زندگینامه ارشمیدس (ریاضیدان یونانی)

[Amirhoo3in]

ریاضیدان یونانی ( 212 – 287ق.م )
ویرایش : مریم فودازی

ارشمیدس دانشمند و ریاضیدان یونانی در سال 212 قبل از میلاد، در شهر سیراکوز یونان چشم به جهان گشود و در جوانی برای آموختن دانش به اسکندریه رفت. وی بیشتر دوران زندگی خود را در زادگاهش گذرانید و با فرمانروای این شهر، رابطه دوستی نزدیک داشت.

در اینجا سخن از معروفترین استحمامی است که یک انسان در تاریخ بشریت انجام داده است. در داستانها چنین آمده که بیش از 2000 سال پیش در شهر سیراکوز، پایتخت ایالت یونانی سیسیل آن زمان، ارشمیدس ریاضیدان و مشاور دربار پادشاه یمرون، یکی از معروفترین اکتشافات خود را در خزینه حمام انجام داده است. روزی در حمام عمومی، پایش را داخل خزینه نهاد و در آن نشست. در حین انجام این کار، بالا آمدن آب خزینه را مشاهده نمود و ناگهان فکری به مغزش خطور کرد. او بلافاصله لنگی را به دور خود پیچید و با این شکل و شمایل به سمت خانه روانه شد و مرتب فریاد می زد، یافتم، یافتم. او چه چیزی را یافته بود؟ پادشاه به او ماموریت داده بود كه راز جواهر ساز خیانتکار دربار را کشف و او را رسوا کند. شاه هیرون بر کار جواهر ساز شک کرده بود و چنین می پنداشت که بخشی از طلای تاج شاهی را برای خود برداشته و باقی آن را با فلز نقره که بسیار ارزانتر بود، مخلوط کرده و تاج را ساخته است. هر چند ارشمیدس می دانست که فلزات گوناگون وزن مخصوص متفاوت دارند، ولی تا آن لحظه این طور فکر می کرد که مجبور است تاج شاهی را ذوب كرده، آنرا به صورت شمش طلا قالب ریزی کند تا بتواند وزن آن را با شمش طلای نابی به همان اندازه مقایسه کند؛ اما در این روش، تاج شاهی از بین می رفت، پس او به دنبال راه دیگری بود. در خزینه حمام مشاهده نمود كه آب خزینه بالاتر آمده و بلافاصله تشخیص داد که بدن او میزان معینی از آب را در خزینه حمام پس زده و جا به جا کرده است.

وی با عجله و سراسیمه به خانه بازگشت و شروع به آزمایش عملی این یافته کرد. او چنین اندیشید که اجسام هم اندازه، مقدار آب یکسانی را جا به جا می کنند، ولی اگر از نظر وزنی به موضوع نگاه کنیم، یک شمش نیم کیلویی طلا کوچکتر از یک شمش نقره به همان وزن است( طلا تقریباٌ‌ دو برابر نقره وزن دارد). بنابراین، باید مقدار کمتری آب را جا به جا کند. این فرضیه ارشمیدس بود و آزمایشهای او این فرضیه را اثبات کرد. او برای این کار نیاز به یک ظرف آب و سه وزنه با وزنهای مساوی داشت که این سه وزنه عبارت بودند از: تاج شاهی، هم وزن آن طلای ناب و دوباره هم وزن آن نقره ناب.
او در آزمایش خود، تشخیص داد که تاج شاهی میزان بیشتری آب را نسبت به شمش طلای هم وزنش پس می راند، ولی این میزان آب کمتر از میزان آبی است که شمش نقره هم وزن آن را جا به جا می کند. به این ترتیب، ثابت شد که تاج شاهی از طلای ناب و خالص ساخته نشده، بلکه جواهر ساز متقلب و خیانتکار آن را از مخلوطی از طلا و نقره ساخته است و به این ترتیب، ارشمیدس یکی از چشمگیرترین رازهای طبیعت را کشف کرد و آن هم اینکه، می توان وزن اجسام سخت را به وسیله مقدار آبی که جا به جا می کنند، اندازه گیری کرد. این قانون« وزن مخصوص» را اصل ارشمیدس می نامند که امروزه به آن چگالی هم می گویند. حتی امروز با گذشت 23 قرن از آن زمان، بسیاری از دانشمندان در محاسبات خود متکی به این اصل هستند.

به هر حال، ارشمیدس در رشته ریاضیات از ظرفیت هوشی بسیار بالا و چشمگیری برخوردار بود. وی توانست سطح و حجم اجسامی مانند کره، استوانه و مخروط را حساب کند و روش نوینی را برای اندازه گیری در دانش ریاضی پدید آورد. بدست آوردن عدد نیز از کارهای گرانقدر وی می باشد. او کتابهایی درباره خصوصیات و روش های اندازه گیری اشکال هندسی و حجم آنها از قبیل مخروط ، منحنی حلزونی و خط مارپیچ، سهمی، سطح کره «ماده غذایی» و استوانه نوشت. علاوه بر آن، قوانینی درباره سطح شیب دار، پیچ اهرم و مرکز ثقل کشف کرد.

ارشمیدس در مورد خودش گفته ای دارد که با وجود گذشت قرنها جاودان مانده است. وی بیان می دارد : « نقطه اتکایی به من بدهید، من زمین را از جا بلند خواهم کرد». عین همین مطلب، به صورت دیگری در متون ادبی زبان یونانی از قول ارشمیدس نقل شده است؛ اما مفهوم در هر دو صورت یکی است. ارشمیدس همچون عقاب، گوشه گیر و منزوی بود. در جوانی به مصر مسافرت کرد و مدتی در شهر اسکندریه به تحصیل پرداخت و در این شهر دو دوست قدیمی یافت. یکی از آنها « کونون» ( این شخص ریاضیدان قابلی بود که چه از لحاظ فکری و چه به لحاظ شخصیت، احترام بسیاری برای ارشمیدس قائل بود) و دیگری « اراتوستن» که گرچه ریاضیدان لایقی بود، اما مردی سطحی به شمار می رفت که برای خویش احترام خارق العاده ای قائل بود.

ارشمیدس با کونون ارتباط و مکاتبه دائمی داشت و قسمت مهمی از آثار خویش را در این نامه ها با او در میان گذاشت. با درگذشت كونون، ارشمیدس با شاگردان وی مکاتبه می کرد.

یکی از روشهای نوین ارشمیدس در ریاضیات، به دست آوردن عدد بود. وی برای محاسبه عدد پی، یعنی نسبت محیط دایره به قطر آن، روشی را ارائه داد و ثابت کرد که عدد محصور مابین 7/1 3 و 71/10 3 است. گذشته از آن، روشهای مختلف او برای تعیین جذر تقریبی اعداد نشان می دهد که وی قبل از ریاضی دانان هندی، با کسرهای متصل یا مداوم و متناوب آشنایی داشته است. وی در حساب، روش غیر عملی و چند عملی یونانیان را – که برای نمایش اعداد از علائم متفاوت استفاده می کردند- کنار گذاشت و دستگاه شمارشی را اختراع کرد که نوشتن و خواندن هر عدد بزرگی را امكان پذیر می ساخت.

دانش تعادل مایعات بوسیله ارشمیدس کشف شد و او توانست قوانین آنرا برای تعیین وضع تعادل اجسام غوطه ور به کار برد. همچنین برای اولین بار، برخی از اصول مکانیک را به وضوح بیان کرد و قوانین اهرم را کشف نمود.
در سال 1906 ج.ل. هایبرگ مورخ، دانشمند و متخصص تاریخ ریاضیات یونانی در شهر قسطنطنیه موفق به کشف مدرک با ارزشی شد.
این مدرک کتابی است به نام قضایای مکانیک و روش آنها که ارشمیدس برای دوست خود اراتوستن فرستاده بود. موضوع این کتاب، مقایسه حجم یا سطح نامعلوم شکلی با حجم و سطوح معلوم اشکال دیگر است که بوسیله آن، ارشمیدس موفق به تعیین نتیجه مطلوب می شد.
این روش یکی از عناوین افتخار ارشمیدس است که ما را مجاز می دارد تا او را اندیشمندی متجدد و امروزی بدانیم، زیرا وی همه چیز و هر چیزی را که استفاده از آن به نحوی ممکن بود، به کار می برد تا بتواند به مسائلی که ذهن او را مشغول می داشتند، حمله ور گردد. دومین نکته ای که ما را مجاز می دارد تا عنوان متجدد را به ارشمیدس بدهیم، روشهای محاسبه اوست. وی دو هزار سال قبل از اسحاق نیوتن و لایب نیتس موفق به اختراع «حساب انتگرال» شد و حتی در حل یکی از مسائل خویش نکته ای را به کار برد که بر مبنای آن، می توان او را از پیشقدمان حساب دیفرانسیل دانست.

زندگی ارشمیدس- همچون زندگی هر ریاضیدان دیگری که تامین کامل داشته باشد و بتواند همه ممکنات هوش و نبوغ خود را به مرحله اجرا درآورد- با آرامش کامل می گذشت.
در سال 287 قبل از میلاد كه رومیان شهر سیراکوز را به تصرف خود درآوردند، سردار رومی مارسلوس دستور داد که هیچ یک از سپاهیانش حق اذیت و آزار، توهین و ضرب و جرح این دانشمند و متفکر مشهور و بزرگ را ندارند. با این وجود، ارشمیدس قربانی غلبه رومیان بر شهر سیراکوز شد. او به وسیله یک سرباز مست رومی به قتل رسید و این در حالی بود که در میدان بازار شهر در حال اندیشیدن به یک مسئله ریاضی بود.
می گویند آخرین کلمات او این بود : دایره های مرا خراب نکن. به این ترتیب، زندگی ارشمیدس بزرگترین دانشمند تمام دوران ها خاتمه پذیرفت. این ریاضیدان بی دفاع 75 ساله، در 287 قبل از میلاد درگذشت.