mang tên ông (xoắn ốc Archimedes), và tạo ra một hệ sử dụng phép lũy thừa để biểu thị những số lớn. Ông cũng là một trong những người đầu tiên áp dụng toán học vào các bài toán vật lý, lập nên các ngành thủy tĩnh học và tĩnh học, bao gồm lời giải thích cho nguyên lý của đòn bẩy. Ông cũng được biết đến là người đã thiết kế ra nhiều loại máy móc, chẳng hạn máy bơm trục vít, ròng rọc phức hợp, và các công cụ chiến tranh để bảo vệ quê hương ông, Syracusa.
Archimedes mất trong trận bao vây Syracusa khi ông bị một tên lính Roma giết dù đã có lệnh không được làm hại ông. Cicero có kể lại lần tới thăm mộ Archimedes, nơi dựng một hình cầu và một ống hình trụ mà Archimedes yêu cầu đặt trên mô mình, tượng trưng cho những khám phá toán học của ông.
Không giống các phát minh của ông, các công trình toán học của Archimedes không mấy nổi tiếng trong thời cổ đại. Các nhà toán học từ Alexandria đã đọc và trích dẫn các công trình của ông, nhưng mãi tới khoảng năm 530 sau Công Nguyên thì Isidore của Miletus mới biên soạn lại đầy đủ, trong khi những lời bình luận với các tác phẩm của Archimedes do Eutocius viết ở thế kỷ thứ VI Công Nguyên lần đầu tiên đã đưa nó ra giới độc giả rộng rãi hơn. Số lượng khá ít bản sao các tác phẩm của Archimedes tồn tại qua thời Trung Cổ là một nguồn tư tưởng ảnh hưởng quan trọng cho các nhà khoa học trong thời kỳ Phục hưng,[5] trong khi sự phát hiện các công trình trước đó chưa từng được biết tới của Archimedes vào năm 1906 trong Sách da cừu Archimedes đã cung cấp cái nhìn mới về cách ông đi đến các kết luận toán học như thế nào.[6]
Tiểu sử của Archimedes
Archimedes sinh khoảng 287 trước Công Nguyên tại thành phố cảng Syracuse, Sicilia, khi ấy là một thuộc địa tự trị của Magna Graecia. Ngày sinh của ông dựa trên một tuyên bố của nhà sử học Hy Lạp Byzantine John Tzetzes rằng Archimedes sống 75 năm.[7] Trong Người đếm cát, Archimedes viết tên cha mình là Phidias, một nhà thiên văn học không được biết tới với bất kỳ chi tiết nào khác. Plutarch đã viết trong cuốn Các cuộc đời song song của mình rằng Archimedes có họ hàng với Vua Hiero II, nhà cai trị Syracuse.[8] Một tiểu sử của Archimedes đã được bạn ông là Heracleides viết nhưng tác phẩm này đã mất, khiến các chi tiết về cuộc đời ông càng mờ mịt.[9] Ví dụ, ta không biết liệu ông đã từng kết hôn hay có con không. Trong thời trai trẻ Archimedes có thể đã học tại Alexandria, Ai Cập, nơi Conon của Samos và Eratosthenes của Cyrene cũng theo học cùng thời. Ông đã coi Conon của Samos là bạn mình, trong khi hai trong những tác phẩm của ông (Phương pháp Định lý Cơ học và Vấn đề Gia súc) có những lời mở đầu đề cập tới Eratosthenes.[a]
Archimedes mất khoảng 212 trước Công Nguyên trong Chiến tranh Punic lần thứ hai, khi các lực lượng La Mã dưới sự chỉ huy của Tướng Marcus Claudius Marcellus chiếm thành phố Syracuse sau một cuộc bao vây kéo dài hai năm. Theo lời tường thuật thường được kể lại của Plutarch, Archimedes đang suy ngẫm về một biểu đồ toán học khi thành phố bị chiếm. Một binh sĩ La Mã ra lệnh cho ông tới gặp Tướng Marcellus nhưng ông từ chối, nói rằng mình phải giải quyết xong vấn đề. Người lính nổi giận, và dùng kiếm giết Archimedes. Plutarch cũng có một lời tường thuật ít được biết hơn về cái chết của Archimedes cho rằng có thể ông đã bị giết khi đang tìm cách đầu hàng một binh sĩ La Mã. Theo câu chuyện này, Archimedes mang theo các dụng cụ toán học, và đã bị giết bởi người lính cho rằng chúng là những đồ có giá trị. Tướng Marcellus được cho là đã nổi giận vì cái chết của Archimedes, bởi ông ta coi Archimedes là một tài sản khoa học có giá trị và đã ra lệnh không được làm hại ông.[10]
Những từ cuối cùng được cho là của Archimedes là "Đừng làm hỏng các hình tròn của ta" (tiếng Hy Lạp: μή μου τούς κύκλους τάραττε), một sự đề cập tới những đường tròn toán học mà ông được cho là đang nghiên cứu khi bị người lính La Mã quấy rầy. Câu nói này thường được ghi lại bằng tiếng Latin là "Noli turbare circulos meos," nhưng không có bằng chứng đáng tin cậy rằng Archimedes đã thốt ra những lời đó và chúng không xuất hiện trong lời tường thuật của Plutarch.[10]
Mộ của Archimedes có một hình điêu khắc thể hiện chứng minh toán học ưa thích của ông, gồm một hình cầu và một hình trụ có cùng chiều cao và bán kính. Archimedes đã chứng minh rằng thể tích và diện tích bề mặt của hình cầu bằng hai phần ba thể tích và diện tích của hình trụ gồm cả các đáy của nó. Năm 75 trước Công Nguyên, 137 năm sau khi ông mất, nhà hùng biện người La Mã là Cicero khi ấy đang làm quan coi quốc khố ở Sicilia. Ông đã nghe những câu chuyện về ngôi mộ của Archimedes, nhưng không một người dân địa phương nào có thể dẫn ông tới đó. Cuối cùng ông tìm thấy ngôi mộ gần cổng Agrigentine ở Syracuse, trong điều kiện bị bỏ hoang và bị cây bụi phủ kín. Cicero dọn dẹp ngôi mộ, và có thể thấy hình khắc và đọc một số câu thơ đã được thêm vào như lời đề tặng.[11]
Các giả thuyết tiêu chuẩn về cuộc đời của Archimedes đã được viết khá lâu sau khi ông mất bởi các nhà sử học La Mã cổ đại. Lời kể về cuộc bao vây Syracuse của Polybius trong tác phẩm Lịch sử Thế giới đã được viết khoảng bảy mươi năm sau cái chết của Archimedes, và sau này đã được Plutarch và Livy sử dụng như một nguồn thông tin. Nó không mang lại nhiều ánh sáng về con người Archimedes, và tập trung trên những cỗ máy chiến tranh mà ông được cho là đã tạo ra để bảo vệ thành phố.[12]
Các phát minh và sáng tạo
Công ty cổ phần ANY Việt Nam sản xuất và phân phối thiết bị nhà hàng
TƯ VẤN – THIẾT KẾ – SẢN XUẤT – THI CÔNG BẾP NHÀ HÀNG, BẾP ĂN CÔNG NGHIỆP, CANTIN; CUNG CẤP THIẾT BỊ BẾP, TỦ BẢO QUẢN, THIẾT BỊ INOX
- Trụ sở: Số 25 ngõ 1 đường Cầu Bươu, xã Tân Triều, huyện Thanh Trì, thành phố Hà Nội, Việt Nam
- Tủ Cơm Công Nghiệp
- Bếp Từ Công Nghiệp
- Tủ Sấy Bát
- Tủ Cơm
- Tủ Sấy
- Bếp Từ
Vương miện Vàng
Giai thoại được biết đến nhiều nhất về Archimedes tường thuật cách ông phát minh ra phương pháp xác định thể tích của một vật thể với hình dạng không bình thường. Theo Vitruvius, một vương miện mới với hình dáng một vòng nguyệt quế đã được chế tạo cho Vua Hiero II, và Archimedes được yêu cầu xác định liệu nó có phải được sử dụng vàng thuần túy, hay đã được cho thêm bạc bởi một người thợ bất lương.[13] Archimedes phải giải quyết vấn đề mà không được làm hư hại chiếc vương miện, vì thế ông không thể đúc chảy nó ra thành một hình dạng thông thường để tính thể tích. Khi đang tắm trong bồn tắm, ông nhận thấy rằng mức nước trong bồn tăng lên khi ông bước vào, và nhận ra rằng hiệu ứng này có thể được sử dụng để xác định thể tích của vương miện. Vì trên thực tế nước không nén được,[14] vì thế chiếc vương miện bị nhúng chìm trong nước sẽ làm tràn ra một khối lượng nước tương đương thể tích của nó. Bằng cách chia khối lượng của vương miện với thể tích nước bị chiếm chỗ, có thể xác định khối lượng riêng của vương miện và so sánh nó với khối lượng riêng của vàng. Sau đó Archimedes nhảy ra ngoài phố khi vẫn đang trần truồng(!), quá kích động với khám phá của mình, kêu lên "Ơ-rê-ca!(Eureka!)" (tiếng Hy Lạp: "εὕρηκα!," có nghĩa "Tôi tìm ra rồi!")[15]
Câu chuyện về chiếc vương miện vàng không xuất hiện trong các tác phẩm đã được biết của Archimedes. Hơn nữa, tính thực tiễn của phương pháp nó miêu tả đã bị nghi vấn, vì sự vô cùng chính xác phải có để xác định lượng nước bị chiếm chỗ.[16] Archimedes thay vào đó có thể đã tìm kiếm một giải pháp sử dụng nguyên lý đã được biết trong thủy tĩnh học như Nguyên lý Archimedes, mà ông miêu tả trong chuyên luận Về các vật thể nổi của mình. Nguyên lý này nói rằng một vật thể bị nhúng trong một chất lỏng sẽ bị một lực đẩy lên tương đương trọng lượng chất lỏng bị nó chiếm chỗ.[17] Sử dụng nguyên lý này, có thể so sánh mật độ của chiếc vương miện vàng với mật độ của vàng khối bằng cách cân chiếc vương miện cùng với một khối vàng chuẩn, sau đó nhúng chúng vào trong nước. Nếu chiếc vương miện có mật độ nhỏ hơn vàng, nó sẽ chiếm chỗ nhiều nước hơn vì có thể tích lớn hơn, và vì thế sẽ gặp lực đẩy lên lớn hơn mẫu chuẩn. Sự khác biệt này trong lực đẩy sẽ khiến chiếc cân mất thăng bằng. Galileo coi nó "có thể là phương pháp này giống phương pháp Archimedes đã sử dụng, bởi, ngoài việc rất chính xác, nó dựa trên những bằng chứng do chính Archimedes đã khám phá."[18]
Vít Archimedes
Móng vuốt Archimedes
Tia chiếu của Archimedes
Vũ khí nổi tiếng này đã là chủ đề của những cuộc tranh luận về khả năng của nó từ thời Phục Hưng. René Descartes coi đây là một sai lầm, trong khi những nhà nghiên cứu hiện đại đã tìm cách tái tạo hiệu ứng này bằng những phương tiện có sẵn trong thời Archimedes.[26] Mọi người cho rằng một mạng lưới các tấm đồng hay đồng thau được đánh bóng đã được sử dụng để hội tụ ánh mặt trời vào một con tàu. Cách này sử dụng nguyên lý hội tụ parabol theo một cách tương tự với lò mặt trời.
Một cuộc thử nghiệm tia chiếu của Archimedes đã được tiến hành năm 1973 bởi nhà khoa học Hy Lạp Ioannis Sakkas. Cuộc thử nghiệm diễn ra tại căn cứ hải quân Skaramagas bên ngoài Athens. Lần này 70 chiếc gương đã được sử dụng, mỗi chiếc có một lớp phủ đồng với kích thước khoảng 5x3 feet (1.5 x 1 m). Những chiếc gương hướng vào một miếng gỗ dán giả làm một tàu chiến La Mã ở khoảng cách khoảng 160 feet (50 m). Khi những chiếc gương được đặt chính xác, con tàu bốc cháy chỉ sau vài giây. Con tàu gỗ dán có một lớp sơn phủ nhựa đường, có thể đã góp phần vào sự cháy.[27]
Tháng 10 năm 2005 một nhóm sinh viên từ Viện Công nghệ Massachusetts đã tiến hành một thực nghiệm với những 127 chiếc gương vuông 1 foot vuông (30 cm), chiếu vào một con tàu gỗ ở khoảng cách khoàng 100 feet (30 m). Lửa bốc lên ở một phía của con tàu, nhưng chỉ khi trời không có mây và con tàu đứng yên trong khoảng 10 phút. Mọi người kết luận rằng đó có thể là một loại vũ khí ở những điều kiện như vậy. Nhóm MIT đã lặp lại thực nghiệm cho chương trình TV MythBusters, sử dụng một chiếc tàu câu cá bằng gỗ tại San Francisco làm mục tiêu. Một lần nữa một số điểm cháy than xuất hiện, cùng với một ít lửa. Để có thể bắt lửa, gỗ cần đạt tới điểm cháy, khoảng 300 độ Celsius (570 °F).[28]
Khi chương trình MythBusters phát sóng kết quả cuộc thực nghiệm ở San Francisco tháng 1 năm 2006, kết luận được đưa ra là "busted" (không đúng) bởi độ dài thời gian và các điều kiện thời tiết lý tưởng cần có để sự cháy xảy ra. Họ cũng chỉ ra rằng bởi Syracuse hướng mặt phía đông ra biển, hạm đội La Mã sẽ phải bị tấn công vào buổi sáng để những chiếc gương có được độ hội tụ ánh sáng cao nhất. MythBusters cũng chỉ ra rằng các loại vũ khí quy ước, như tên lửa hay bát lửa từ máy phóng, có thể dễ dàng hơn nhiều để đốt cháy một con tàu ở những khoảng cách gần.[29]
 |
Tia chiếu của Archimedes |
Các phát minh và sáng tạo khác
Cicero (106–43 trước Công Nguyên) đã miêu tả Archimedes trong một đoạn ngắn trong cuốn đối thoại De re publica của mình, thể hiện một cuộc đối thoại tưởng tượng diễn ra năm 129 trước Công Nguyên. Sau khi Syracuse bị chiếm khoảng 212 trước Công Nguyên, Tướng Marcus Claudius Marcellus được cho là đã mang về thành Roma hai cơ cấu được dùng trong thiên văn học, thể hiện sự chuyển động của Mặt trời, Mặt Trăng và năm hành tinh. Cicero đã đề cập tới những cơ cấu tương tự do Thales của Miletus và Eudoxus của Cnidus thiết kế. Đối thoại nói rằng Marcellus giữ một trong hai thiết bị như của cải duy nhất của mình ở Syracuse, và hiến chiếc kia cho Đền Đức hạnh tại Roma. Cỗ máy của Marcellus, theo Cicero, đã được Gaius Sulpicius Gallus giới thiệu với Lucius Furius Philus, người miêu tả nó:
Đây là một đoạn miêu tả một mô hình vũ trụ hay cung thiên văn. Pappus của Alexandria nói rằng Archimedes đã có một bản viết tay (hiện đã mất) về việc chế tạo các cơ cấu đó với tựa đề Về việc chế tạo các Mặt cầu. Nghiên cứu hiện đại trong lĩnh vực này đã tập trung vào cơ cấu Antikythera, một thiết bị khác từ thời cổ đại có lẽ đã được thiết kế với cùng mục đích. Việc chế tạo các cơ cấu kiểu này đòi hỏi một sự hiểu biết tinh vi về bánh răng vi sai. Thiết bị này từng được cho là vượt khỏi phạm vi kỹ thuật của các thời cổ đại, nhưng việc phát hiện ra cơ cấu Antikythera năm 1902 đã xác nhận rằng các thiết bị kiểu đó đã được người Hy Lạp cổ đại biết tới.[37][38]
Subscribe by Email
Follow Updates Articles from This Blog via Email
1 Comments
Nhờ có Archimedes Và Các Phát Minh Sáng Tạo mà toán học cổ đại phát triển
Reply Delete