Blog – Prof. Gheorghe Manolea

Personalități din știință și tehnică.

Arhimede, între legendă şi adevăr.

Azi, la emisiunea „Personalități din știință și tehnică”, o să vă povestesc despre Arhimede, personalitate care a trăit înainte de nașterea lui Iisus Hristos.

În  episoadele acestei emisiuni v-am prezentat personalități  care au trăit în vremurile apropiate de noi, în era noastră,  unele chiar în secolele prinse de mulți dintre noi, adică scolul XX, care a început la 1 ianuarie  1901, sau secolul XXI, care a început  la 1 ianuarie 2001.

Istoria științei și tehnicii consemnează activitatea multor personalități care s-au născut înaintea erei noastre. Conform calendarului gregorian, numărătoarea anilor a început cu nașterea lui Iisus Hristos și desemnează „era noastră”, iar evenimentele petrecute înainte de nașterea lui Hristos sunt plasate „înaintea erei noastre”. Una dintre pesonalitățile născute înaintea erei noastre a fost Arhimede.

Arhimede s-a născut în jurul anului  287 îHr, în Siracuza  unul dintre cele mai prospere oraşe ale Siciliei, atunci sub stăpânirea  grecilor. De aceea Arhimede este considerat savant grec.Mai trebuie spus  că  doar cu 38  de ani înainte murise pe neaşteptate Alexandru Macedon , iar imperiul creat de el s-a divizat în trei. Partea care cuprindea Sicilia era condusă de Seleucus, iar Siracuza era guvernată de Hieron al II-lea.Tatăl lui Arhimede, astronomul Phidias,  era rudă cu regele Hieron, iar familiile lor erau în realţii foarte bune. Încă din copilărie a lucrat cu tatăl său, Phidias, şi a învăţat să lucreze cu instrumente astronomice, să facă observaţii astronomice.Situaţia financiară şi socială i-a permis să acumuleze multe cunoştinţe încă din perioada copilăriei. În vremea aceea oraşul Alexandria din Egipt era în plină înflorire intelectuală, era centrul culturii elene. Atras de faima  Bibliotecii din Alexandria, care conţinea peste 700.000 de volume, Arhimede  vine în acest centru  intelectual şi începe să studieze, alături de alţi prieteni, „Elementele lui Euclid”. Avea 20 de ani. Deşi profesorii şi colegii săi considerau că matematica  nu trebuie să fie aplicată, Arhimede era atras aspectele practice. Se pare că acesta a fost unul dintre motivele pentru care, după câţiva ani, s-a reîntors la Siracuza, pentru a se ocupa atât de aspectele abstracte ale matematicii dar şi de aplicaţiile acesteia. Alexandria este  situată în delta Nilului. Câmpiile erau mănoase, dar lipsa apei făcea ca, unoeri, recoltele să fie slabe. Aşa i-a venit ideea să  aplice  cunoştinţele despre spirale şi să construiască un şurub cu care să ridice apa, cunoscut în zilele noastre sub numele de şurubul lui Arhimede.

            Din studiul “Elementelor”, Arhimede a aflat modul în care Euclid a  calculat numărul π . Ştia deja că circumferinţa unui cerc este cu ceva mai mare decât diametrul său înmulţit cu trei. Vroia să calculeze şi aria cercului. A observat că un cerc  putea să fie înscris şi circumscris în acelaşi tip de poligon regulat. A observat că un poligon cu un număr mare de laturi poate fi asemănat cu un cerc. Ştia să calculze  aria poligoanelor regulate. Din aproape în aproape a ajuns la un poligon cu 96 laturi pe care la  înscris şi, respectiv, la circumscris aceluiaşi cerc. A calculat suprafaţa acestora şi a formulat ipoteza că suprafaţa cercului este media suprafeţelor celor două poligoane. A observat apoi că suprafaţa cercului este 3,14 R² . Aşadar, descoperise valoarea numărului π. Iar metoda  de cercetare aplicată de Arhimede s-a numit, mai târziu, metoda aproximărilor succesive. De aici a fost doar un pas până la formularea relaţiei dintre circumferinţa cercului şi raza sa : L = 2 πR .

            Copilul Arhimede  a lucrat cu instrumentele astronomice ale tatătului său şi ca, orice copil, a rămas cu pasiunea pentru studiul cerului. Se presupune ca la Alexandria s-a ocupat, în primul rând, de astronomie pentru a putea continua  activitatea tatălui său. Şcoala astronomică din Alexandria  susţinea folosirea metodelor experimentale aşa că, Arhimede  şi-a construit un aparat pentru  măsurarea diametrului Soarelui. A calculat principalele mărimi legate de Soare, Lună, planete şi stelele fixe. A  construit  un model fizic al sistemului solar, un planetarium, cum îi  spunem noi azi. Era o sferă din cupru  care, acţionată cu mâna sau hidraulic, reproducea fazele Lunii, mişcarea Soarelui şi a planetelor, eclipsele de Soare şi de Lună. Modelul  era  atât de fascinant încât, spune istoria, a fost singurul trofeu pe care  Marcellus l-a luat din Siracuza cucerită de el.

            Deşi Silicia  a fost implicată în Primul Război Punic, Siracuza a fost ocolită de lupte. Arhimede şi-a continuat cercetările  privind echilibrarea greutăţilor pe un cântar. Istoria spune că se întreba adesea: „Dacă am o greutate mare şi o greutte mică, unde să plasez punctul de sprijin  al unei pârghii astfel încât să le echilibrez?” . A găsit soluţia  şi a postulat,   în lucrarea  „Pincipiul pârghiei”  că dacă se dă un pilon lung , care se  sprijină pe un suport, se poate deplasa un obiect  cu o greutate practic infinită. Aşa a ajuns să spună “Daţi-mi un punct de sprijin şi voi mişca Pământul din loc”. A aflat şi regele Hieron al II-lea, rudă şi prieten cu Arhimede, care i-a cerut  să-şi dovedească afirmaţia. Tocmai se terminase  construirea corăbiei Syracusia, de 4.200 de tone, pe care regele Hieron al II-lea o pregătise cadou pentru regele Egiptului .Istoria spune că Arhimede a construit un sistem de pârghii şi scripeţi cu care a reuşit să împingă singur în mare corabia . Acest experiment a făcut ca încrederea  regelui în Arhimede  să crească şi mai mult.

            O să vă povestesc, stimați ascultători, cu a rezolvat  Arhimede o problemă  primită de la Regele Hieron.

            Istoria spune că Regele Hieron al II-lea şi-a comandat o coroană de aur. Le-a dat meşterilor bijutieri bucăţi de aur cântărite cu atenţie. La final a cântărit şi coroana. Aceiaşi greutate. Totuşi, sfetnicii lui îi şoptiseră că bijutierii obişnuiesc  să înlocuiască aurul cu argintul, în cantităţi egale. Nu ştia cum să scape de această bănuială, aşa că la chemat pe Arhimede şi i-a cerut să rezolve  dilema. Mult timp a căutat soluţia până când, într-o zi, mergând la baie  a observat că volumul de apă dislocat  din cadă depinde o volumul persoanei: la copii, un volum mai mic,  la cei corpolenţi , un volum mai mare. Atunci ar fi strigat „Evrika” , „Am găsit”. S-a dus la rege şi a pus într-un vas cu apă coroana. A măsurat apa dislocată. Apoi, în acelaşi vas a pus bucăţi de aur care aveau greutatea coroanei. Pe Arhimede nu l-a interesat ce s-a întâmplat cu bijutierii : el descoperise un principiu  şi s-a grăbit să-l scrie în lucrarea „Despre corpurile plutitoare”.

            Acum, stimați ascultători, o altă poveste  legată de moartea lui Arhimede.

            În anul 218 îHr a început al doilea război punic. Zilele liniştite ale Siracuzei au trecut. Siracuza a fost  încercuită şi atacată pe mare şi uscat. A rezistat timp de trei ani , graţie armelor imaginate de Arhimede. Catapulte grele capabile să arunce stânci mari peste navele ancorate în larg. Catapulte mai mici şi aruncătoare de săgeţi pentru lupta pe uscat cu infanteria. Oglinzi curbate  care, concentrând razele soarelui au incendiat corăbiile asediatoare.  După trei ani,  în noaptea care urmat festivalului dedicat zeiţei Artemis, noapte în care vigilenţa asediaţilor a scăzut aproape de tot, aramata romană a intrat în Siracuza şi a pus stăpânire pe oraş. Arhimede avea 75 de ani şi, ca de obicei îşi vedea ,absorbit, de cercetările sale. Un soldat a călcat, din neatenţie, peste  cercurile desenate de Arhimede. Acesta l-a apstrofat, iar soldatul  l-a ucis cu  sabia pe marele savanat Arhimede.

            Așadar, stimați ascultători,  v-am prezentat episodul intitulat „Arhimede între legendă și adevăr”. Folosesc  adesea aceste „legende” în lecțiile mele pentru a sensibiliza audioriul, studenți sau masteranzi și pot spune că efectul este, de fiecare dată, pozitiv. O lecție poate fi însoțită  de o „legendă” care, spusă cu tâlc, crează sinapse utile în procesul de învățare.

Ca de obicei, la finalului episodului fac o  sugestie prin care, un ascultător interesat, să-și consolideze informațiile despre  subiectul sau personalitatea prezentată. Vă sugerez să refaceți experimentul lui Arhimede cu scufundarea corpurilor în apă. Pregătiți o pârghie  având punctul de sprijin la mijloc, ca la cântarele cu două talere. Legați la capete două obiecte  cu greutăți egale dar din materiale diferite. Scufundați pârghia într-un vas cu apă și observați cum se înclină.

      Mențiune.

            Emisiunea „Personalități din știință și tehnică” este difuzată la Radio Sud, pe frecvența 97,4 MHz FM, https://radio-online-romania.com/sud-fm, și  on line  radiosud.ro (ASCULTĂ LIVE), de luni până vineri, la ora 21:00.