Archimède (287-212 AEC) était un mathématicien et ingénieur mécanique Grec, un pionnier dans les deux domaines, plusieurs siècles en avance sur ses contemporains. Aujourd’hui, il est surtout connu pour avoir formulé le principe D’Archimède, également connu sous le nom de loi de la flottabilité, mais il a observé de nombreuses autres lois de la physique et enregistré ses observations comme des théorèmes mathématiques.
ses travaux peuvent être classés en trois groupes:
- travaux qui prouvent des théorèmes liés aux solides et aux zones délimitées par des courbes et des surfaces.,
- travaux qui analysent les problèmes en statique et hydrostatique d’un point de vue géométrique.
- divers travaux, y compris certains qui mettent l’accent sur le comptage, comme le sable Reckoner.
contexte historique
Le succès D’Archimède dans l’application de ses connaissances mathématiques aux armes de guerre a joué un rôle majeur pendant la guerre entre Rome et Syracuse pendant la Seconde Guerre punique. Le développement de ce conflit remonte à environ 290 avant notre ère lorsque les Romains sont devenus les nouveaux dirigeants de l’Italie centrale et ont commencé à conquérir les villes grecques sur la côte italienne., En 270 AEC Hiero II (308-215 AEC) est devenu roi de Syracuse, situé sur l’Île de Sicile, et la ville a connu une dernière période de prospérité. En Sicile, Romains et Carthaginois ont été confrontés et en 264 AEC, la Première Guerre punique a commencé. Les Carthaginois étaient les maîtres de la mer, de sorte que les Romains comptaient sur l’aide des villes grecques du Sud afin de construire leurs propres navires et pouvaient donc combattre les Carthaginois en mer. En 241 avant notre ère, Rome vainquit Carthage et s’empara de la Sicile., Pendant son règne, Hiéron II est resté en termes pacifiques avec les Romains et lorsque Rome a repris la Sicile après la Première Guerre punique, Syracuse est restée indépendante.
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En 218 avant notre ère, la Seconde Guerre Punique a commencé; c’était la deuxième grande guerre entre Carthage et Rome. En 215 avant notre ère, Hiéron II est mort et son successeur Hiéronymus a pris une très mauvaise décision en changeant de camp et en soutenant Carthage: il pensait que les Romains perdraient la guerre., Les Romains n’étaient pas heureux de cette décision, et ils l’ont clairement fait en assiégeant la ville de Syracuse de 214 à 212 AEC. À la fin, les Romains sont entrés dans la ville, ont massacré et asservi ses citoyens, et l’ont mise à sac.
Pendant le temps d’Archimède, le centre de la culture grecque a été Alexandrie, le plus grand centre de bourse en ce moment., Ici Archimède, fils d’un astronome nommé Phidias, a reçu la meilleure formation disponible dans plusieurs disciplines, y compris les mathématiques sous les successeurs D’Euclide. La dévotion d’Archimède aux mathématiques a été comparée à celle de Newton; les deux ont souvent négligé la nourriture, les boissons et même les soins de base de leur corps afin de continuer à étudier les mathématiques., Plutarque a écrit sur Archimède quelque trois siècles plus tard:
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Il n’est pas possible de trouver dans toute géométrie des questions plus difficiles et complexes, ni des explications plus simples et plus lucides. Certains attribuent cela à son génie naturel; tandis que d’autres pensent qu’un effort et un labeur incroyables ont produit ces résultats, à toutes les apparences, faciles et sans travail.,
(Durant, 629)
Principe D’Archimède
Comme tous les personnages importants de l’Antiquité qui étaient extrêmement talentueux, son histoire s’est remplie au fil des siècles de nombreux mythes et autres récits non historiques pour soutenir sa particularité. L’un des premiers détails que nous lisons sur Archimède dans presque tous les récits de sa vie est la célèbre scène où il court humide et nu dans les rues de Syracuse en criant » Eureka!, Eureka!” (« J’ai trouvé!”). Ce fameux incident a commencé avec une couronne faite pour Hiero II., Le roi soupçonnait que l’artisan aurait pu garder pour lui une partie de l’or prévu pour la tâche et l’a remplacé par un mélange d’or et de matériaux de moindre qualité. Le roi voulait savoir si l’artisan remplaçait l’or, mais il voulait le savoir sans endommager la couronne, il a donc demandé à de nombreux experts de tester la couronne sans l’endommager.
On nous dit Qu’Archimède faisait partie de ces experts et après plusieurs semaines de réflexion, il a trouvé la réponse en entrant dans une baignoire aux bains publics. Il remarqua deux choses; premièrement, que l’eau débordait en fonction de la profondeur de son immersion, et deuxièmement, que son corps semblait peser moins plus il était submergé. Après cette révélation, si l’on en croit la légende, Archimède se précipita dans les rues de Syracuse, vraisemblablement nu et mouillé, criant d’excitation qu’il avait trouvé la réponse à la question du roi.
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Le principe D’Archimède, également connu sous le nom de loi de flottabilité, stipule que tout objet totalement ou partiellement immergé dans un fluide subira une force ascendante égale au poids du fluide déplacé. Ce principe a offert à Archimède un test pour la composition matérielle de la couronne. De retour chez lui, il découvrit qu’un poids donné d’argent, lorsqu’il était immergé, déplaçait plus d’eau qu’un poids égal d’or. La raison en est que l’argent a plus de volume par poids par rapport à l’or., Il a ensuite procédé à submerger la couronne et a comparé l’eau déplacée par elle avec une quantité d’or égale au poids de la couronne. Archimède a conclu que la couronne n’était pas entièrement en or, confirmant les soupçons du Roi, Et il a donc pu dire exactement combien d’or manquait.,
autres découvertes
dans ses travaux sur la mesure du cercle, Archimède arrive à la conclusion logique que le rapport de la circonférence d’un cercle à son diamètre, la constante mathématique que nous appelons aujourd’hui « pi” (π), est supérieur à 3 1/7 mais inférieur à 3 10/71; une très bonne approximation.
Dans un traité perdu que nous ne connaissons que par des résumés, Archimède a formulé la loi du levier et de l’équilibre. Il l’a fait si précisément qu’aucun progrès n’a été fait jusqu’au 16ème siècle de notre ère., Il a également découvert les avantages de la poulie pour soulever de gros poids. Il a été tellement étonné par les avantages mécaniques fournis par le levier et la poulie qu’il a déclaré: « donnez-moi un endroit pour me tenir debout, et je vais déplacer la Terre”. Le roi Hiero a mis Archimède au défi de mettre sa revendication à l’épreuve, alors Archimède a organisé une série intelligemment conçue de rouages et de poulies de telle manière que lui seul, assis à une extrémité du mécanisme, a réussi à tirer un navire complètement chargé hors de l’eau et à le placer sur la terre, une tâche qu’une centaine,
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malgré toutes les lois physiques qu’il a découvertes, Archimède ne les a jamais réellement appelées lois, ni ne les a décrites en référence à l’observation et à la mesure; il les a plutôt traitées comme de purs théorèmes mathématiques, dans la logique d’un système similaire à celui développé par Euclide pour la géométrie., La science grecque à L’époque D’Archimède avait tendance à sous-évaluer les observations et à privilégier les arguments logiques: les Grecs croyaient que la connaissance la plus élevée était basée sur un raisonnement déductif. Cela n’a cependant pas empêché Archimède d’expérimenter; en fait, il se distingue de ses contemporains parce qu’il a appliqué avec succès ses connaissances théoriques dans la pratique. Mais la façon dont il présente ses découvertes est toujours d’un point de vue mathématique, et il n’a jamais tenté d’offrir une description systématique du point de vue de l’ingénierie., De plus, quand il se réfère à des expériences mécaniques, il les utilise en fait pour aider à la compréhension des mathématiques. Cela montre une différence clé dans l’approche entre la science ancienne, où l’expérimentation était utilisée pour aider à la compréhension théorique, et la science moderne, où la théorie est utilisée pour rechercher des résultats pratiques.
Mort & Héritage
Après la mort de Hiéron II, la guerre a commencé entre Syracuse et les Romains. La ville a été attaquée à la fois par terre et par mer. L’Âge de 75 ans n’a pas empêché Archimède de jouer un rôle central dans la défense de la ville., Appliquant ses compétences d’ingénieur, il a développé et aménagé des catapultes qui lançaient de lourdes pierres à grande distance, percé des trous dans les murs de la ville pour que les archers puissent tirer leurs flèches et installé des grues capables de libérer un grand poids de pierres sur les navires romains lorsqu’ils étaient à portée de main. Ces inventions étaient si efficaces que Marcus Claudius Marcellus, le commandant romain, a abandonné l’idée d’attaquer Syracuse et a décidé qu’un siège était le seul moyen de briser la ville. En 212 avant notre ère, la ville affamée se rendit et les Romains capturèrent Syracuse.,
Marcellus a été tellement impressionné par le génie d’Archimède qu’il a ordonné que le talentueux grec doit être capturé vivant. Néanmoins, lorsque les soldats romains ont localisé Archimède, il était sur la plage en train de dessiner des figures géométriques dans le sable et de travailler sur l’un de ses nombreux théorèmes. Il a ignoré les ordres des soldats et a demandé un peu plus de temps pour terminer son travail., Les soldats furieux, se sentant probablement un peu insultés, ont immédiatement tué l’un des plus grands esprits de toute l’histoire.
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Archimède est mort, mais ses idées n’ont pas pu être tuées, et les œuvres D’Archimède, après de nombreuses aventures et traductions au Moyen Âge, ont survécu sous une forme accessible., Pendant la Renaissance, le travail D’Archimède a suscité un large intérêt dans le mouvement scientifique en développement. Galilée était très intéressé par Archimède en raison de l’application des mathématiques à la physique et beaucoup de ses expériences intelligentes. Le monde occidental devrait attendre Léonard de Vinci pour voir un plus grand génie mécanique.
