حياته
لا يُعرف سوى القليل عن حياة أرخميدس. وُلد في مدينة سرقوسة في صقلية، والتي كانت آنذاك مستعمرة يونانية. يُعتقد أن والده كان عالم فلك يُدعى فيدياس. درس أرخميدس في الإسكندرية، التي كانت مركزًا للعلوم والرياضيات في العالم القديم. كان على علاقة صداقة مع إيراستوستينس، عالم الرياضيات والجغرافيا الشهير.
عاد أرخميدس إلى سرقوسة، حيث كرس نفسه للبحث العلمي والاختراعات. خلال الحرب البونيقية الثانية، لعب أرخميدس دورًا حاسمًا في الدفاع عن سرقوسة ضد الرومان. يُقال إنه قام بتصميم آلات حرب مبتكرة، مثل المنجنيقات والمرايا الحارقة، التي ألحقت أضرارًا جسيمة بالأسطول الروماني. قُتل أرخميدس على يد جندي روماني خلال سقوط سرقوسة عام 212 قبل الميلاد.
اكتشافاته وإسهاماته في الرياضيات
قدم أرخميدس إسهامات كبيرة في مختلف فروع الرياضيات، بما في ذلك الهندسة والحساب. من بين أبرز اكتشافاته:
- حساب مساحة الدائرة: توصل أرخميدس إلى طريقة دقيقة لحساب مساحة الدائرة، حيث أثبت أن مساحة الدائرة تساوي πr²، حيث r هو نصف قطر الدائرة.
- حساب حجم الكرة: توصل أرخميدس إلى صيغة لحساب حجم الكرة، حيث أثبت أن حجم الكرة يساوي (4/3)πr³، حيث r هو نصف قطر الكرة. كان أرخميدس فخورًا جدًا بهذا الاكتشاف، لدرجة أنه طلب وضع رسم للكرة داخل أسطوانة على قبره.
- تقدير قيمة π (باي): قام أرخميدس بتقدير قيمة π (باي) بين 3 1/7 و 3 10/71، وهي قيمة دقيقة جدًا بالنسبة لعصره. استخدم أرخميدس طريقة الإحاطة بالمضلعات لحساب قيمة π.
- دراسة الأشكال الحلزونية: درس أرخميدس الأشكال الحلزونية، وخاصة الحلزون الذي يحمل اسمه (حلزون أرخميدس).
اكتشافاته وإسهاماته في الفيزياء
قدم أرخميدس أيضًا إسهامات كبيرة في الفيزياء، وخاصة في مجال الميكانيكا والموائع. من بين أبرز اكتشافاته:
- مبدأ الطفو: اكتشف أرخميدس مبدأ الطفو، الذي ينص على أن الجسم المغمور في سائل يتعرض لقوة دفع إلى الأعلى تساوي وزن السائل الذي يزيحه الجسم. يُقال إن أرخميدس اكتشف هذا المبدأ أثناء الاستحمام، عندما لاحظ أن مستوى الماء يرتفع عند دخوله الحوض.
- قانون الروافع: اكتشف أرخميدس قانون الروافع، الذي يصف العلاقة بين القوة والمسافة في الرافعة. يُقال إن أرخميدس قال: “أعطني مكانًا أقف فيه، وسأحرك الأرض”.
- مركز الثقل: درس أرخميدس مفهوم مركز الثقل، وطور طرقًا لتحديد مركز الثقل للأجسام المختلفة.
الاختراعات الهندسية
يُنسب إلى أرخميدس تصميم العديد من الآلات والاختراعات الهندسية المبتكرة، بما في ذلك:
- مضخة أرخميدس اللولبية: وهي آلة تستخدم لرفع المياه أو نقل المواد الأخرى. تتكون المضخة من لولب يدور داخل أسطوانة. تستخدم مضخة أرخميدس حتى اليوم في العديد من التطبيقات، مثل ري الأراضي الزراعية وتصريف المياه من المناجم.
- آلات الحصار الحربية: قام أرخميدس بتصميم آلات حرب مبتكرة للدفاع عن سرقوسة ضد الرومان. يُقال إنه قام بتصميم المنجنيقات التي كانت قادرة على إلقاء الصخور الكبيرة على السفن الرومانية، والمرايا الحارقة التي كانت تستخدم لتركيز أشعة الشمس على السفن الرومانية وإشعال النيران فيها.
- الكرة السماوية: يُنسب إلى أرخميدس تصميم كرة سماوية ميكانيكية تعرض حركة الشمس والقمر والكواكب.
أسطورة “يوريكا”
ترتبط باكتشاف أرخميدس لمبدأ الطفو قصة شهيرة. طلب هيرون الثاني، ملك سرقوسة، من أرخميدس التحقق مما إذا كان التاج الذهبي الذي صنعه صائغ الملك مصنوعًا من الذهب الخالص أم أنه تم خلطه بالفضة. واجه أرخميدس صعوبة في حل هذه المشكلة دون إتلاف التاج. أثناء الاستحمام، لاحظ أرخميدس أن مستوى الماء يرتفع عند دخوله الحوض، وأدرك أن حجم الماء المزاح يساوي حجم الجسم المغمور. قفز أرخميدس من الحوض وهو يصرخ “يوريكا!” (وجدتها!)، ثم قام بقياس حجم الماء الذي أزاحه التاج الذهبي، وقارنه بحجم الماء الذي أزاحته كمية مماثلة من الذهب الخالص. وبذلك تمكن من إثبات أن التاج لم يكن مصنوعًا من الذهب الخالص.
إرثه
ترك أرخميدس إرثًا دائمًا في العلوم والرياضيات والهندسة. يُعتبر أحد أعظم العلماء والمخترعين في التاريخ. ألهمت اكتشافاته وإسهاماته أجيالًا من العلماء والمهندسين. لا تزال أعماله تدرس حتى اليوم في الجامعات والمؤسسات التعليمية في جميع أنحاء العالم.
خاتمة
كان أرخميدس عالمًا عبقريًا ترك بصمة لا تُمحى في تاريخ العلوم والرياضيات. من خلال اكتشافاته في الفيزياء والرياضيات، واختراعاته الهندسية المبتكرة، أثر أرخميدس بشكل كبير على فهمنا للعالم من حولنا. سيظل اسمه محفورًا في ذاكرة التاريخ كواحد من أعظم العقول التي عرفتها البشرية.