Знаменитая задача Гиерона

Архимед

В первом веке до нашей эры римский архитектор Витрувий рассказал о задаче, решенной за двести лет до того греческим физиком Архимедом. С тех пор эта история пересказывалась несчетное число раз, а сама задача, решенная Архимедом, стала одной из наиболее знаменитых исторических задач.

Научные исследования, — повествует Витрувий, — поглощали Архимеда до такой степени, что ему приходилось напоминать про сон и пищу. Даже в купальне во время растираний он продолжал чертить на песке геометрические фигуры. Однажды во время купанья, — продолжает Витрувий, — Архимед размышлял о трудной задаче, поставленной перед ним царем Гиероном.

Как известно, этот царь пожелал принести в дар храму золотой венец. Работу он поручил одному ювелиру, отпустив ему надлежащее количество золота. Вскоре работа была выполнена, но ходили слухи, будто мастер заменил часть золота серебром. Архимед, которому царь поручил расследовать это дело, долго думал над решением вопроса. Оно возникло внезапно, когда он сидел в ванне. Вне себя от радости Архимед выскочил из ванны и побежал по улицам Сиракуз, повторяя: «Эврика!» (Нашел!).

Именно так, по рассказу Витрувия, Архимед открыл важнейший закон гидростатики. В том, как именно применил Архимед этот закон к решению задачи, поставленной перед ним Гиероном, мы предлагаем разобраться читателям. При этом следует учесть, что для этой цели закон Архимеда может быть использован двумя путями. Пока же вы будете отыскивать их, мы продолжим рассказ о знаменитой исторической задаче.

СЧАСТЛИВАЯ НАХОДКА

Через две тысячи лет после того как Витрувий рассказал об открытии Архимеда, греческий ученый Керамевс обнаружил в монастыре святого Саввы, близ Иерусалима, палимпсест — пергамент, с которого первоначальный текст был удален для того, чтобы сделать на нем новую запись. Пергамент в средние века был очень дорог, и монастырские летописцы и переписчики безжалостно смывали и стирали древние письмена. Но на этот раз ученых ждала необыкновенная удача.

Старинный текст, оказавшийся сводом работ Архимеда, был не стерт, а только смыт. В 1906 году профессору Гейбергу удалось прочесть его, и несколько сочинений Архимеда, о которых мы знали до этого лишь из ссылок и отрывков в трудах древних ученых, были прочтены от начала до конца. Среди вновь найденных текстов Архимеда было и его сочинение «О плавающих телах», в котором излагается вывод «закона Архимеда». Никаких ссылок на задачу Гиерона и происшествие в общественных банях в этом сочинении не оказалось.

«ГЛУПАЯ БАСНЯ» ОБ АРХИМЕДЕ

Академик А. Н. Крылов в «Очерке развития теории корабля» подробно разобрал содержание вновь найденной работы Архимеда.

«Это сочинение Архимеда, — писал он, — состоит из двух книг или глав, первая из которых содержит два основных положения, или постулата, и девять положений, из которых в семи устанавливается общее учение о плавающих телах…» Изложив основные положения Архимеда и показав, как сложен был путь его рассуждений, академик Крылов замечает: «Надо помнить, что все геометрические понятия, начиная от площади круга, площади параболы, объема цилиндра, шара, шарового сегмента, учения о центре тяжести тел, об их равновесии,— все это создано самим Архимедом; тогда явится лишь малое представление о необыкновенной мощи его гения и о нелепости повторяемой историками басни, что Архимед, сидя в ванне в общественных банях, нашел свой закон…»

Так изучение случайно найденного сочинения Архимеда развеяло легенду о том, что открытие важного закона природы было сделано в результате внезапного озарения. Но это не значит, что все в легенде о короне Гиерона является выдуманным. Вполне вероятно, что 2200 лет назад именно по этому поводу был впервые применен на практике выведенный теоретическим путем закон Архимеда. Интересно, что следующий случай сознательного применения этого закона относится уже к 1666 году.

В этом году в одном из английских прибрежных городов произошло необыкновенное событие. Когда о нем стало известно королю, он поспешил со своей свитой на верфи этого города, где строились военные корабли. И вот что он здесь увидел.

На берегу стоял готовый к спуску на воду фрегат, в бортах которого зияли «порта» — отверстия для орудийных стволов. С минуты на минуту ожидалась команда начать спуск судна.
— Что за дикое новшество? — воскликнул кто-то из присутствующих. — Сейчас произойдет катастрофа! Кто знает, насколько погрузится корабль в воду? А вдруг во все отверстия в бортах хлынет вода?

фрегат

В самом деле, с незапамятных времен кораблестроители делали отверстия для орудийных стволов уже после того, как готовое и снаряженное судно оказывалось на воде. Но судостроитель Антон Дин на основании закона Архимеда заранее рассчитал, до какого уровня погрузится судно и где следует проделать и его бортах «порта» для пушек.

Став в 1684 году инспектором кораблестроения английского флота, Дин распорядился во всех случаях заранее взвешивать части корпуса кораблей, а также все грузы, входящие в их оснастку, снабжение, боевое вооружение и т. д. С тех пор закон, открытый Архимедом более двух тысяч лет назад, лежит в основе теории о плавучести кораблей.

P. S. Старинные летописи рассказывают: а вообще Архимеду принадлежало еще множество различных гениальных изобретений. Даже современное тестирование с использованием детектора лжи корныями своими уходит в архимедовские наблюдения о том, что при волнении у человека учащается пульс. К слову по этому принципу и работают все современные детекторы лжи, человек, когда говорит неправду, волнуется, это волнение выдает повышенный пульс, который собственно фиксирует детектор.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *