Гений из Сиракуз

Наверное, каждый со школьной скамьи помнит историю о греческом учёном, который выскочил голым из ванны и побежал по древней улице с криком: «Эврика! Эврика!» («Нашёл! Нашёл!») Это был Архимед, величайший математический ум древнего мира. Но сколько людей знают, что он был сицилийцем?
                                                     
И действительно, Архимед родился 23 века назад в городе Сиракузы (Siracusa по-итальянски), расположенном на юго-востоке Сицилии. Здесь же он прожил большую часть своей жизни, погибнув в возрасте 75 лет от руки римского центуриона. Почему же тогда грек? Дело в том, что Сиракузы при жизни Архимеда были греческим городом-государством, который занимал не последнее место в Европе. Цицерон даже назвал его «величайшим греческим городом и самым красивым из всех». Сегодня он входит в список Всемирного наследия ЮНЕСКО и, вероятно, обладает богатейшей историей по сравнению с любым другим уголком Сицилии. Без сомнения, Архимед Сиракузский был сицилийцем, а живи он по сей день, был бы итальянцем.

Долгая жизнь

Свидетельства о жизни Архимеда весьма скудны. Дата рождения учёного записана со слов византийского историка, а единственная полная биография, написанная его другом Гераклидом, была утеряна, оставшись лишь в виде отдельных легенд. Не известно даже, был ли Архимед за свою долгую жизнь хотя бы однажды женат и остались ли у него потомки. Вполне вероятно, что он получил качественное разностороннее образование, а значит, общался с ведущими педагогами Александрии и Египта.

Архимед был мыслителем и большую часть своей жизни посвятил математическим изысканиям. Как часто бывает, при жизни его работы не стали известны, но получили всеобщее признание несколько веков спустя. Копии его работ стали распространяться среди последователей и дали ощутимый толчок системам обучения и мировоззрения. Джереми Дамметт в своей новой книге «Сиракузы – город легенд» (2010 год) так пишет о математических работах Архимеда: «Его труд оказался невероятно важным, что делает Архимеда отцом-основателем современной математики, позиция его сопоставима с местом Платона в философии». Это высказывание – развитие его же мысли, высказанной в энциклопедии Британика: «Математические выкладки и доказательства Архимеда отличаются редкой смелостью и оригинальностью мысли с одной стороны и крайней строгостью с другой».
                                             
                                                                           Бюст Архимеда в Сиракузах

Ссылаясь на Архимеда как на «самого известного математика и изобретателя Древней Греции», Британская энциклопедия перечисляет те важные открытия, которые он успел совершить. Одно из самых значимых – устройство для подъёма воды, известное как «архимедов винт», который в некоторых странах достаточно широко используется и в наше время.

Архимед также был известен как выдающийся астроном. Его наработки использовал Гиппарх, а часть наблюдений и размышлений, представляющих интерес для астрономии, Архимед включил в свои трактаты. Например, Британская энциклопедия приводит гениальный метод определения диаметра Солнца, придуманный Архимедом.

В Сиракузах Архимед был довольно известной личностью. Во время осады города римлянами в 212 году до н. э. он построил настолько эффективные боевые машины, что они долгое время не давали захватчикам даже подступиться к стенам. В частности, среди машин были гигантские катапульты, способные метать снаряд массой до 75 килограммов. По легенде, тогда же учёный соорудил зеркала, направляющие пучок солнечного света на римские военные корабли и таким образом поджигающие их. Истории об этих невероятных свершениях, без сомнения, ещё долго будоражили воображение людей. В городе Уффици (Флоренция) в доме XVI века сохранились фрески, изображающие устройства Архимеда, использованные для защиты Сиракуз, в том числе и «поджигающее зеркало». А современные жители Сиракуз указывают на холм Кастелло Эуриало (Castello Eurialo) на окраине города как на место, откуда, по предположениям, Архимед поджигал римский флот.

Смерть настигла Архимеда в родном городе, который после двухлетней осады всё же не смог устоять против многочисленной римской армии. Плутарх писал, что увлечённый математической схемой учёный не обратил внимания на центуриона, присланного проводить его к римскому генералу Марцеллу, за что тот зарубил его. Командир был разъярён, когда узнал о смерти Архимеда, так как считал этого человека одной из самых больших ценностей захваченных Сиракуз. По преданию, тело математика упокоилось здесь же, в могиле под каменной плитой, на которую по завещанию учёного нанесли изображение цилиндра и вписанной в него сферы одинаковых высоты и диаметра. Определение их объёмов и площадей поверхностей как 3:2 Архимед считал наивысшим достижением своей жизни. Подлинность могилы вызывает большие сомнения у историков, но поклониться ей ежегодно приходят тысячи паломников и почитателей.

Великие открытия

Приведённый в начале статьи широкоизвестный случай из жизни Архимеда связан с внезапно обнаруженным им способом определять объёмы тел неправильной формы. Первым таким предметом стала корона Гиеро II, в которой учёный при помощи своего метода обнаружил примесь серебра. Гениальная идея посетила Архимеда во время приёма ванны, и, ликуя, он прямиком из неё бросился в лабораторию проверять теорию. Древние выкладки сиракузского учёного стали основой для многих современных законов гидростатики.

Винт Архимеда был изобретён для решения конкретной задачи: удаления воды из трюма корабля «Сиракузия» – крупнейшего судна классической древности. Позже приспособление применялось для подъёма жидких и сыпучих веществ. Первый в мире винтовой пароход был спущен на воду в 1839 году и был назван «Архимедом» в честь изобретателя гребных винтов.
                                              
                                                                   Винт Архимеда

Коготь Архимеда – одно из боевых орудий, созданных для обороны Сиракуз. Приспособление напоминало огромный кран с крюком, который, цепляя корабль, мог приподнять его, повредить или даже перевернуть. Проведённый в 2005 году масштабный эксперимент доказал работоспособность такого механизма.

Хотя рычаг не был изобретён Архимедом, именно он первым дал объяснение принципу его функционирования. Учёный также использовал сложную систему блоков для создания собственного одометра.

Очень много Архимед занимался математикой и добился в этой области впечатляющих результатов. Он пытался дать определение бесконечности, в своих исследованиях предвосхитив появление интегральных вычислений. При помощи метода исчерпывания Архимед вычислил наиболее точное для того времени значение числа пи.

Немалая часть сохранившихся работ Архимеда посвящена большим числам. Используя собственную систему множеств, он оценил число песчинок, какое потребовалось бы для заполнения нашей вселенной, в 8 вигинтиллионов (8 × 1063).

Тайна «лучей смерти»

«Поджигающее зеркало» по-прежнему привлекает умы исследователей, а его существование широко обсуждается в околонаучных СМИ. Подтверждение легенды в её первоначальном виде представляется задачей весьма сложной: для возникновения пламени необходимы идеально ясная и солнечная погода, неподвижность корабля и отсутствие каких бы то ни было препятствий на пути луча достаточно продолжительное время. Поэтому появились предположения, что Архимед использовал паровую пушку с зажигательными снарядами либо слепил зеркалами моряков. В июне 2010 года в Сиракузах даже прошло трёхдневное совещание, посвящённое достижениям античного учёного. В нём приняли участие профессора математики, инженерного дела, истории и естественных наук университетов Кассино (Италия) и Патры (Греция). Результаты конференции были объединены в книге, названной «Гений Архимеда: 23 века влияния на математику, естественные науки и технику». Среди статей, вошедших в это издание, следует отметить такие темы: влияние Архимеда на Леонардо да Винчи, Галилео, Ньютона и других выдающихся учёных; изучение правдивости легенд, связанных с изобретениями и открытиями Архимеда; как жизнь и деятельность Архимеда отразились на развитии преподавания естественных наук и математики.

Память потомков

Очевидно, что технические идеи Архимеда живы и в современном мире, хотя его наследие и не ограничивается исключительно научной сферой. Знаменательно, что именем учёного была названа прекрасная уютная площадь в историческом центре Сиракуз. Её центр украшает фонтан, изображающий Диану-охотницу в окружении служанок, сирен и тритонов. Площадь Архимеда – настоящее сердце и душа города.

                                      
                                        Фрагмент фонтана на площади Архимеда. Фото Adam Klekotka

Музей-парк Архимеда (Tecnoparco Archimede) (http://www.tecnoparco-archimede.com/) позволяет войти в контакт с самым известным сыном Сиракуз через его изобретения, сделавшие его известным среди соплеменников. В музее представлены детализированные репродукции боевых машин и других устройств, созданных Архимедом.

Сиракузы вошли в список Всемирного наследия ЮНЕСКО в 2005 году. Комитет ЮНЕСКО признал важность не только архитектурных памятников, но и культурное наследие древнего города, важную часть в которое внёс и Архимед Сиракузский.