Один из величайших древнегреческих ученых – Архимед (ок. 287-212 гг. до н.э.) родился в Сиракузах (Сицилия). Его отец, астроном Фидий, был родственником сиракузского царя Гиерона. Архимед получил прекрасное образование в Александрии, где еще в третьем веке до н.э. был образован мусейон (от греч. museion – храм муз), игравший роль одновременно музея и центра научной школы. Мусейон был связан с афинским Ликеем, организованным Аристотелем. Во времена Архимеда Александрийский музей был крупнейшим научным центром античного мира, и ученый не порывал с ним связь до конца своих дней.

После возвращения на родину Архимед стал советником и приближенным царя Гиерона. По преданию Гиерон, подозревая ювелира в обмане при изготовлении золотой короны, поручил своему родственнику открыть обман и доказать, что в короне слишком много примеси серебра. Архимед долго трудился над решением этой задачи, пока, наконец, случайно во время купания не открыл свой основной гидростатический закон, сформулированный в бессмертный принцип: “Всякое тело при погружении в жидкость теряет в своем весе столько, сколько весит вытесненная им жидкость”.

Придя от своего открытия в восторг, голый Архимед с криками “Эврика! ” (я нашел) побежал из купальни домой, чтобы проверить свою теорию, которая блестяще подтвердилась. Мы не заем доподлинно, как закончилось для придворного ювелира расследование ученого, но закон Архимеда известен сейчас любому школьнику.
С детства подружившись с миром чисел, Архимед всю жизнь не переставал восхищаться строгой логикой их вечных законов, по сравнению с которыми законы людей так несовершенны и преходящи.

Он предавался своим исследованиям с таким самопожертвованием, забывая ради них про жизненные потребности до такой степени, что рабы вынуждены были заставлять его воспользоваться их услугами. Архимед забывал о пище, подолгу небывал в бане и готов был делать чертежи везде: на песке, в пыли, даже на собственном теле.
Легенда гласит, что и в момент гибели, когда римляне осенью 212 г. до н.э. взяли его родной город Сиракузы и предавались грабежу, великий ученый сидел на посыпанном песком полу своего дома и чертил геометрические фигуры. Он заканчивал расчеты, когда на чертежи легла тень солдата. Ученый встретил победителя словами: “Не трогай моих фигур!” (Noli turbare circulos meos!) В ответ сверкнул короткий меч – гордость римских легионеров.

Трудно переоценить вклад Архимеда в сокровищницу человеческих знаний. Он был величайшим из математиков древности. Многие из его открытий в области геометрии не дошли до нас, но и тех, о которых мы знаем, достаточно, чтобы обессмертить его имя Архимед разработал интегральные методы, использовавшиеся математиками вплоть до создания Лейбницем и Ньютоном интегрального исчисления. Он предложил способы вычисления поверхностей и объемов сложных фигур, основанные на рассмотрении более простых (кругов, цилиндров, шаров). В частности, он установил, что объем шара составляет 2/3 объема цилиндра, в который этот шар вписан. Это открытие он так ценил, что завещал иметь эпитафием на своей могиле шар, вписанный в цилиндр.

Архимед определил значение числа  π, придя к выводу, что значение  π не может быть меньше З+10/71 и больше 3+10/70. Он ввел понятие центра тяжести – основы статики Архимеда – и разработал методы его определения для различных тел, математически вывел закона рычага и был так уверен в правильности своих выводов, что однажды сказал: “Дайтемне точку опоры, и я подниму земной шар”.

В астрономо-вычислительном трактате “Псаммит” Архимед определил число песчинок во вселенной, полагая ее замкнутой и ограниченной сферой. Он дал размеры (неточные по сравнению с современными данными, но вспомните, когда это было) Земли, Солнца и расстояние между ними. В этом трактате Архимед описал прибор для определения видимого диаметра Солнца, который можно считать первой известной из литературы научно-измерительной установкой.

Научная деятельность Архимеда тесно связана с практикой. Его открытия использовались, по существу, во всей машинной технике того времени, в частности, при создании блоков и лебедок для подъема тяжестей, зубчатых передач, ирригационных и военных машин. Ему приписывают около 40 изобретений в области практической механики. Не все они описаны его биографами и комментаторами, и некоторые известны лишь по названию.

“Архимедов винт” (“улитку” – устройство для подъема воды на более высокий уровень ученый изобрел для осушки залитых Нилом местностей и поливки полей. По существу это первая известная конструкция шнекового насоса – родоначальника всех насосов. Он состоял из вала, обвитого обшитой просмоленной тканью спиралью, установленного в наклонной трубе; конец которой погружен в воду. Вода по враш ющеиуся винту поднималась в трубе на высоту 34 и. Винт имел преимущество перед поршневым насосом, поскольку мог работать и в загрязненной воде (например, илом, как в Ниле). Усилий одного человека было достаточно для того, чтобы вращать это устройство. Можно использовать и двигатель, например, ветряной, как у мельницы (рис.1, на котором показаны 1 – двигатель; 2 – винт; 3 – труба).

“Архимедов винт” послужил прототипом многих изо бретенмй. Гидравлические машины средневековья часто делались со спиральными насосами, сконструированными по принципу, разработанному Ацхимедом. Устройство первого в России осевого насоса, сконструированного А А. Саблуковым в 1836 г., показано на рис.2, где 1 – рабочее колесо; 2 – лопасти; 3 – выправляющий аппарат; 4 – корпус. Не правда ли, похожий принцип? Ведь лопасти насоса тоже имеют спиралевидную форму.

Архимед предложил различные системы рычагов, блоков, полиспастов и винтов для подъема больших тяжестей. “Архимедов рычаг” и полиспаст практически не изменились с тех времен, широко используются в различных машинах, механизмах и как средство малой механизации в нашей повседневной жизни. Полиспаст (от греч. polyspastos – натягиваемый многими веревками) – устройство из нескольких подвижных и неподвижных блоков, огибаемых канатом или цепью (рис.3). Вес поднимаемого груза распределяется на несколько ветвей каната, поэтому к тяговому юнцу его можно прикладывать достаточно малое усилие. Сохранилось предание о том, что на глазах у правителя Сиракуз Архимед, воспользовавшись сложным устройством из полиспастов и рычагов, в одиночку спустил на воду корабль.

Во время второй Пунической войны Архимед посвятил себя инженерной организации обороны Сиракуз. Под его руководством были сделаны разработанные им военные машины, иг позволившие римлянам взять город штурмом и заставившие их перейти к блокаде. Полибий, а позднее Ливии и Плутарх сообщают, что во время обороны Сиракуз Архимед подымал и опрокидывал вражеские корабли с помещаю специально сконструированной хелезной “лапы”. По свидетельству древних историков, Архимед сжег римский флот. По одной версии он построил для этого громадные “зажигательные стекла”, по другой – с помощью воинов, несших зеркала, сфокусировал отраженные солнечные лучи на римских галерах.

До недавнего времени эти сведения считались только легендой, показывающей, что гений Архимеда стоил целой армии врагов. Изучив исторические труды, греческий инженер Иоаннис Саккас решил доказать, что это было возможно. Он сфокусировал 50 плоских бронзовых зеркал на небольшой лодке. Через несколько секунд она задымилась, а к концу второй минуты запылала ярким пламенем. Даже этот опыт с использованием плоских зеркал без параболического (а Архимед мог его использовать) доказывает, что античные историки придерживались истины.

Сохранились свидетельства, что Архимед знал силу водяных паров и пытался использовать ее в орудиях своего века (метательных машинах), а еще до второй Пунической войны (около 230 г. до н.э.) создал медную пушку, стреляющую каменными ядрами с помощью пара.

Несмотря на упорное и прекрасно организованное сопротивление, Сиракузы под натиском легионов Марка Клавдия Марцелла, наконец, пали, и великий ученый был убит.
Из покоренных Сиракуз Марцелл увез два трофея, похищенных у Архимеда из его дома-лаборатории. Один из них – шар, на котором были выгравированы или нарисованы звезды и созвездия. Эта “звездная сфера” была значительно старше самого Архимеда. Цицерон считал, что ее создали знаменитые геометры Фалес и Евдокс Марцел отдал ее в храм Добродетели. Второй трофей он оставил себе. Это было творение самого Архимеда: планетарий – механическая модель, которая показывала движение Солнца, Луны и планет, если смотреть на них с Земли. Цицерон писал, что невозможно представить себе тот человеческий гений, который способен построить такую модель.

Никаких “вещественных доказательств” от планетария Архимеда не сохранилось. И вот в начале XX в ловцы губок обнаружили на дне Эгейского моря возле острова Антикифера обломки корабля, ушедшего в плавание в конце первого века до н.э. Бои найден ящичек, в котором находились остатки какого-то механизма. По названию острова его назвали Антикиферой (Anti-kythera). Понадобилось более полувека, чтобы очистить находку от морских наслоений и понять, что это шестереночный механизм, структура которого столь же сложна, как устройство современных механических часов, и, наконец, что это первая в истории навигационная машина.

Ее чертежи восстановлены, и историк из Йельского университета Дерек де Солла Прайс подтвердил, что это – древний планетарий. Положение небесных тел показывалось циферблатами на его лицевой стороне. Де Солла утверждает, что механизм Антикиферы выполнен в архимедовой традиции, и планетарий Архимеда был его предтечей. Он дале называет его “календарным компьютером”. Значит, Архимед еще и первый в истории приборостроитель.
Его могила возле Сиракуз затеряна. Ее отыскал и видел последним Цицерон (он был квестором Сицилии) через 150 лет после гибели великого ученого. На могильном камне был выбит шар, вписанный в цилиндр, – символ непреходящих истин…

Журнал “Конструктор” №2-01г.