Наука і техніка в пізній античності
Не цілком точні теоретичні висновки, зроблені Аристотелем і його сучасниками, не завадили людям античного світу розробити основи точної механіки і створити різноманітні технічні пристосування. Більшість цих відкриттів і винаходів припадає на час, який називають елліністичної епохою. Завоювання Олександра Македонського сприяли широкому поширенню грецької культури і філософії на навколишні країни (Єгипет, Персія та ін.), Культура яких також впливала на грецьке світогляд. Так виникло нове культурне течія – еллінізм.
Після смерті Олександра в 323 р. До н. е. е. інтелектуальна столиця перемістилася з Афін в заснований цим завойовником місто Олександрію Єгипетську, де один з учнів Аристотеля створив науково-навчальний заклад, що називався Олександрійським музеєм. Музей став великим культурним центром, де вчені жили за державний рахунок і мали у своєму розпорядженні дві величезні бібліотеки, що налічують до 48 р. До н. е. е. близько 700 тис. томів. Музей не тільки збирав, але і видавав книги, чому сприяла природна монополія Єгипту на виробництво папірусу.
Архімед.
Такі винятково сприятливі умови залучали до Олександрії вчених з усіх кінців світу. Фактично вся фізика елліністичного періоду, а значить, і вся краща частина античного природознавства пов’язана з Олександрійським музеєм. Зокрема, найвидатніший фізик і механік того часу Архімед (287-212 до н. Е.) Навчався в Олександрії і все своє життя зберігав зв’язку з музеєм (рис. 6). Архімед не тільки обгрунтував багато правил механіки, але й створив вражаючі технічні пристосування, якими і через дві тисячі років не переставали захоплюватися вчені. Серед його відкриттів найбільш відомими є правило важеля і те, що все і завжди називали законом Архімеда. Поговоримо про них докладніше.
Важіль як найпростіше механічне пристосування відомий всім. Він являє собою стрижень, який може обертатися навколо точки опори. Ділянки стрижня по обидві сторони від цієї точки називаються плечима. Якщо до короткого плеча прикласти силу, наприклад підвісити вантаж, то можна буде його легко підняти, натискаючи на довге плече. Чим більше буде довге плече по відношенню до короткого, тим меншу силу треба затратити для підйому вантажу однієї і тієї ж маси. Але наскільки меншу? Як ця сила залежить від відношення довжини плечей? [2]. Про умови рівноваги важеля говорив ще Аристотель, але у нього це умова викладено досить неясно. Архімед виводить його з постулатів, отриманих в безпосередніх дослідах з важелями, і один з його висновків говорить:
“Порівнянні величини врівноважуються, якщо довжини, на яких вони підвішені, знаходяться в зворотному відношенні до тяжкості”.
З цього випливає, що якщо довге плече буде досить великим, то, злегка натискаючи на нього, можна підняти вантаж будь-якої маси. Тому Архімеда приписують таке самовпевнене вислів:
“Дайте мені точку опори, і я вам підійму весь світ”.
Що ж стосується власне закону Архімеда, то він говорить:
“Тіла, відносно більш важкі, ніж рідина, опускаються вниз до самого дна і стають в рідині настільки легше, скільки важить об’єм рідини, рівний об’єму тіла”.
За поширеною легендою, закон цей був відкритий так. Цар доручив Архімеда з’ясувати, чи зроблена його корона з чистого золота або до неї підмішано срібло. Архімед думав над цим завданням до тих пір, поки йому не допоміг випадок. Приймаючи ванну, він зауважив, що чим більше він занурюється, тим більше води виливається з ванни. Він зрозумів, що це дасть йому ключ до розгадки, вискочив з ванни і побіг по місту з криком: “Еврика, еврика!” (“Знайшов, знайшов!”). Після цього відкриття він опустив у посудину з водою золотий злиток тієї ж маси, що і корона, а потім зібрав і зважив вилилася воду. Потім він повторив той же досвід зі злитком срібла тієї ж маси і знайшов, що води вилилося більше (бо при однаковій масі обсяг срібла більше, ніж обсяг золота). Повторивши досвід з короною замість злитків, Архімед отримав результат, який лежить десь посередині між результатами дослідів зі злитками, з чого зробив висновок, що корона зроблена не з чистого золота.
Архімед також зробив близько сорока майстерних і корисних винаходів. Він створив гвинт (він так і називається – гвинт Архімеда), який міг піднімати воду на висоту до чотирьох метрів, дозволяючи зрошувати верхні ділянки місцевості і осушувати ниці. Архімед сконструював планетарій, який згодом був привезений до Риму як військовий трофей і викликав захоплення у римського оратора і політичного діяча Цицерона. Під час облоги римським військом Сіракуз – рідного міста Архімеда він безперервно винаходив все нові бойові машини, що наводили страх на обложників. За легендою, після взяття Сіракуз Архімеда вбив якийсь грубий римський воїн у той момент, коли філософ малював на піску геометричні фігури.
Одну половину такої судини наповнювали вином, а іншу – водою. Потім горлечко амфори закривали пробкою. У верхній частині судини під виступаючими ручками були просвердлені два отвори: один – в “винної” частини, а друге – в “водяний”. Кубок підносився до краника, розташованому внизу амфори, жрець відкривав його і наливав у кубок або вино, або воду, непомітно затикаючи один з отворів пальцем
(1 votes, average: 5.00 out of 5)