ریاضی،پایه علوم

Archimedesارشمیدس

(۲۱۲ق.م- ۲۸۷ق.م)

اگر کسی بتواند آن چه را که رخ می دهد ببیند و آن چه که می بیند درک کند و با دانش به اکتشاف های تازه ای دست بزند یک دانشمند است.ارشمیدس وارد حمام شد و نتها حمام گرفت بلکه خاصیتی را در فیزیک کشف کرد که بعدها نام آن را "وزن مخصوص"گذاردند.

ارشمیدس به سال ۲۸۷پیش از میلاد در شهر سیراکوس واقع در جزیره سیسیل یونان به دنیا آمد. پدرش فیدیاس از اخترشناسان معروف یونانی بود.ارشمدس در مدرسه ریاضی اسکندریه که در آن زمان از مراکز تعلیم و تربیت یونان بود به تحصیل پرداخت.استادش  سنون سامون از پیروان مکتب اقلیدس بود.

ارشمیدس بیشتر زندگی اش را صرف مطالعه علوم فلسفه و ریاضی کرد. در آن روزها یونانی ها کارهای عملی را نوعی حقارت و کسر شان می دانستند و به آن ها اهمیتی نمی دادند.گروهی از دانشمندان عقیده دارند که ارشمیدس پیش از این که آزمایش های فیزیکی را به صورت رابطه های ریاضی در آورد آن ها را می آزموده است.او همیشه عادت داشت که نتیجه آزمایش ها را ثبت کند.از نوشته هایش چنین برمی آید که بسیاری از اکتشاف های خود را بمورد عمل در آورده است.

تاریخ نشان می دهد که او بیشتر آزمایش هایش را روی وزن مخصوص اجسام انجام می داده،که هنوز هم به قانون ارشمیدس معروف است.می گویند که روزی "هرون دوم" پادشاه وقت دستور داد تاج تازه ای از طلا برایش بسازند. زرگری که برای این کار انتخاب شده بود تاجی ساخت که وزن آن با وزن طلایی که پادشاه داده بود یکسان بود. این امر موجب سوءظن پادشاه شد و با خود پنداشت که ممکن است زرگر مقداری از طلا را با نقره مخلوط کرده باشد.

از خیلی پیش همه می دانستند که اجسام مختلف دارای وزن های مختلف هستند. مثلا وزن یک واحد مکعب طلا از وزن یک واحد مکعب نقره بیشتذ است.برای روشن شدن این مساله همه به فکر فرو رفتند.قرار شد محلولی انتخاب شود و تاج را در آن ذوب کنند و به صورت قالب مکعب در آورند. چنان چه وزن این مکعب از وزن مکعب طلای هم اندازه اش کمتر بود معلوم می شود که زرگر مقداری از طلا را با نقره مخلوط کرده و بقیه طلای پادشاه را دزدیده است. اما اشکال این کار این جا بود که تاج در این محلول از بین می رفت و لازم بود که مقدار طلا بدون این که صدمه ای به تاج وارد شود بدست آید.پادشاه به ارشمیدس دستور داد تا این مساله را رسیدگی کند و راه حلی برای آن بیابد.

ارشمیدس حمامی از آب اختیار کرد و وارد آن شد. طبعا سطح آب بالا آمد.هرچه بیشتر در آّب فرو رفت سطح آب هم بالاتر آمد.از این آزمایش نتیجه گرفت که حجم هر جسم نا منظم را می توان با این روش تعیین کرد.ارشمیدس تاج را به درون ظرف آبی فرو برد و آبی را که از ظرف بیرون می ریخت به داخل ظرف دیگری ریخت.حجم این مقدار آّب بایست با حجم تاج یکی باشد در حالی که آزمایش خلاف آن را ثابت کرد. یعنی وقتی طلایی هم حجم آب پیدا کرد و آن را وزن کرد وزن آن با وزن تاج فرق داشت. به این ترتیب زرگر مقصر شناخته شد و به کیفر عملش رسید. امروز دانشمندان وزن حجم معینی از یک جسم را با وزن آب هم حجمش مقایسه کرده اند و آن را وزن مخصوص جسم نهاده اند.

وقتی که ارشمیدس وارد حمام شد گفت که آب او را بالا نگاه داشته بود و او سعی می کرد که همچنان شناور بماند. بعد از این آزمایش ارشمیدس نتیجه گرفت که بعضی از اجسام مانند چوب پنبه در آب فرو نمی روند و روی آب شناور می مانند.ارشمیدس مطالعات زیادی روی اجسام شناور و غوطه ور انجام داد و دست آخر نظریه اش را به این صورت بیان داشت:"هرگاه جسمی در مایعی قرار گیرد،تحت تاثیر نیرویی برابر با وزن مایع جا به جا شده شناور می ماند."