Історія відкриття закону Архімеда

Архімед, один з найвидатніших учених Стародавньої Греції, блискучий математик і механік, жив в Сіракузах в III столітті до н. е. У той час в Сіракузах правил цар Гиерон. Одного разу Гиерон, отримавши від майстрів замовлену їм золоту корону, засумнівався в їх чесності; йому здалося, що вони приховали частину золота, виданого на її виготовлення, і замінили його сріблом. Але як викрити ювелірів в підробці? Викликав Гиерон Архімеда, на той час уже прославився дотепними рішеннями багатьох проблем, і доручив йому визначити, чи є в золотій короні домішка срібла. Зараз таке завдання по плечу навіть школяреві. Питома вага кожного з металів є в будь-якому довіднику, визначити питому вагу сплаву зовсім не важко: взяв зразок, зважив його, потім опустив в воду і визначив обсяг витісненої ним рідини, поділив перше число на друге і по співвідношенню питомих ваг знайшов частку кожного металу. Ось і вся премудрість. Але 2200 років тому Архімед, вийшовши після царської аудієнції, навіть не знав, що таке питома вага. Завдання перед ним стояла в найзагальнішому вигляді, і ніяких конкретних шляхів її вирішення він знайти не міг. Але шукав їх. Шукав постійно, не перестаючи думати про це, коли займався іншими справами. Інакше, якби викидав її з голови всякий раз, як припиняв роботу, не могло б статися те прямо-таки казкове подія, яке і лягло в основу легенди.

Сталося воно, як кажуть, в лазні. Лазні в той час представляли собою місце не тільки для миття, але і для світських зустрічей, розваг, спортивних ігор. Спочатку Архімед, напевно, повправлявся гирями, потім зайшов в парильню, там його помасажувати, потім він поговорив з друзями, може бути розповів їм про свій останній відвідуванні царя Гієрона - прийом у царя завжди подія, - не виключено, що повідав про його задачі і поскаржився на труднощі рішення. А потім він, як і годиться, намилився попелом і поліз у ванну. І ось тут-то і сталося головне. Власне, нічого нового не сталося, сталося те, що буває щоразу, коли будь-яка людина, навіть не вчений, сідає в будь-яку, навіть не мармурову ванну - вода в ній піднімається. Але то, на що зазвичай Архімед не звертав ніякої уваги, раптом зацікавило його. Він підвівся - рівень води опустився, він знову сів - вода піднялася; причому піднімалася вона в міру занурення тіла. І ось в цю мить Архімеда осінило. Він угледів в десятці раз проведеному досвіді натяк на те, як обсяг тіла пов'язаний з його вагою. І зрозумів, що завдання царя Гієрона вирішувана. І так зрадів своїй випадкову знахідку, що як був - голий, із залишками золи на тілі - побіг додому через місто, оголошуючи вулицю криками: «Еврика! Еврика! »

Перший твір - розрахунок складу царської корони - до нас не дійшло, і тому ми не знаємо точно ні обставин, пов'язаних з вирішенням задачі Гиерона, ні долі майстрів, які виготовили корону. Друге ж твір - трактат «Про плаваючих тілах» - нам відомо і дає повне право стверджувати: відкриття закону Архімеда не випадково.

Адже не були ж випадкові все його інші відкриття: аксіома Архімеда, на якій побудований в сучасній математиці і геометрії процес послідовного ділення; архимедів гвинт - пристрій, винайдене для перекачування рідин і застосовується до цих пір в багатьох машинах; закон важеля, що дозволяє за допомогою порівняно невеликого зусилля піднімати великі вантажі; прилад для вимірювання видимого діаметра Сонця; небесний глобус, на якому можна бачити рух планет, сонячне і місячне затемнення, і ще багато-багато математичні дослідження і інженерні знахідки, яких би цілком вистачило на успішну діяльність кількох людей.

Навіть античні історики, нерідко схильні до прикрашання подвигів своїх героїв - а Архімед був героїчною постаттю, - ніде не натякають більш на випадковість його творчості. Так чи правомірно тоді говорити про випадковість відкриття питомої ваги і закону про плаваючі тіла? Людина, настільки тонко розбирається в математиці, механіці, астрономії, вже не раз показав, на що здатен його проникливий розум, хіба не вирішив би він завдання царя Гієрона, навіть якби не допоміг йому випадок з ванною? Все одно б вирішив - нехай трохи пізніше, нехай шляхом якихось інших асоціацій, може бути спостерігаючи різну осадку по-різному навантажених галер.

Прийди Архімед до такого ж рішення не в бані, а вдома, згадавши одну зі своїх колишніх купань, і ніхто не наважився б стверджувати, що вчений випадково натрапив на відкриття. Навпаки, сказали б, що не випадково правильне рішення знайшов саме Архімед - людина, здатна використовувати розрізнені спостереження для узагальнень, що мають універсальний, всеосяжний характер. Адже в зближенні начебто далеких явищ і полягає один з найпотужніших методів наукового мислення. З цієї точки зору, використання спостережень над зануренням в воду власного тіла - цілком правомірний прийом і зовсім навіть не випадковий, а обов'язковий. Значить, вся справа в кілька випадковому місці і уявній випадковим привід.