Archimedes là một nhà bác học người Hy Lạp vĩ đại nhất trong lịch sử thế giới cổ đại. Những phát minh to lớn của ông cho khoa học từng có sức ảnh hưởng quan trọng đối với các nhà khoa học trong thời kỳ Phục hưng và vẫn còn nguyên giá trị, cũng như được ứng dụng cho đến ngày nay như ròng rọc, đòn bẩy, vít Archimedes,...
1. Cuộc đời và những phát minh của Archimedes
Archimedes (khoảng 287-212 TCN) là một nhà toán học, nhà vật lý, kỹ sư, nhà phát minh và là nhà thiên văn học người Hy Lạp sinh ra tại thành phố Syracuse trên đảo Sicily, có cha là nhà thiên văn học và toán học Phidias.
Khi lớn lên, ông đến Ai Cập để học tại Alexandria - nơi được thành lập bởi Alexander Đại đế. Sau đó, ông trở lại Syracuse để để nghiên cứu và làm việc cho Vua Hiero II (270-215 TCN) với tư cách là một kỹ sư, một nhà phát minh và người giải quyết vấn đề.
Archimedes đã sử dụng tài năng thiên bẩm của mình để tạo ra những phát minh hữu ích. Một trong những phát minh nổi tiếng của ông là vít Archimedes. Nó là một hình trụ bao quanh một lưỡi xoắn có hướng quay lên trên. Khi đặt một đầu của hình trụ xuống nước và quay tay, nước sẽ được hút từ nơi thấp lên nơi cao hơn. Phát minh này hiện nay vẫn còn được sử dụng để chuyển nước từ các vùng thấp đến các mương tưới tiêu.
Archimedes còn được công nhận rộng rãi vì nghiên cứu ra định luật thủy tĩnh hay còn được gọi là Nguyên tắc Archimedes. Nó được phát minh khi Archimedes được Vua Hiero yêu cầu xác minh độ tinh khiết của chiếc vương miện bằng vàng bởi vì nhà vua nghi ngờ rằng nó là hỗn hợp của vàng và bạc.
Archimedes đã phát hiện ra định luật thủy tĩnh khi đang ở trong bồn tắm, ông nhận ra rằng thể tích của nước bị dịch chuyển tương đương với thể tích của cơ thể bị nhấn chìm. Thông qua đó, ông tính toán được khối lượng riêng của vương miện vì ông có thể tính dựa trên thể tích của nước bị dịch chuyển (Nhiều người cho rằng thí nghiệm xác minh độ tinh khiết của vương miện theo câu chuyện này là hư cấu vì các dụng cụ đo lúc bấy giờ không đủ chính xác để đo sự khác biệt thể tích khá nhỏ của chiếc vương miện và khối lượng vàng tương đương).
Phát hiện trong bồn tắm này là cơ sở để phát biểu nguyên lý lực đẩy của chất lỏng có độ lớn tương đương và hướng ngược lại với vật thể nhúng trong, còn gọi là lực đẩy Ác si mét. Ngày nay tất cả tàu thuyền khi thiết kế đều phải tính lực đẩy Ác si mét.
Archimedes còn là người đã lý giải nguyên tắc hoạt động của đòn bẩy qua câu nói khá nổi tiếng: “Hãy cho tôi một điểm tựa, tôi sẽ nhấc bổng cả Trái Đất.”
Khi Syracuse bị người La Mã tấn công, ông đã phát minh Móng vuốt của Archimedes - một cơ chế giống như cần cẩu với một cái móc ở một đầu có thể tiêu diệt tàu địch. Khi tàu La Mã đến gần, cần trục sẽ lao xuống và lật úp con tàu hoặc nhấc nó lên để lao vào một chiếc khác. La Mã đã bị tổn thất nặng nề do phát minh này của Archimedes.
Vẫn trong cuộc chiến với người La Mã, Archimedes đã phát minh ra Tia nhiệt - liên quan đến việc tập trung nhiều gương về phía mặt trời và để chúng phản chiếu với tàu địch, khiến tàu địch bốc cháy. Tuy nhiên, phát minh này đã có nhiều tranh cãi từ các học giả khác nhau rằng nó sẽ không khả thi trên thực tế để một phát minh như vậy hoạt động.
Các hệ thống phòng thủ của Archimedes đã ngăn chặn quân La Mã một cách hiệu quả trong hai năm cho đến khi thành phố Syracuse bị chiếm vào năm 212 TCN. Archimedes đang tập trung làm một số tính toán trên bãi biển thì ông bị một người lính của quân địch đưa ông đến gặp vị tướng La Mã. Archimedes từ chối và nói với người đàn ông rằng: "Đừng làm phiền các vòng kết nối của tôi" (ám chỉ sơ đồ ông đã vẽ trên cát).
Người lính La Mã nổi giận và giết Archimedes. Ông được chôn cất trong một lăng mộ công phu trong thành phố. Ngôi mộ được cho là đã trang trí bằng tác phẩm điêu khắc hình cầu và hình trụ, là trọng tâm của tác phẩm nổi tiếng cùng tên của Archimedes, tôn vinh một trong những bộ óc vĩ đại nhất thời cổ đại.
Xem thêm: Câu chuyện cuộc đời của nhà khoa học vĩ đại Isaac Newton
2. Những đóng góp của Archimedes trong lĩnh vực toán học
Archimedes đã có nhiều đóng góp vô cùng to lớn trong toán học. Cụ thể, ông là người đã tìm ra:
- Công thức tính diện tích và thể tích hình lăng trụ và hình cầu.
- Số thập phân của số Pi. Năm 250 TCN, ông chứng minh rằng số Pi nằm giữa 223/7 và 22/7.
- Phương pháp tính gần đúng chu vi vòng tròn từ những hình lục giác đều nội tiếp trong vòng tròn.
- Những tính chất của tiêu cự của Parabole.
- Tính diện tích parabol bằng cách chia ra thành tam giác vô tận.
- Những dạng đầu tiên của tích phân.
Archimedes còn viết một số tác phẩm về toán học như:
- Phép cầu phương của hình Parabol
- Hình cầu và khối cầu cho Toán. Tác phẩm này xác định diện tích hình cầu theo bán kính, diện tích bề mặt của hình nón từ diện tích mặt đáy của nó.
- Hình xoắn ốc (đó là hình xoắn ốc Acsimet, vì có nhiều loại xoắn ốc)
- Hình nón và hình cầu (thể tích tạo thành do sự xoay tròn của mặt phẳng quanh một trục (surface de révolution), những parabole quay quanh đường thẳng hay hyperbole
- Tính chu vi đường tròn (Ông đã cho cách tính gần đúng của con số Pi mà Euclide đã khám phá ra.
- Sách chuyên luận về phương pháp để khám phá Toán học. Sách này chỉ mới được khám phá ra vào năm 1889 tại Jérusalem.
- Về trọng tâm và những mặt phẳng: đó là sách đầu tiên viết về trọng tâm barycentre (ý nghĩa văn chương là “tâm nặng”).
Xem thêm: 36 câu nói hay của Marie Curie - Nữ khoa học gia vĩ đại nhất
3. Những câu nói hay của Archimedes
Bên cạnh những phát minh vĩ đại trong lĩnh vực khoa học, Archimedes còn để lại cho đời những câu danh ngôn bất hủ sống mãi theo thời gian.
1. "There are things which seem incredible to most men who have not studied Mathematics."
Tạm dịch: Có những điều dường như không thể tin được đối với hầu hết những người không học Toán.
2. "Man has always learned from the past. After all, you can't learn history in reverse!"
Tạm dịch: Con người luôn học hỏi từ quá khứ. Rốt cuộc, bạn không thể học ngược lại lịch sử!
3. "Those who claim to discover everything but produce no proofs of the same may be confuted as having actually pretended to discover the impossible."
Tạm dịch: Những người tuyên bố khám phá mọi thứ nhưng không đưa ra được bằng chứng tương tự có thể bị nhầm lẫn là đã thực sự có ý định khám phá điều không thể."
4. "Rise above oneself and grasp the world."
Tạm dịch: Vượt lên trên chính mình và nắm bắt thế giới.
5. "Many people believe that the grains of sand are infinite in multitude ...others think that although their number is not without limit, no number can ever be named which will be greater than the number of grains of sand."
Tạm dịch: Nhiều người tin rằng các hạt cát là vô số ... những người khác cho rằng mặc dù số lượng của chúng không phải là không có giới hạn, nhưng không có con số nào có thể được đặt tên mà sẽ lớn hơn số lượng hạt cát.
6. "Eureka!"
Tạm dịch: Tôi đã tìm thấy nó!
7. "Mathematics reveals its secrets only to those who approach it with pure love, for its own beauty."
Tạm dịch: Toán học chỉ tiết lộ bí mật của nó cho những ai tiếp cận nó với tình yêu thuần khiết, vì vẻ đẹp của chính nó.
8. "The perimeter of the earth is about 3,000,000 stadia and not greater."
Tạm dịch: Chu vi của trái đất là khoảng 3.000.000 stadia và không lớn hơn.
9. "The diameter of the earth is greater than the diameter of the moon and the diameter of the sun is greater than the diameter of the earth."
Tạm dịch: Đường kính của trái đất lớn hơn đường kính của mặt trăng và đường kính của mặt trời lớn hơn đường kính của trái đất.
10. "Give me a place to stand, a lever long enough and a fulcrum. I can move the Earth"
Tạm dịch: Hãy cho tôi một chỗ để đứng, một chiếc đòn bẩy đủ dài và một điểm tựa. Tôi có thể di chuyển Trái đất.
Xem thêm: Những câu nói hay, danh ngôn bất hủ của "Hoàng tử toán học" Carl Gauss
11. "I am persuaded that this method [for calculating the volume of a sphere] will be of no little service to mathematics. For I foresee that once it is understood and established, it will be used to discover other theorems which have not yet occurred to me, by other mathematicians, now living or yet unborn."
Tạm dịch: Tôi bị thuyết phục rằng phương pháp này [để tính thể tích của một khối cầu] sẽ không có ích lợi gì cho toán học. Vì tôi thấy trước rằng một khi nó được hiểu và thiết lập, nó sẽ được sử dụng để khám phá các định lý khác chưa được xảy ra với tôi, bởi các nhà toán học khác, hiện đang sống hoặc chưa được sinh ra.
12. "How many theorems in geometry which have seemed at first impracticable are in time successfully worked out!"
Tạm dịch: Có bao nhiêu định lý trong hình học thoạt đầu tưởng như không thể thực hiện được đã thành công trong thời gian!
13. "Noli, obsecro, istum disturbare! "
Tạm dịch: Đừng làm phiền vòng kết nối của tôi!
14. "He who knows how to speak, knows also when."
Tạm dịch: Anh ấy là người biết khi nào cần nói và nói như thế nào là hợp lý.
15. "The shortest distance between two points is a straight line."
Tạm dịch: Khoảng cách ngắn nhất giữa hai điểm là một đường thẳng.
16. "Fellow, stand away from my diagram."
Tạm dịch: Đồng đạo, đứng cách xa sơ đồ của tôi.
17. "The center of gravity of any parallelogram lies on the straight line joining the middle points of opposite sides."
Tạm dịch: Trọng tâm của bất kỳ hình bình hành nào nằm trên đường thẳng nối các điểm giữa của các cạnh đối diện.
18. "It follows at once from the last proposition that the centre of gravity of any triangle is at the intersection of the lines drawn from any two angles to the middle points of the opposite sides respectively."
Tạm dịch: Ngay lập tức từ mệnh đề cuối cùng rằng trọng tâm của bất kỳ tam giác nào cũng nằm tại giao điểm của các đường thẳng được vẽ từ hai góc bất kỳ với điểm giữa của các cạnh đối diện tương ứng.
19. "Equal weights at equal distances are in equilibrium and equal weights at unequal distances are not in equilibrium but incline towards the weight which is at the greater distance."
Tạm dịch: Các quả nặng bằng nhau ở những khoảng cách bằng nhau thì ở trạng thái cân bằng và những quả cân bằng nhau ở những khoảng cách không bằng nhau thì không ở trạng thái cân bằng mà nghiêng về phía quả cân ở khoảng cách lớn hơn.
20. "Any solid lighter than a fluid will, if placed in the fluid, be so far immersed that the weight of the solid will be equal to the weight of the fluid displaced."
Tạm dịch: Bất kỳ chất rắn nào nhẹ hơn chất lỏng, nếu được đặt trong chất lỏng, sẽ được nhúng sâu đến mức trọng lượng của chất rắn sẽ bằng trọng lượng của chất lỏng bị dịch chuyển.
Tài năng và bộ óc thiên tài của Archimedes không chỉ khiến cho người dân Hy Lạp kính phục, quân La Mã thậm chí vẫn xem ông như một vị anh hùng trong khoa học và trong sứ mệnh bảo vệ tổ quốc. Với những cống hiến của mình cho khoa học, Archimedes được mệnh danh là Người khổng lồ bất tử.
Sưu tầm
Nguồn ảnh: Internet
