Слава и гордост на руската наука и техника - Иван Петрович Кулибин. Приказката за учения Архимед, който струва цяла армия

Филиал на държавното бюджетно учебно заведение за висше образование "Университет "Дубна" - LPGK

ФИЗИКА

Подробен план – резюме

Предмет:

„Технология, станала спътник и помощник на човека“

Учител по физика: Рубцова Олга Михайловна

ЛИТКАРИНО -2016г

Урок – конференция

„Технология, станала спътник и помощник на човека“

Целта на урока:Представете креативността на изобретателите, като използвате конкретни примери. Идентифицирайте характеристиките на творческия процес, свързан със създаването на нови механизми и устройства

Цели на урока:

образователен: обобщават материала като система от знания.

образователен: да култивираме обща култура и естетическо възприемане на света около нас; създават условия за реално самочувствие на учениците, реализацията им като личности.

развитие: развиват способността за класифициране, идентифициране на връзки, формулиране на заключения; развиват комуникативни умения при работа в групи, развиват познавателен интерес; развиват способността да обясняват характеристики:, модели:, анализират:, сравняват:, сравняват: и т.н.

По време на часовете:

„Окото, като господар на сетивата, изпълнява своя дълг,

поставяне на пречки пред тези неясни и

измамно разсъждение - ще го нарека научно -

които с голям шум и пляскане с ръце,

случват се в спорове."

Леонардо да Винчи

Как необходимостта от създаване на военна техника стимулира креативността на изобретатели и учени? Какви са приликите и разликите между работата на изобретателя и работата на художника? Винаги ли е търсена креативността на един изобретател?

Цел на конференцията:Запознайте се с творчеството на изобретателите, като използвате конкретни примери. Разберете характеристиките на творческия процес, свързан със създаването на нови механизми и устройства.

План на конференцията

1. Изобретения на Архимед, свързани с военните действия.

2. Творческата дейност на Леонардо да Винчи.

3. Животът и работата на руските изобретатели от 18 век.

Източници на информация

Детска енциклопедия.

Страници от историята на науката и техниката / V.A.Kirilin. – М.: Наука, 1994.

Физика. Велики открития / В. Азерников. – М.: ОЛМА-Прес, 2000

Съобщение 1

Военна поръчка за изобретение: от Архимед до наши дни.

От древни времена човечеството използва уменията на занаятчиите и таланта на изобретателите. Най-известните изобретения са свързани с името на древногръцкия учен Архимед.

АРХИМЕД (лат. Архимед , Гръцки Архимидис) (около 287 г. пр. н. е., Сиракуза, Сицилия - 212 г. пр. н. е., пак там), древногръцки учен, математик и механик, основател на теоретичната механика и хидростатиката. Той разработва методи за намиране на площи, повърхнини и обеми на различни фигури и тела, които предвиждат интегралното смятане. В основните си трудове по статика и хидростатика (закон на Архимед) той дава примери за използването на математиката в естествените науки и техниката. Архимед притежава много технически изобретения (винтът на Архимед, определящ състава на сплавите чрез претегляне във вода, системи за повдигане на големи тежести, военни хвърлящи машини), които му спечелиха изключителна популярност сред съвременниците му."Лапата на Архимед", уникална подемна машина и прототип на модерен кран. Външно изглеждаше като лост, стърчащ отвъд градската стена и оборудван с противотежест. Полибий пише в „Световна история“, че ако римски кораб се опита да акостира на брега близо до Сиракуза, този „манипулатор“, под контрола на специално обучен водач, ще хване носа му и ще го обърне (теглото на римските триери надхвърля 200 тона, а penteras можеше да достигне всичките 500) , заливайки нападателите.

Кранът също е оръжие.

Съобщение 2

Леонардо да Винчи - учен или художник?

Изобретения:той притежава „авторските права“ върху парашут, хеликоптер, водолазно оборудване, картечница, кола и куп други механизми, без които е невъзможно да си представим съвременната цивилизация. Така прототипът на съвременния танк е тежък ван, разработен от гения на 15-ти век, обвит в броня и въоръжен с оръдия от всички страни. Източник за изучаване на научните възгледи на Леонардо да Винчи са така наречените „кодове“, които обединяват изследванията на учения в областта на физиката, химията, медицината, астрономията, анатомията и математиката.

Изобретеното от него витло е в основата на дизайна на хеликоптера. Дървен двуколесен механизъм за движение служи като прототип на велосипеда. Леонардо да Винчи е известен като дизайнер на тъкачни станове, печатарски машини, дървообработващи и земекопни машини, устройства за смилане на стъкло и металургични пещи.След като наблюдава сцени от военни битки, Леонардо създава преносима стълба, идеална за щурмуване на дворци и крепости. В наши дни това устройство се използва за спасяване на хора при пожари.Теоретичният принос на Леонардо към науката се съдържа в неговите изследвания на "гравитацията, силата, налягането и удара... децата на движението...".

Съобщение 3

Руски изобретатели от 18 век. Благодарение на усилията на Петър 1 науката и технологиите дойдоха в Русия. Оказа се, че руската земя е богата на таланти, които могат да се конкурират с европейците. За съжаление, поради по-слабо развитата индустрия в Русия, изобретателската дейност беше практически непотърсена и много изобретения на талантливи инженери, направени дори по-рано, отколкото в Европа, бяха забравени.

Изключителни техници и изобретатели. 18 век е време на пробив в научно-техническата мисъл на Русия.

Андрей Константинович Наргков построява първия струг с опора (1729 г.) и скоростна батарея от 44 минохвъргачки (1741 г.).

Иван Федорович и Михаил Иванович Моторин през 1735 г. отливат Цар Камбаната - най-голямата в света.

Михаил Василиевич Ломоносов създава първия в света работещ модел на хеликоптер през 1745 г.

Родион Глинков построява през 1760 г. чесаща машина, която замества труда на 30 души.

Изключителният топлоинженер Иван Иванович Ползунов (1728-1766) през 1763 г. разработва проект за универсална непрекъсната парна машина, а през 1765 г. създава първата парна машина за фабрични нужди.

Изключителен руски хидравличен инженер е Козма Дмитриевич Фролов (1726-1800), който през 70-те години в мината Емейногорск създава уникална инсталация под формата на система от водни колела, с помощта на които се изпомпва вода и се доставя руда от мината. Беше истинско чудо на руската техника.

Един от най-големите изобретатели и механици на 18 век е Иван Петрович Кулибин (1735-1818). Той подобрява шлифоването на стъкла за оптични инструменти и създава уникален микроскоп през 1773-1775 г. Разработил проект и създал модел на едноарков мост през Нева с обхват 298 м. Създал „огледален фенер“ - прототип на прожектор. Изобретил семафорния телеграф. Той е автор на създаването на „водоходи“ (съдове, способни да се движат срещу течението на река) и самоходна (самоходна) количка. Кулибин успя да направи особено много за двора: той създаде уникален дворцов часовник, проектира и построи дворцов асансьор за императрицата. Г. Р. Державин нарича Кулибин „Архимед на нашите дни“.

Обобщаване

Дейността на учените и изобретателите е същият творчески процес. Както и дейността на представители на изкуството и литературата. Историята е запазила за нас имената на гении, еднакво талантливи и в двете области. Дейностите на учените и изобретателите са служили както за мирни, така и за военни цели през цялата история. Тогава тази дейност е най-ефективна. Когато се търси от обществото.

Таблица – отчет в ученически тетрадки

Целта на урока:

№ п/п

Пълно име

говорител

Тема на съобщението

Какво ново научи?

Всеки нов разказ на писателя и астрофизик, доктор на физико-математическите науки Николай Николаевич Горкави (Ник. Горкави) е разказ за това как са направени важни открития в една или друга област на науката. И неслучайно героите на неговите научно-популярни романи и приказки са принцеса Дзинтара и нейните деца - Галатея и Андрей, защото те са от породата на тези, които се стремят да "знаят всичко". Историите, разказани от Дзинтара на деца, бяха включени в сборника „Звезден витамин“. Оказа се толкова интересно, че читателите поискаха продължение. Каним ви да се запознаете с някои приказки от бъдещия сборник „Създателите на времена“. Ето и първата публикация.

Най-големият учен на древния свят, древногръцкият математик, физик и инженер Архимед (287–212 г. пр. н. е.), е от Сиракуза, гръцка колония на най-големия остров в Средиземно море - Сицилия. Древните гърци, създателите на европейската култура, се заселват там преди почти три хиляди години - през 8 век пр. н. е., а по времето на раждането на Архимед Сиракуза е процъфтяващ културен град, дом на своите философи и учени, поети и оратори.

Каменните къщи на жителите на града заобикаляха двореца на царя на Сиракуза, Хиерон II, а високи стени защитаваха града от врагове. Жителите обичаха да се събират на стадиони, където се състезаваха бегачи и хвърлячи на диск, и в бани, където не само се миеха, но релаксираха и обменяха новини.

Този ден баните на централния площад на града бяха шумни - смях, крясъци, пръски вода. Младежите плуваха в голям басейн, а по-възрастните, държащи сребърни чаши с вино в ръцете си, разговаряха спокойно на удобни дивани. Слънцето надникна в двора на баните, осветявайки вратата, водеща към отделна стая. В него, в малък басейн, който приличаше на вана, седеше сам мъж, който се държеше съвсем различно от останалите. Архимед - и това беше той - затвори очи, но по някои неуловими знаци се разбра, че този човек не спи, а мисли напрегнато. През последните седмици ученият беше толкова потънал в мислите си, че често забравяше дори за храната и семейството му трябваше да се погрижи той да не гладува.

Всичко започна с факта, че цар Йерон II покани Архимед в двореца си, наля му най-доброто вино, попита за здравето му и след това му показа златна корона, направена за владетеля от придворния бижутер.

„Не знам много за бижутата, но знам за хората“, каза Хиерон. - И аз мисля, че бижутерът ме мами.

Кралят взе златно кюлче от масата.

Дадох му точно същия слитък и той направи корона от него. Теглото на короната и слитъка са еднакви, слугата ми провери това. Но все още имам съмнения: има ли смесено сребро в короната? Ти, Архимед, си най-великият учен на Сиракуза и те моля да провериш това, защото ако царят сложи фалшива корона, дори уличните момчета ще му се смеят...

Владетелят подаде короната и слитъка на Архимед с думите:

Ако отговорите на въпроса ми, ще задържите златото за себе си, но аз пак ще бъда ваш длъжник.

Архимед взел короната и златното кюлче, напуснал царския дворец и оттогава загубил спокойствие и сън. Ако той не може да реши този проблем, значи и никой не може. Всъщност Архимед е най-известният учен от Сиракуза, учил е в Александрия, бил е приятел с ръководителя на Александрийската библиотека, математика, астронома и географа Ератостен и други велики мислители на Гърция. Архимед става известен с многото си открития в математиката и геометрията, полага основите на механиката и е отговорен за няколко изключителни изобретения.

Озадаченият учен се прибра вкъщи, постави короната и слитъка на везните, повдигна ги за средата и се увери, че теглото на двата предмета е еднакво: купите се люлееха на едно и също ниво. Архимед знаеше плътността на чистото злато; трябваше да разбере плътността на короната (тегло, разделено на обем). Ако в короната има сребро, неговата плътност трябва да е по-малка от тази на златото. И тъй като теглата на короната и слитъка са еднакви, тогава обемът на фалшивата корона трябва да бъде по-голям от обема на златния слитък. Обемът на слитъка може да бъде измерен, но как да се определи обемът на короната, която има толкова много сложни зъбци и листенца? Този проблем измъчваше учения. Той беше отличен геометрич, например, той реши трудна задача - определяне на площта и обема на сфера и цилиндър, описан около нея, но как да се намери обемът на тяло със сложна форма? Необходимо е принципно ново решение.

Архимед дойде в банята, за да измие праха от горещ ден и да освежи главата си, уморена от мисли. Обикновените хора, докато се къпеха в банята, можеха да разговарят и да дъвчат смокини, но мислите на Архимед за нерешения проблем не го напускаха нито денем, нито нощем. Мозъкът му търсеше решение, вкопчвайки се във всяка следа.

Архимед свали хитона си, сложи го на пейката и отиде до малкия басейн. Три пръста под ръба в него плисна вода. Когато ученият се потопи във водата, нивото й се повиши значително и първата вълна дори се пръсна върху мраморния под. Ученият затвори очи, наслаждавайки се на приятната прохлада. Мислите за обема на короната обикновено се въртяха в главата ми.

Изведнъж Архимед почувства, че се е случило нещо важно, но не можа да разбере какво. Той отвори очи от раздразнение. От посоката на големия басейн се чуха гласове и нечии разгорещени спорове - изглеждаше за последния закон на владетеля на Сиракуза. Архимед замръзна, опитвайки се да разбере какво се е случило? Той се огледа: водата в басейна не стигаше до ръба само с един пръст, но когато влезе във водата, нивото й беше по-ниско.

Архимед се изправи и излезе от басейна. Когато водата се успокои, тя отново беше на три пръста под ръба. Ученият отново се качи в басейна - водата послушно се издигна. Архимед бързо преценил размера на басейна, изчислил площта му, след което го умножил по промяната на нивото на водата. Оказа се, че обемът на водата, изместен от тялото му, е равен на обема на тялото, ако приемем, че плътностите на водата и човешкото тяло са почти еднакви и всеки кубичен дециметър, или куб вода със страна от десет сантиметра, може да се приравни на килограм от теглото на самия учен. Но по време на гмуркането тялото на Архимед отслабна и изплува във водата. По някакъв мистериозен начин водата, изместена от тялото, отне теглото му...

Архимед разбра, че е на прав път и вдъхновението го понесе на мощните си криле. Възможно ли е да се приложи откритият закон за обема на изместената течност към короната? Със сигурност! Трябва да спуснете короната във вода, да измерите увеличението на обема на течността и след това да го сравните с обема вода, изместен от златното кюлче. Проблема решен!

Според легендата Архимед с победоносен вик „Еврика!”, което на гръцки означава „Намерен!”, изскочил от басейна и забравил да си сложи хитона и се втурнал към дома си. Трябваше спешно да проверя решението си! Той тичаше през града, а жителите на Сиракуза му махаха с ръце за поздрав. И все пак не всеки ден се открива най-важният закон на хидростатиката и не всеки ден можете да видите гол мъж да тича през централния площад на Сиракуза.

На следващия ден царят беше информиран за пристигането на Архимед.

„Реших проблема“, каза ученият. - В короната наистина има много сребро.

Как разбра това? - попитал владетелят.

Вчера в баните се досетих, че тяло, потопено във воден басейн, измества обем течност, равен на обема на самото тяло, и в същото време отслабва. Връщайки се у дома, проведох много експерименти с везни, потопени във вода, и доказах, че едно тяло във вода губи точно толкова тегло, колкото тежи течността, която измества. Следователно човек може да плува, но златното кюлче не може, но въпреки това тежи по-малко във вода.

И как това доказва наличието на сребро в короната ми? – попитал кралят.

„Кажи ми да донеса каца с вода“, помоли Архимед и извади везната. Докато слугите мъкнеха казана в царските покои, Архимед сложи короната и слитъка на везните. Те се балансираха взаимно.

Ако в короната има сребро, тогава обемът на короната е по-голям от обема на слитъка. Това означава, че когато се потопи във вода, короната ще загуби повече тегло и везните ще променят позицията си“, каза Архимед и внимателно потопи двете везни във водата. Купата с короната веднага се издигна.

Ти наистина си велик учен! - възкликнал кралят. - Вече мога да си поръчам нова коронка и да проверя дали е истинска или не.

Архимед скри усмивка в брадата си: разбра, че законът, който беше открил предишния ден, е много по-ценен от хиляда златни корони.

Законът на Архимед е останал в историята завинаги; той се използва при проектирането на всякакви кораби. Стотици хиляди кораби обикалят океаните, моретата и реките и всеки от тях се носи по повърхността на водата благодарение на силата, открита от Архимед.

Когато Архимед остарял, премерените му изследвания в науката внезапно приключили, както и спокойният живот на жителите на града - бързо разрастващата се Римска империя решила да завладее плодородния остров Сицилия.

През 212 пр.н.е. огромна флота от галери, пълна с римски войници, се приближи до острова. Предимството в силата на римляните беше очевидно и командирът на флота не се съмняваше, че Сиракуза ще бъде превзета много бързо. Но това не беше така: веднага щом галерите се приближиха до града, мощни катапулти удариха от стените. Те хвърляха тежки камъни толкова точно, че галерите на нашествениците бяха разбити на трески.

Римският командир не се загуби и заповяда на капитаните на своя флот:

Елате до самите стени на града! От близко разстояние катапултите няма да се страхуват от нас и стрелците ще могат да стрелят точно.

Когато флотата със загуби проби до стените на града и се подготви да го щурмува, нова изненада очакваше римляните: сега леки метателни превозни средства ги замеряха с градушка от гюлета. Спускащите се куки на мощни кранове хванаха римските галери за носовете и ги издигнаха във въздуха. Галерите се преобърнаха, паднаха и потънаха.

Известният древен историк Полибий пише за нападението над Сиракуза: „Римляните биха могли бързо да завладеят града, ако някой беше премахнал един старец сред сиракузите.“ Този старец беше Архимед, който конструира метателни машини и мощни кранове, за да защити града.

Бързото превземане на Сиракуза се проваля и римският командир дава заповед за отстъпление. Силно намаленият флот се оттегли на безопасно разстояние. Градът се задържа благодарение на инженерния гений на Архимед и смелостта на жителите на града. Разузнавачите съобщиха на римския командир името на учения, създал такава непревземаема защита. Командирът реши, че след победата трябва да вземе Архимед като най-ценния военен трофей, защото само той струва цяла армия!

Ден след ден, месец след месец мъже стояха на стража по стените, стреляха с лъкове и зареждаха катапулти с тежки камъни, които, уви, не достигаха целта си. Момчетата донесоха вода и храна на войниците, но не им позволиха да се бият - бяха още твърде малки!

Архимед беше стар, той като децата не можеше да стреля от лък толкова далеч, колкото младите и силни мъже, но имаше мощен мозък. Архимед събра момчетата и ги попита, сочейки вражеските галери:

Искате ли да унищожите римската флота?

Готови сме, кажете ни какво да правим!

Мъдрият старец обясни, че ще трябва да работи много. Той нареди на всяко момче да вземе голям меден лист от вече готовата купчина и да го постави върху гладки каменни плочи.

Всеки от вас трябва да излъска чаршафа така, че да блести на слънцето като злато. И тогава утре ще ви покажа как да потопите римски галери. Работете приятели! Колкото по-добре излъскате медта днес, толкова по-лесно ще ни бъде да се бием утре.

Ще се бием ли сами? - попита малкото къдраво момче.

Да — каза твърдо Архимед, — утре всички вие ще бъдете на бойното поле заедно с войниците. Всеки от вас ще може да извърши подвиг и тогава за вас ще се пишат легенди и песни.

Трудно е да се опише ентусиазмът, който обхвана момчетата след речта на Архимед и те енергично започнаха да лъскат своите медни листове.

На следващия ден, по обяд, слънцето печеше в небето и римската флота стоеше неподвижно на котва на външния рейд. Дървените бордове на вражеските галери се нагряваха на слънце и изтичаха смола, която се използваше за защита на корабите от течове.

Десетки тийнейджъри се събраха на крепостните стени на Сиракуза, където вражеските стрели не достигаха. Пред всеки от тях стоеше дървен щит с полиран меден лист. Подпорите на щита са направени така, че медният лист да може лесно да се обръща и накланя.

- Сега ще проверим колко добре сте излъскали медта - обърна се към тях Архимед. - Надявам се всички знаят как се правят слънчеви лъчи?

Архимед се приближи до малкото къдрокосо момче и каза:

Хванете слънцето с огледалото си и насочете слънчевия лъч към средата на страната на голямата черна галера, точно под мачтата.

Момчето се втурна да изпълни инструкциите, а воините, натрупани по стените, се спогледаха учудено: какво друго е намислил хитрият Архимед?

Ученият бил доволен от резултата – отстрани на черната галера се появило светлинно петно. После се обърна към другите тийнейджъри:

Насочете огледалата си на едно и също място!

Дървени опори изскърцаха, медни листове издрънчаха - ято слънчеви лъчи се затича към черната галера и страната й започна да се изпълва с ярка светлина. Римляните се изсипаха на палубите на галерите - какво се случваше? Главнокомандващият излезе и също се взря в искрящите огледала по стените на обсадения град. Богове на Олимп, какво друго измислиха тези упорити сиракузчани?

Архимед инструктира армията си:

Не откъсвайте очите си от слънчевите лъчи – нека винаги са насочени към едно място.

Не беше минала и минута, преди да започне да излиза дим от блестящо петно ​​на борда на черната галера.

Вода, вода! - викаха римляните. Някой се втурна да извади морска вода, но димът бързо отстъпи място на пламъци. Сухите, насмолени дърва горяха прекрасно!

Преместете огледалата в съседната кухня отдясно! – заповяда Архимед.

След няколко минути съседната галера също започна да стреля. Римският военноморски командир излезе от вцепенението си и заповяда да вдигне котва, за да се отдалечи от стените на прокълнатия град с неговия главен защитник Архимед.

Разкопчаването на котвите, качването на гребците на греблата, обръщането на огромните кораби и извеждането им в открито море на безопасно разстояние не е бърза работа. Докато римляните тичаха трескаво по палубите, задушавайки се от задушливия дим, младите сиракузци прехвърляха огледала на нови кораби. В бъркотията галерите се приближиха толкова една до друга, че огънят се разпространи от един кораб на друг. В бързината си да отплават, някои кораби развиха платната си, които, както се оказа, горяха не по-зле от катранените бордове.

Скоро битката свърши. Много римски кораби изгоряха на рейда, а остатъците от флотата се оттеглиха от градските стени. Нямаше загуби сред младата армия на Архимед.

Слава на великия Архимед! - викаха възхитените жители на Сиракуза, благодариха и прегръщаха децата си. Могъщ воин в блестящи доспехи стисна здраво ръката на къдрокосото момче. Малката му длан беше покрита с кървави мазоли и ожулвания от полирането на медния лист, но той дори не трепна, когато се ръкува.

Много добре! - каза почтително воинът. „Хората на Сиракуза ще помнят този ден дълго време.“

Минаха две хилядолетия, но този ден остана в историята и не само сиракузците го помнеха. Жителите на различни страни знаят невероятната история за Архимед, изгарящ римски галери, но той сам не би направил нищо без младите си помощници. Между другото, съвсем наскоро, още през ХХ век, учените проведоха експерименти, които потвърдиха пълната функционалност на древното „супероръжие“, изобретено от Архимед, за да защити Сиракуза от нашественици. Въпреки че има историци, които смятат това за легенда...

О, жалко, че не бях там! - възкликна Галатея, която внимателно слушаше с брат си вечерната приказка, която майка им, принцеса Дзинтара, им разказваше. Тя продължи да чете книгата:

Изгубил надежда да превземе града с оръжие, римският командир прибягва до стария изпитан метод - подкупа. Той намери предатели в града и Сиракуза падна. Римляните нахлуха в града.

Намерете ми Архимед! - заповяда командирът. Но опиянените от победата войници не разбираха добре какво иска той от тях. Нахлуват в къщи, грабят и убиват. Един от воините изтича на площада, където работеше Архимед, рисувайки сложна геометрична фигура в пясъка. Войнишки ботуши стъпкаха крехката рисунка.

Не пипай рисунките ми! – каза заплашително Архимед.

Римлянинът не разпознал учения и в гняв го ударил с меч. Ето как умря този велик човек.

Славата на Архимед беше толкова голяма, че книгите му често бяха пренаписвани, благодарение на което редица произведения са оцелели до наши дни, въпреки пожарите и войните от две хилядолетия. Историята на книгите на Архимед, достигнали до нас, често е била драматична. Известно е, че през 13-ти век някакъв невеж монах взел книгата на Архимед, написана на здрав пергамент, и измил формулите на великия учен, за да получи празни страници за записване на молитви. Минаха векове и този молитвеник попадна в ръцете на други учени. С помощта на силна лупа те разгледаха страниците му и разбраха следи от изтрития ценен текст на Архимед. Книгата на гениалния учен е реставрирана и отпечатана в голям тираж. Сега никога няма да изчезне.

Архимед беше истински гений, който направи много открития и изобретения. Той изпревари своите съвременници дори не с векове, а с хилядолетия.

В книгата „Псамит или Изчисление на пясъчните зрънца” Архимед преразказва смелата теория на Аристарх от Самос, според която голямото Слънце се намира в центъра на света. Архимед пише: „Аристарх от Самос... вярва, че неподвижните звезди и Слънцето не променят мястото си в пространството, че Земята се движи в кръг около Слънцето, разположено в неговия център...” Архимед разглежда хелиоцентричната теория на Самос убедителен и го използва, за да оцени размера на сферата от неподвижни звезди. Ученият дори построил планетариум или „небесна сфера“, където можело да се наблюдава движението на петте планети, изгрева на слънцето и луната, нейните фази и затъмнения.

Правилото за ливъридж, което Архимед открива, става основата на цялата механика. И въпреки че лостът е бил известен преди Архимед, той очертава пълната му теория и успешно я прилага на практика. В Сиракуза той сам пусна новия многопалубен кораб на краля на Сиракуза, използвайки гениална система от блокове и лостове. Тогава, оценявайки пълната сила на изобретението си, Архимед възкликна: „Дайте ми опорна точка и аз ще обърна света“.

Безценни са постиженията на Архимед в областта на математиката, от която според Плутарх той просто е бил обсебен. Основните му математически открития са свързани с математическия анализ, където идеите на учения са в основата на интегралното и диференциалното смятане. Съотношението на обиколката на кръга към неговия диаметър, изчислено от Архимед, е от голямо значение за развитието на математиката. Архимед дава приближение за числото π (архимедово число):

За най-високо постижение ученият смята работата си в областта на геометрията и най-вече изчисляването на топка, вписана в цилиндър.

Какъв вид цилиндър и топка? - попита Галатея. - Защо толкова се гордееше с тях?

Архимед успя да покаже, че площта и обемът на една сфера са свързани с площта и обема на описания цилиндър като 2:3.

Дзинтара стана и извади от рафта модел на земното кълбо, който беше запоен в прозрачен цилиндър, така че да се докосваше до него на полюсите и на екватора.

Обичам тази геометрична играчка от дете. Вижте, площта на топката е равна на площта на четири кръга със същия радиус или площта на страната на прозрачен цилиндър. Ако добавите площите на основата и горната част на цилиндъра, се оказва, че площта на цилиндъра е един и половина пъти площта на топката вътре в него. Същата връзка важи за обемите на цилиндър и сфера.

Архимед беше възхитен от резултата. Той умееше да цени красотата на геометричните фигури и математическите формули - затова не катапулт или горяща галера красят гроба му, а изображението на топка, вписана в цилиндър. Такова е било желанието на великия учен.

Фамилното име Кулибин отдавна се е превърнало в нарицателно в руския език - това е името, дадено на самоуки занаятчии, които винаги подобряват или измислят нещо. Те рядко се приемат на сериозно. Преди повече от двеста години обществеността се смееше и на „проектите“ на механика и изобретателя Иван Кулибин, на когото се възхищаваха най-великите умове на нашето време.

В Ермитажа се пази портрет на изобретателя, нарисуван от неизвестен съвременник. От платното ни гледа сивобрад старец с тъжни, уморени очи. Облечен е в старомоден руски кафтан, а на врата му има медал с портрет на Екатерина II. В ръцете му има компас, на малка маса, отрупана с хартии, има телескоп, на който виси яйцевиден часовник. С този часовник, подарен от Кулибин на императрицата, започва кариерата му в двора.

Иван Кулибин е роден на 10 април 1735 г. в село близо до Нижни Новгород. Баща му, богат староверски търговец, търгувал с брашно. Момчето не беше изпратено на училище: местният клисар научи Иван да чете и пише, а баща му го научи на основите на търговската мъдрост. Петър Кулибин се надяваше, че синът му ще последва стъпките му, но младият Иван най-много обичаше да измисля и прави различни сложни играчки. Особено се интересуваше от часовници. Беше невъзможно да разбера сложния механизъм сам и тогава Кулибин започна да купува книги по механика и да ги чете жадно. Бащата беше ядосан на нещастния си син: „Господ ме наказа, момчето няма да бъде от полза.“
Но младият господар успя да смекчи сърцето на баща си. В езерцето на Кулибин рибите умираха поради застояла вода и Иван измисли как да реши проблема - и построи гениално хидравлично устройство. В езерцето на търговеца се появи течаща вода, рибите започнаха да се размножават и оттогава бащата започна да се отнася с уважение към дейността на сина си.
Иван все още искаше да създаде свой собствен часовник. Веднъж в Москва Кулибин се срещна с часовникаря Лобков, хареса го и той научи младия мъж на тайните на занаята. Връщайки се в родния си Нижни, Иван отвори собствена работилница за часовници. Скоро талантливият часовникар започна да се говори в града: нямаше край на клиентите, дори новоизсеченият майстор на губернатора поправи „сложен снаряд, показващ сюжетите на деня“.
Животът на един провинциален часовникар щеше да тече толкова бавно, но, както винаги се случва, случайността внезапно се намеси. Сред жителите на града се разпространява слух, че самата императрица възнамерява да посети Нижни Новгород. Кулибин реши да подари на Катрин наистина кралски подарък - необикновен часовник. Според спомените на майстора той „започва да рисува, за да бъде фигура на яйце с часове“. Но изпълнението на плана изискваше много пари. Кулибин се обърна за помощ към търговеца от Нижни Новгород Михаил Костромин. Той се съгласи да спонсорира проекта, но при условие, че заедно ще поднесат подаръка.
Работата по часовника продължи цели три години, но Иван нямаше време да го завърши до пристигането на императрицата - той беше увлечен от създаването на телескоп и микроскоп. Въпреки това на 20 май 1767 г. Кулибин и Костромин получават аудиенция при Екатерина II. Въпреки че „настоящето“ не беше напълно готово, императрицата беше доволна: часовникът Кулибин не просто показваше времето - в него се разигра истинска мистерия. На всеки час в „яйцето“ се отваряха малки вратички, зад които се виждаше пещера, пазена от воини. Ангел отмести камъка от гроба, стражите паднаха по очи, появиха се две мироносици, а камбаните засвириха молитвата „Христос Воскресе от мъртвите“. Заедно с чудотворния часовник Кулибин подари на Екатерина направените от него микроскоп и телескоп, а накрая и собствена ода в нейна чест. Императрицата се трогна и покани майстора в Санкт Петербург.
Две години по-късно, през 1769 г., в Зимния дворец Кулибин представя готовия часовник на императрицата, както и няколко други „любопитства“. Императрицата щедро възнагради майстора-забавник и го назначи за ръководител на механичните работилници на Петербургската академия на науките.

Кулибин трябваше „да има главен надзор върху инструмента, металообработката, струговането и камерата, където се правят оптични инструменти, термометри и барометри... да почиства и ремонтира астрономически и други часовници, намиращи се в Академията, телескопи, телескопи и други, особено физически инструменти, изпратени до него."

Освен това той трябваше да обучава служители на академични работилници „във всичко, в което самият той е умел“.
За службата си Иван Петрович получава заплата от 350 рубли годишно. В същото време „условието“ - споразумението за задълженията в академичната служба - изрично предвижда правото му да посвети втората половина на деня на собствените си изобретения. Така започва петербургският период от живота на Кулибин - най-яркият и плодотворен.

"Стълба към рая"
В продължение на 17 години Иван Кулибин ръководи семинарите на Академията на науките. Не целият му архив е достигнал до нас, но оцелялото е впечатляващо – само рисунките са около две хиляди! И още хиляди скици, описания на механизми, бележки, сложни изчисления... Кулибин успява да създаде в Академията образцово производство на различни машини и инструменти, издигайки нивото на руското приборостроене до невиждани висоти. „Произведено от Кулибин“ - такъв знак можеше да има върху неговите продукти, повечето от които превъзхождаха чуждестранните си аналози от онова време.
Талантливият изобретател се интересуваше от всичко. „През пролетта видях много катастрофални инциденти по Голяма Нева за обществото“, пише Кулибин. „По време на процесията на голям лед... транспортирането с лодка се случва с голям страх.“ Майсторът планираше да хвърли мост с един участък през Нева без междинни опори. Академиците увериха, че такъв мост със сигурност ще се срути, но Негово светло височество княз Григорий Потьомкин повярва на майстора и даде зелена светлина за извършване на тестовете. На 27 декември 1776 г. дървеният модел на моста "издържа изпита" на академичната комисия. Максималното проектно натоварване беше поставено на моста - 3500 паунда. След това го увеличиха до 3800. След това самият Кулибин се изкачи на структурата си и покани не само опозорените академични скептици, но и всички да се присъединят. Мостът оцеля! „Сега всичко, което трябва да направите, е да ни построите стълба към небето“, каза на Кулибин възхитеният Леонард Ойлер, който смяташе майстора за гений. Екатерина II нарежда на механика да бъдат дадени 2000 рубли и лично му връчва златен медал на Андреевската лента. Тази награда даде на собственика си правото да влезе в Зимния дворец по всяко време на равна основа с най-високите редици на империята. Какво ще кажете за моста? Няма начин: те така и не успяха да го построят. Моделът беше превърнат в „приятна гледка за публиката, която се стичаше в големи количества всеки ден, за да й се възхищава“. След това го преместили в градината на Таврическия дворец и го хвърлили през канала.
И неуморимият Кулибин започва да конструира фенер с огледален рефлектор - прототипът на съвременния прожектор. Основата му беше вдлъбнато огледало, състоящо се от множество стъклени фрагменти. „Ослепителният фенер“ предизвика истинска сензация и нищо чудно: запален в Санкт Петербург, той се виждаше на 24 мили от столицата в Красное село. Това изобретение се използва във фарове, в осветителни кораби и работилници. Поетът Габриел Державин в една от своите оди нарече Кулибин „Архимед на нашите дни“.
Какъв фенер! Кулибин разработи метод за придвижване на кораби нагоре по реката. Неговият „воден ходил“ тръгна „срещу водата, с помощта на същата вода, без никаква външна сила“. Тайната се криеше в специален механизъм: течението на реката пускаше колелата на „водния двигател“, проектиран на принципа на водна мелница. Също така беше възможно да се увеличи скоростта: хвърлете въже с котва нагоре по течението и ръчно издърпайте кораба към него.
А ето и прототипа на колата - триколесна карета „скутер” със спирачка, скоростна кутия, лагери и др. Тя се задвижваше от човек, натискащ педалите: „Слугата стоеше на петите на прикрепените обувки , вдигаше и спускаше краката си последователно без почти никакво усилие и едноколката се търкаляше доста бързо, носейки „един или двама безделници“.
Кулибин беше много заинтересован от идеята за бърза комуникация на дълги разстояния. През 1794 г. той разработва проект за семафорен телеграф и код за предаване, но проектът се губи в бюрократичните лабиринти.

Телеграфът се появи в Русия едва четиридесет години по-късно, и то не от Кулибин (отдавна беше забравен), а от французина Пиер Шато, на когото руското правителство плати впечатляваща сума за „тайната“. Наистина няма пророк в собствената си страна!

Предприемчивите французи „заимстваха“ друго изобретение на Кулибин - уникална протеза на крака, чиято проба е създадена за офицер Сергей Непеицин, който загуби крака си по време на нападението над Очаков. Както пише самият Кулибин, Непеицин, след като си сложи протеза, лесно седна и се изправи, а след това дори изостави бастуна. Военните хирурзи признаха тази протеза за най-модерната от всички. Кулибин никога не е направил тайна от своите изобретения, описвайки ги много подробно и много чуждестранни „занаятчии“ безсрамно се възползваха от това.
Кулибин успя във всичко. Той проектира „планетарен“ джобен часовник: освен часове, минути и секунди, той показваше дни, седмици, месеци, сезони и дори фази на луната (между другото, Кулибин създаде много часовници: от огромни камбани на кули до миниатюрни, монтирани в пръстен).
Изобретателят обаче не само витаеше в сложната механична емпирия: той също решаваше ежедневни проблеми с не по-малко остроумие. В двореца на императрицата в Царско село вентилационните отвори на прозорците бяха разположени твърде високо и Кулибин измисли устройство, което направи възможно управлението на вентилационните отвори с помощта на обикновени въжета. Коридорите на двореца са тъмни - Кулибин ги осветява със слънчева светлина, отразяваща се от огледала, подредени по специален начин. В къщата на принц Наришкин невнимателен „майстор“ разглоби механизма на странна картечница, „обучен“ да играе на дама, но никога не успя да го сглоби отново. Кулибин се притичва на помощ - и автоматът отново е като нов. В фабрика за стъкло работници получиха тежки изгаряния, докато носеха съдове с разтопено стъкло - Кулибин прави устройство за безопасното им придвижване. Трудно е за корпулентната императрица да се изкачи по стълбите на двореца - вземете, Ваше Величество, асансьор: столът се качва без вериги или въжета.
Дори такова забавление като фойерверките - те бяха обожавани в двора - Кулибин се приближи подробно, като написа трактат „За фойерверките“ с раздели „За белия огън“, „За зеления огън“, „За експлодиращите ракети“, „За цветята“, „ За лъчите на слънцето”, „За звездите” и др. Той разработва и описва много „рецепти“ за фойерверки, изучава влиянието на различни вещества върху цвета на забавните огньове и предлага много нови техники, видове изстрелвани ракети и цветови комбинации.

Порочен кръг
Екатерина II винаги предпочиташе господаря, задоволявайки всичките му искания. Това обиди Екатерина Дашкова, директор на Академията на науките и изкуствата. Гордата принцеса започнала да пречи на работата на цеховете с повод или без повод. Тя дори наредила да бъде назначен специален инспектор-надзирател на господаря. В резултат на това през 1787 г. Кулибин напуска позицията си на ръководител на академичните работилници, превръщайки се в нещо като консултант. Но Дашкова не се успокои - по нейна заповед през ноември 1793 г. Кулибин беше изгонен от държавния си апартамент.
През 1801 г. Иван Петрович решава напълно да напусне службата си в академията и да се премести да живее в Нижни. Император Александър I му осигурява прилична пенсия. Майсторът придоби къща в родния си град, но спокойният живот на пенсионер не го привлече: кипящата природа на изобретателя все още не знаеше почивка.
През 1804 г. Кулибин построява нов, по-усъвършенстван „воден проход“. Корабът беше тестван пред правителствена комисия и се оказа най-добрият, но, уви, това изобретение на Кулибин беше предназначено за кратък живот. „На горния етаж“ проектът беше отхвърлен, корабът изгни близо до брега, докато не беше продаден за дърва за огрев. А шлеповете продължиха да теглят тежки шлепове по Майка Волга: „Ех, клуб, хайде да вика...“
Десет години по-късно неуморният майстор се опита да вдъхне живот на друга своя стара мечта: Кулибин представи на Александър I проект за железен мост през Нева. Внушителната структура, състояща се от три решетъчни арки, лежащи на четири подпори, изискваше до милион паунда желязо. Дизайнът включва специални подвижни части, благодарение на които мостът не пречи на навигацията; Старият майстор не забрави за осветлението на моста, както и за защитата на опорите му по време на ледоход. Но пак – за сетен път! - Проектът на Кулибин, удивителен по мащаб и смелост, остана само на хартия.
До последните дни от живота си старият майстор продължава да работи върху нови проекти. Той започна да се интересува от решаването на невъзможна задача - да създаде вечен двигател, харчейки всичките си спестявания за него. Кулибин умира на 30 юли 1818 г. на 83 години. Казват, че за да организира погребението, съпругата на господаря е била принудена да продаде единствения стенен часовник в къщата. Прахът на Кулибин беше изпратен от тълпа хора; ковчегът с тялото на техния блестящ сънародник беше носен от най-изтъкнатите жители на Нижни Новгород.
Уви, в Русия малко е останало от произведенията на Кулибин: много от направените от него научни инструменти, часовници и модели са изчезнали. Оцелели са само фенерът-прожектор, възхваляван от Державин, часовникът-яйце, подарен на императрицата, гигантски глобус, чийто механизъм е коригиран от Кулибин, няколко други елегантни вещици и механизми - и това е всичко ...
Новатор в механиката, Кулибин, подобно на другите староверци, беше строг консерватор в ежедневието. Никога не пушеше, не играеше карти и не пиеше алкохол. Иван Петрович обаче не се отклоняваше от социалните забавления: той с готовност посещаваше балове и „аудиенции“, пишеше поезия, обичаше да пее и да свири. В великолепния двор на Екатерина Кулибин се перчи сред камизоли и бродирани със злато униформи в „селски“ кафтан с дълга пола, високи ботуши и гъста брада, категорично отказвайки да се съобрази с придворния „дрескод“.

Кулибин е бил женен три пъти, а последният път се е оженил за Химен, когато е на 70 години. Третата съпруга му донесе три дъщери и общо Кулибин имаше 11 деца - седем дъщери и четирима сина. Майсторът им дава добро образование: най-големият син се издига до чин държавен съветник, средният става гравьор, а двамата най-малки стават минни инженери.

Славата дойде при Кулибин по време на живота му, много се говори и пише за него, но малцина успяха да разгадаят и оценят цялата дълбочина на таланта на майстора. „Поради ентусиазираните истории... често се появяват наистина трагичните черти на човек, който е бързал да се роди“, каза писателят Владимир Короленко за Кулибин. Непохватното, консервативно общество не беше готово да види истински инженерен гений в забавните „любопитства“. Всички прозрения на господаря в крайна сметка се свеждат до играчки за богатите, а обикновените хора, за които той толкова много се грижи, не получават нищо. Една обикновена руска история...

Мъдростта на древните

Наистина, човек трябва само да погледне портретите или бюстовете на уважавани експерти, които често илюстрират съответните параграфи: високи чела, набръчкани лица, сериозни очи, почтени рошави бради - и след това да ги сравни с това, което е представено в същите параграфи като най-висшия постижението на тези учени да изсумтяват със смесица от арогантност и презрение.

ха! Те са мислили и работили през целия си живот, чели са безброй произведения на други мислители, спорили са със себеподобни, за да създадат някаква теорема на Талес или закон на Паскал, които сега всяко дете с не най-висок клас научава за няколко урока. Не е ли това ясно доказателство за напредък?

Не, не, такова пренебрежително отношение никога не се представя експлицитно, напротив, нашите книги възхваляват мъдростта на древните по всякакъв възможен начин. Струва си обаче да събереш две и две и дори най-изостаналия ученик ще разбере: ако това е мъдрост, тогава какво беше глупостта в онези времена?! Колко примитивни са били нашите предци!

Именно в тази светлина идеята, че само преди няколко хиляди по света са яздели диваци в набедрени превръзки с грубо изсечени каменни брадви, за които дори лъкът и стрелата са изглеждали връх на технологичния гений, изглежда много правдоподобна. И още по-рано? Забрави! Маймуни, просто маймуни. Някои противоречия с тази картина на развитието на цивилизацията - например „тъмните векове“ на средновековна Западна Европа или удивителните „седем чудеса на света“ изглеждат нищо повече от изключения, които потвърждават правилото.

Закон на Архимед

Но доколко е оправдано такова превъзнасяне над гениите от миналите векове?

Вярно ли е, че ако някой от тях беше някак си докаран до наши дни, всеки гимназист лесно би достигнал неговото ниво на умствено развитие? И можеше да го удари с някакъв вид логаритъм или интеграл?

Нека се обърнем към един от привидно най-познатите мислители на древния свят. Архимед. Всеки знае неговата история, нали? Той е представен в безброй книги и научно-популярни филми, дори в няколко детски анимационни филма. Забавен старец, който тичаше гол из града, викайки „Еврика!“, след като откри чрез прост експеримент в собствената си баня, че „тяло, потопено в течност, е подложено на плаваща сила, равна на теглото на течността, която измества .”

Използвайки този принцип, по-късно наречен „закон на Архимед“, той се научил да измерва обема на тела с произволно сложни форми. И по пътя той помогна на тиранина от Сиракуза да разкрие измамен бижутер, който беше направил изработена по поръчка корона не от чисто злато, а от сплав от злато и сребро. Той е и известен механик, автор на „винта на Архимед” и множество военни машини и механизми, които ужасяват древните римски нашественици. Тези обаче, въпреки всички хитри военни хитрости, по някакъв начин превзеха Сиракуза и горкият Архимед умря в ръцете на невеж римски войник, защото настоя „да не се пипат рисунките му“.

И ето, той също каза: "Дайте ми опорна точка и аз ще обърна Земята!" - което въпреки впечатляващия си звук не беше нищо повече от илюстрация на най-простия механичен принцип на лоста. Е, това вероятно е всичко, нали?

Познание за Икумена

Уви, дори не близо.Всяка повече или по-малко сериозна биография ще ни каже, че Архимед Архимед е не само изключителен философ, естествен учен и изобретател, но преди всичко един от най-великите математици на гръко-римската епоха. Далеч не е самоук, той получава отлично образование в Александрия в Египет, главният научен център по онова време, и прекарва целия си живот в кореспонденция с учени от там.

Количеството знания, налични в Александрия през 3-ти век пр. н. е., надхвърля въображението, тъй като съдържа не само постиженията на всички народи от средиземноморския басейн, но, благодарение на кампаниите на Александър Велики, също много от мистериозните цивилизации на Месопотамия, Персия и дори долината на Инд. Така че чрез Архимед можем да се надяваме поне малко да се докоснем до знанието на почти цялата „Икумена“.

Освен това историците на науката с право смятат, че знаем много повече за Архимед, отколкото за всеки друг древен математик. Вярно, те веднага добавят, че ние не знаем почти нищо за другите. Така че ние знаем обидно малко за Архимед. Разбира се, никой не се съмняваше в отличната математическа репутация на Архимед в продължение на хиляди години, но колкото по-напред отиваше, толкова повече въпроси възникваха какви точно резултати и най-важното КАК постигна.

Изгубени доказателства

Факт е, че много малко от оригиналните произведения на Архимед са оцелели не само до днес, но дори до Ренесанса, когато интересът към сериозната математика възниква за първи път от много стотици години.

Разбира се, не говорим за собственоръчно написани ръкописи, а поне за надеждни копия на копия или пълни преводи на други езици.

За съжаление, огромна част от наследството на древността е запазена само в цитати, дадени от други, понякога много по-късни автори, и това се отнася не само за Архимед, но и за абсолютно всички други забележителни древни учени и философи. Това, което си мислим, че знаем за тях, е само много малка част от това, което всъщност са постигнали. В допълнение, тази малка част съдържа безброй случайни и умишлени изкривявания на много писари, преводачи и коментатори, не всички от които са еднакво честни и добросъвестни.

Освен това, подобно на много математици от ранните епохи, Архимед в своите трудове не винаги предоставя подробни доказателства за своите формули и теореми. Това се дължеше както на факта, че не се изисква доказателство за практическо приложение, така и на факта, че винаги имаше кръг от завистливи хора, които искаха да присвоят значим резултат за себе си. Запазването на метода на доказване в тайна позволяваше да се потвърди авторството или да се опровергае авторството на измамник, ако възникне необходимост. Понякога за допълнително объркване на ситуацията се пускаха фалшиви доказателства с умишлено въведени неточности и грешки.

Разбира се, когато резултатът получи общо признание, правилните доказателства все пак бяха публикувани, но по очевидни причини броят на ръкописите, които ги записаха, беше много по-малък от броя на тези, които предоставиха само окончателното решение. Това беше допълнително усложнено от факта, че в древногръцката математика рисунките не само илюстрираха текста на доказателството, но сами по себе си бяха съществена част от него - и не всеки писар беше достатъчно опитен в копирането на сложни геометрични фигури. Поради това много доказателства бяха загубени завинаги.

Методът на Архимед

В продължение на около хиляда години сред тези произведения, завинаги изгубени за човечеството, беше трактатът на Архимед „Методът на теоремите на механиката“, често известен просто като „Метод“. Именно в него Архимед обяснява подробно как е постигнал някои от най-невероятните си резултати.

Неговото значение за разбирането на наследството на този древногръцки мислител е толкова голямо, че историците на науката понякога наричат ​​този трактат „отливка от мозъка на Архимед“. Без достъп поне до извадки от този текст се смяташе за почти невъзможно да се определи истинското ниво на математическите знания и умения на Архимед.

Първият проблясък на надежда, че това произведение все още може да оцелее, се появява към средата на 19 век. Превземането на Египет от наполеонската армия и изнасянето от там в Европа на огромно количество културни ценности събудиха интерес сред просветените хора към изучаването на Древния Изток. По това време Библията се смяташе за квинтесенцията на цялата древна история, но нейният авторитет беше до известна степен подкопан от критиките от страна на мислителите на Просвещението.

Прякото изучаване на паметниците на отминали цивилизации отвори възможността да се потвърди библейският текст с факти и много европейци и американци се заеха с тази задача с ентусиазъм. Някои пътуваха из страните от Близкия изток в търсене на изгубени произведения на изкуството, някои за своя сметка разкопаваха руините на изгубени градове, а трети търсеха отдавна забравени ръкописи в библиотеките на страните от Близкия изток.

Библейски учен

Уви, въпреки факта, че много от тези „библейски учени“ от 19 век постигнаха невероятни резултати, в по-голямата си част те бяха много далеч от професионализма. Което е чудесно илюстрирано от следващия епизод. Известният немски „библеист” Константин фон Тишендорф е работил в библиотеките на Константинопол през 40-те години на XIX век.

Оттам той донесе у дома страница от ръкопис, който го интересуваше, на който забеляза някои полуизтрити сложни математически изчисления на гръцки.

Колкото и да е тъжно да призная, той очевидно просто го е откъснал от книгата, когато библиотекарката гледаше на другата страна. Сега тази страница се съхранява в библиотеката на Кеймбриджкия университет, както като доказателство за удивително случайно откритие, така и като варварско отношение на някои западни „учени“ към наследството на древността.

Въпреки че тази страница по-късно изигра роля в откриването на наследството на Архимед, истинската заслуга за откриването на книгата, която по-късно стана известна като Палимпсест на Архимед, принадлежи не на Тишендорф, а на неизвестен турски библиотекар. При съставянето на каталога той обръща внимание и на редовете на математическите изчисления и цитира откъс от тях в библиотечния каталог, който е публикуван и разпространен по целия свят.

Удивителен документ

В началото на 20 век този каталог попада в ръцете на датския историк и филолог Йохан Лудвигапалимсест Архимед Хейберг, който е толкова заинтригуван, че не го мързе да стигне до Константинопол и се запознава лично с книгата през 1906 г. . Това, което видя, го шокира до дъното на сърцето.

Оказва се, че в ръцете му е попаднал удивителен документ. На пръв поглед доста обикновена богослужебна книга от пустинния манастир Мар Саба, близо до Йерусалим, преписана през 13 век. Но ако се вгледате внимателно, в литургичния текст имаше бледи редове от по-ранен гръцки език, пълен с научни и философски термини. За всеки специалист, запознат с културата на Средновековието, веднага стана ясно какво означава това.

Уви, пергаментът, върху който са написани средновековните книги, е направен от телешка кожа и е скъпо нещо. Следователно недостигът на този материал често се решаваше съвсем лесно: по-малко необходимите книги бяха разделени на отделни листове, мастилото беше изчистено от тези листове, след което те отново бяха зашити заедно и върху тях беше написан нов текст. Терминът „палимпсест“ просто означава ръкопис върху изтрит текст.

В случая с Палимпсест на Архимед всеки от оригиналните листа също е сгънат наполовина, за да се създаде по-малка книга. Затова се оказа, че новият текст е написан напречно на стария. Като материал за писане неизвестният монах-книжник използва колекции от научни и политически трудове, съставени във Византийската империя около 950-те години. За щастие почистването не беше извършено много старателно, което позволи да бъде открит изходният текст.

Предварителна проверка на Хейберг показа, че авторството на голям брой текстове от 10 век принадлежи не на кой да е, а на Архимед и най-важното – сред тях заветният „Метод“ присъства почти изцяло! За съжаление, библиотеката забрани ръкописът да бъде изнесен от нейните помещения (след като се срещна с герои като Тишендорф, кой може да ги вини?), така че ученият нае фотограф, който да снима отново целия кодекс вместо него. След това, въоръжен с нищо повече от лупа, Хейбърг започна старателно да дешифрира фотокопието. Той успя да подреди много и крайният резултат беше публикуван през 1910-1915 г., а английският превод беше публикуван доста бързо. Откриването на изгубената работа на Архимед предизвика голямо вълнение и дори излезе на първа страница на New York Times.

Но трудната съдба на Палимпсест на Архимед не свършва дотук. По време на Първата световна война (в резултат на която Османската империя престава да съществува) и по време на опустошенията непосредствено след нея, в Константинопол абсолютно не е имало време за древни ръкописи. Както по времето на Наполеон от Египет, през 20-те години на миналия век в Европа се влива огромен поток от турски ценности. Едва много по-късно беше възможно да се установи, че определен частен колекционер е успял да закупи и отнесе Палимпсеста в Париж. Където за дълго време се превърна в просто любопитство, въртящо се в свят, много далеч от знанието.

Код от забравата

Интересът към книгата се възражда едва през 1971 г. и отново благодарение на библиотечния каталог Palimsest Archimedes. Експертът по древногръцка култура от Оксфорд Найджъл Уилсън обърна внимание на интересен документ от библиотеката на Кеймбридж, вече позната ни страница, грубо откъсната от Тишендорф.

Факт е, че търсене в древногръцките речници показва, че някои от термините, използвани на страницата, са характерни конкретно за трудовете на Архимед.

Уилсън получи разрешение да проучи документа по-задълбочено и не само потвърди, че страницата принадлежи на Палимпсеста, но също така доказа, че с помощта на недостъпни преди технологии (като ултравиолетово осветление) текстът от 10-ти век може да бъде напълно възстановен.

Всичко, което оставаше да се направи, беше да се намери кодът, който беше потънал в забвение. Академичният свят започна интензивно търсене, но то не доведе до нищо. Най-накрая, през 1991 г., служител на една от водещите аукционни къщи в света, Christie's, получава писмо от известно френско семейство, което заявява, че желае да продаде на търг същия Палимпсест. Новината беше приета с доста скептицизъм, но последвалата проверка даде неочаквано положителна присъда.

В резултат на сензационно наддаване документът беше продаден на анонимен милиардер за 2 милиона долара. Всички учени по света затаиха дъх - в крайна сметка, по волята на новия собственик, книгата можеше просто да бъде заключена в сейф завинаги.

Истински кошмар

За щастие страховете се оказаха неоснователни. Когато Уил Ноел, куратор на ръкописи в Музея на изкуствата Уолтърс в Балтимор (САЩ), се обърна към агента на собственика с молба да получи разрешение за реставрация и изследване на Палимпсеста, инициативата му беше приета с ентусиазъм. Казват, че милиардерът е направил богатството си във високите технологии и затова не е бил толкова далеч от науката и нейните интереси.

От 1999 до 2008г цяла група специалисти от най-различни области, от филология и история на изкуството до спектроскопия и компютърен анализ на данни, бяха ангажирани с реставрацията и сканирането на Палимпсест на Архимед. Не беше лесна работа.

Самият Ноел описва първото си впечатление от ръкописа: „Бях ужасен, отвратен, това е абсолютно отвратителен документ, изглежда много, много, много грозен, изобщо не прилича на голям артефакт. Просто кошмар, истински кошмар! Изгорено, с изобилие от PVA лепило по края, под ивиците от това лепило е скрита голяма част от текста на Архимед, който щяхме да възстановим. Навсякъде има шпакловка, страниците са облепени с хартиени ленти. Просто няма думи, които да опишат лошото състояние на Палимпсест на Архимед.

В манастира книгата е била активно използвана в богослуженията, така че на много места е оцветена с восък за свещи. През мистериозния период 1920-1990г. някой е фалшифицирал цветни „древни византийски” миниатюри на някои страници в опит да повиши стойността на ръкописа. Но основният проблем беше, че целият кодекс беше сериозно повреден от плесен, на места прояждаща страниците.

Зърна пясък във Вселената

Но имаше и радости. Когато кодексът беше бродиран на отделни листове, беше открито, че палимсестът на Архимед, много редове от текста на Архимед са скрити вътре в подвързията и следователно недостъпни за Хайберг - понякога това са ключови точки в доказателството на теореми.

Фотография в различни диапазони на електромагнитния спектър, от инфрачервени до рентгенови лъчи, последвана от компютърна обработка на изображения, направи възможно реконструирането на буквите от текста от 10-ти век, дори когато те бяха някак си скрити или напълно невидими за невъоръжено око.

Но защо е цялата тази усърдна работа? Защо да търсите много години? Какво може да се намери в текста на произведенията на Архимед, и по-специално в „Метода“, скрит от нас в продължение на хилядолетие, което би оправдало ентусиазма на учените по отношение на Палимпсест на Архимед?

Отдавна се знае, че Архимед се е интересувал от много големи числа и много малки количества и свързването на едното с другото. Например, за да изчисли обиколката на кръг, той го вписва в многоъгълник с голям брой страни, но малка дължина. Или се интересуваше от броя на малките песъчинки във Вселената, който беше представен като огромно число. Това е приближение към това, което днес се нарича безкрайно големи и безкрайно малки количества. Но способен ли е Архимед да оперира с математическата безкрайност в истинския, съвременен смисъл на думата?

Архимедови интеграли

На пръв поглед безкрайността не е нищо повече от абстрактна математическа абстракция. Но едва след като математиците се научиха да работят с тази категория, се появи така нареченият „математически анализ“, математически подход за описание на всякакви промени и по-специално движението. Този подход е в основата на почти всички съвременни инженерни, физически и дори икономически изчисления; без него е невъзможно да се построи небостъргач, да се проектира самолет или да се изчисли изстрелването на сателит в орбита.

Основата на съвременния ни математически анализ, диференциалното и интегралното смятане, са създадени от Нютон и Лайбниц в края на 17 век и почти веднага светът започва да се променя. И така, именно работата с безкрайността отличава цивилизацията на конската тяга и вятърните мелници не само от цивилизацията на компютрите и космическите кораби, но дори и от цивилизацията на парните двигатели и железниците.

Така че въпросът за безкрайността има огромно, може да се каже дори „определящо цивилизацията“ значение. И след работата на Хайберг в началото на 20-ти век и по-специално след работата на екипа на Ноел преди няколко години, която постави много точки на i, отговорът на този въпрос е много ясен и категоричен: да, Архимед е познавал концепцията за безкрайността много добре и не само теоретично опериран с него, но и практически го използва в изчисленията! Неговите изчисления са безупречни, доказателствата му издържат внимателно тестване от съвременните математици. Забавно, той доста често използва това, което в съвременната математика се нарича „Риманови суми“, в чест на известния математик... от 19 век.

Когато изчислява обемите, Архимед използва техника, която може да се нарече само интегрално смятане. Вярно е, че ако прочетете неговите изчисления в детайли, имате чувството, че това е интегрално смятане „от друг свят“. Въпреки че има много общо с това, което ни е познато днес, някои подходи изглеждат напълно чужди и неестествени. Те не са по-лоши или по-добри, просто са различни. И от това те побиват тръпки: това е висша математика, генетично по никакъв начин не свързана със съвременната математика! Хилядолетия след Архимед съвременните учени изобретяват всичко това от нулата, наново, със същото съдържание, но в малко по-различна форма.

Метод на изчерпване

За съжаление Палимпсестът на Архимед не дава и не може да отговори на интригуващия въпрос: до каква степен подобни методи на изчисление са били уникални за Архимед и отразяват собствения му гений и до каква степен са били типични за гръко-римските математици и инженери като цяло? Поне един метод на изчисление, вид смятане, който Архимед е усвоил, може да бъде проследен до около 5-ти век пр.н.е. д. Това е „методът на изчерпване“, чието развитие в Древна Гърция обикновено се свързва с името на Евдокс от Книд, въпреки че има доказателства, че е бил известен и по-рано.

Разбира се, този метод по-късно е преоткрит или реконструиран през 17 век. Опитът на математиката през последните векове ни казва, че учените, които владеят отлично приложната математика, много рядко са отговорни за теоретични пробиви. Архимед, на първо място, е приложен учен; той се интересува от проблемите на изчисляване на специфични дължини, площи и обеми.

Така че може да се окаже, че неговата методология за работа с безкрайни количества не е била толкова развита, колкото усъвършенствана или преработена от него. Но ако учените от Александрия или някоя друга научна школа от древния свят владееха математическия анализ, ключът към съвременната технология, какво друго биха могли да знаят и да могат? Хоризонтите, които разкрива подобно предположение, спират дъха.

Горчив урок

Сега, след като знаем историята на Палимпсест на Архимед, можем да се отдръпнем и да помислим. Да, за съжаление, откриването му беше късно. През 20 век той става сензация, но сензация само сред специалистите по история на науката. Но какво щеше да стане, ако историята му се беше развила по друг начин? Ако този ръкопис беше попаднал в ръцете на учени преди 100, 300, 500 години? Ами ако Нютон беше прочел тази книга, докато беше още в училище? Или Коперник? Или Леонардо да Винчи?

Съвременните изследователи уверено твърдят, че дори за математиците от 19 век тази работа би представлявала повече от академичен интерес. За математиците от 17-18 век значението му би било огромно.

А през Ренесанса, ако попаднеше в правилните ръце, просто щеше да произведе ефекта на избухнала бомба, напълно прекроявайки бъдещото развитие на математиката и инженерството. Какво сме загубили, губейки достъп само до една древна книга в продължение на векове? Градове на Марс, междузвездни космически кораби, екологично чисти термоядрени реактори? Никога няма да разберем...

Но този горчив урок не трябва да се губи. Колко също толкова важни, а може би и по-ценни книги и документи все още са скрити от нас? Стои на прашни рафтове в архиви и библиотеки, скрити в музейни складове, заключени в огнеупорни шкафове на колекционери? Колко тайни пазят неразшифрованите клинописни плочки и надписи по стените на древни сгради?

Ако текст, написан през 200-те години пр. н. е. все още може да се счита за революционен не по-малко от две хиляди години по-късно, има ли древни произведения, които могат да дадат значителен тласък на науката и технологиите днес? Поемаме риск и никога няма да разберем, ако не се отървем от арогантно-невежата идея за „примитивността“ на нашите предци.

През април 2017 г. се навършиха 282 години от рождението на изключителния „Архимед на нашите дни“, както Габриел Державин, известен поет и държавник от 18 век, нарича Кулибин.

Момчета, искаме да ви запознаем с изключителния руски самоук механик, учен, изобретател и инженер - Иван Петрович Кулибин. Става известен с изобретенията и всеотдайната си работа в областта на науката и технологиите.

Иван Петрович не е имал специално техническо образование. Въпреки това му се приписват около 40 големи изобретения в областта на механиката, оптиката, хидродинамиката, физиката, часовниковите механизми, строителството на мостове и дори автомобилостроенето. Кулибин е далеч по-напред от времето си: той създава механични устройства и предлага проекти, много от които са оценени само век по-късно.

Иван Петрович Кулибин е роден през 1735 г. в Нижни Новгород, в семейството на дребен търговец на брашно. Образованието му е повече от скромно - учи се да чете и пише от местен клисар*. Момчето проявява забележителни способности за учене - бързо усвоява преподавания материал. След това Иван самостоятелно започна да разбира науките, към които призова сърцето му.

*Секретар — длъжностно лице в държавни органи.

Още като дете малката Ваня се интересуваше от същността на нещата. "Как работи?" — в търсене на отговор разглобяваше и сглобяваше всичко, което му попадна в ръцете. Той посвети много време на изучаването на различни часовникови механизми. Иван много обичаше часовници! Бащата се надяваше, че синът му ще продължи бизнеса си и ще започне да търгува в магазин, но любознателният младеж се стреми да учи механика, където способностите му се проявяват много рано.

Пламенната природа на изобретателя се разкриваше навсякъде. Например в градината на къщата на баща ми имаше езерце, което пресъхваше през лятото. Младият Кулибин измисли хидравлично устройство, в което водата от съседна планина се събира в басейн, оттам отива в езеро, а излишната вода от езерото се изхвърля навън, превръщайки езерото в течащо, в което рибата може да се намери.

Съседите не можеха да нахвалят талантливия младеж, който за минути можеше да ремонтира не само часовници, но и фабрични машини като стругове!

Славата на самоукия изобретател надхвърли Нижни Новгород и се разпространи в цяла Русия. Но истинската слава дойде на Иван Кулибин в момента, когато през 1764 г. той отиде в Санкт Петербург и подари на императрица Екатерина II уникален часовник с яйца, върху който работи повече от две години. Часовникът с размерите на гъше яйце се състои от 427 части, които могат да се видят само под лупа. Удряха на всеки час, половин и дори четвърт час. Корпусът на „часовника с фигура на яйце“ (както го нарече Кулибин) беше направен от позлатено сребро и покрит със сложни шарки. Долната половина на кутията се сгъна назад и тогава се виждаха циферблатът и малките елегантни стрелки.

Освен това часовникът съдържаше малък миниатюрен театър. В края на всеки час вратите се отваряха, разкривайки златен дворец, в който автоматично се играеше представлението. На „Божи гроб” стояха войници с копия. Входната врата била блокирана с камъни. Половин минута след отварянето на двореца се появил ангел, камъкът бил отместен, вратите се отворили и воините, обзети от страх, паднали по очи. Половин минута по-късно се появиха „жените мироносици”, забиха камбаните и се изпя три пъти стиха „Христос воскресе”. Всичко беше тихо и вратите затвориха двореца.

От злато и сребро са излети фигурите на ангели, воини и жени-мироносици. С помощта на специални стрелки беше възможно да се задейства театралното действие във всеки един момент. По обяд часовникът засвири химн, съставен от Кулибин в чест на императрицата. В момента този уникален часовник може да се види в Ермитажа.

Възхитената императрица веднага назначи Кулибин за ръководител на главната механична работилница на Петербургската академия на науките. Иван Петрович Кулибин се премества със семейството си в Санкт Петербург и работи в Академията в продължение на тридесет години, като носи голяма полза на родината и народа си. Строителната техника, транспортът, комуникациите, селското стопанство и други индустрии пазят прекрасните изобретения на Иван Кулибин.

Имайки голяма слава, Иван Петрович беше много скромен човек. Никого не е учил и наставлявал. Никога не пушеше тютюн, не играеше карти и не пиеше алкохол. Пишеше поезия. Иван Петрович беше абсолютно безразличен не само към славата, но и към парите: той раздаде своите изобретения на хората. Той похарчи всички пари, които спечели, за създаване на изобретения и закупуване на необходимите части и инструменти.

Семейството му живееше много скромно. Иван Петрович даде цялото си време и талант за доброто на хората. Днес оригиналните самоуки изобретатели се наричат ​​Кулибини.

Подготви Инна Баканова

Иван Петрович Кулибин

Повечето известен изобретения Иван Кулибина

Джобен планетен часовник със седем ръце

Те показват часове, минути, секунди, дни от седмицата, месеци, фази на луната и часове на изгрев и залез в Москва и Санкт Петербург, както и часа на зазоряване. Този часовник не е оцелял, може да се представи само от чертежите и рисунките на самия изобретател.

Водоход

Знаейки за упоритата работа на обикновените хора, които с помощта на физическата си сила издърпаха кораба до брега, Кулибин реши да изобрети речен кораб, който може да се движи срещу течението, без да използва сила от хора и животни. През 1782 г. Кулибин изобретява такъв съд. Въпреки успешните тестове, по някаква причина те не са използвали водните пътища.

Оптичен телеграф

Разбирайки значението на бързата комуникация за такава голяма страна като Русия, Кулибин през 1794 г. разработва проект за семафорен телеграф. Той реши проблема перфектно и освен това разработи оригиналния код за трансмисиите. Изобретението на Кулибин имаше ефект, но Академията на науките „не намери пари за изграждането на телеграфна линия“.

Прожектор

През 1779 г. Кулибин проектира своя прочут фенер с рефлектор, който дава мощна светлина от обикновена свещ. Светлината на свещта се отразяваше в много огледала, залепени заедно в едно голямо вдлъбнато огледало. Отразената светлина от свещ може лесно да бъде насочена към желаното място чрез завъртане на тялото на прожектора. Изобретеният прожектор направи възможно да се види човек в тъмното на разстояние повече от 500 стъпки. През деня и при ясно време светлината на прожектора на Кулибин се виждаше на разстояние 10 км. Изобретателят искаше да използва фенера на морски кораби и фарове или да осветява улици, но по времето на Кулибин фенерът не намери приложение. Само век по-късно на негова основа са измислени прожектори и прожектори. Фенерът на Кулибин се намира в Музея на речния флот (Нижни Новгород).

"Механичен крак"

През 1791 г. изобретателят разработва дизайн на „механичен крак“ за офицер, който губи крака си в битката при Очаков. Протезата Кулибински практически замени изгубения крак. Протезата се състоеше от отделни блокове, свързани с панти, гуми и колела, позволяваше огъване в колянната става и имитираше човешки крак. По-късно Кулибин излезе с протеза, която да замени крака, ампутиран над коляното. Механизмът на движение позволява да се възпроизвеждат движения на бедрото и подбедрицата, които са близки до естествените.

Повдигащ се стол

През 1793 г. Кулибин създава повдигащ се стол, прототипът на модерния асансьор. Механизмът за повдигане на стола работеше с помощта на един или двама души, които повдигаха кабината със специални гайки, движещи се по два вертикално монтирани ходови винта. Този стол е монтиран в Зимния дворец, където е бил използван три години. След смъртта на императрица Екатерина II асансьорът е забравен, а повдигателното устройство е зазидано. Едва в началото на 21 век, по време на реставрация, бяха открити фрагменти от повдигателното устройство.

Сводест дървен мост

През 1776 г. Кулибин разработва проект за сводест дървен еднопролетен мост през Нева. Комисията на Академията на науките призна, че изчисленията на Кулибин са правилни и мостът може да бъде построен. Решение за изграждането на моста обаче не е взето. Вероятно един от основните аргументи срещу това беше страхът, че такава конструкция бързо ще загуби устойчивостта си, когато дървените елементи изгният. В областта на дървеното мостостроене дизайнът на Кулибин и до днес остава ненадминато постижение.

Триколесна количка-тротинетка

Триколесният механизъм можеше да развива скорост до 16,2 км/ч и съдържаше основното шаси на автомобила: скоростна кутия, спирачка, маховик и търкалящи лагери. Количката е предназначена за един или двама пътници и се задвижва от педали, върху които човек стои, като ги натиска последователно с краката си. Въз основа на рисунките на Кулибин е пресъздаден работещ модел на скутера. Сега е изложена в Политехническия музей.*

* Музей на науката и индустрията — един от най-старите научни и технически музеи в света, разположен в Москва на площад Нова. Съхранява над 190 хиляди музейни предмета, около 150 музейни колекции в различни области на техниката и научните познания.