アルキメデス：伝記、貢献、発明 - 理科 - 2025

シラキュースのアルキメデス（紀元前287年-紀元前212年）は、シチリア島の古代都市シラキュースのギリシャの数学者、物理学者、発明家、エンジニア、天文学者でした。彼の最も顕著な貢献は、アルキメデスの原理、枯渇法の開発、機械的方法、または最初のプラネタリウムの作成です。

彼は現在、ユークリッドとアポロニウスとともに古代数学の3つの最も重要な人物の1人と考えられています。なぜなら、それらの貢献は、微積分、物理学、幾何学、天文学の分野での時代の重要な科学的進歩を意味したからです。これにより、彼は人類史上最も著名な科学者の1人になりました。

彼の私生活の詳細はほとんど知られていないという事実（そして知られているものは疑わしい信頼性がある）にもかかわらず、彼の貢献は、今日まで保存されている彼の仕事と成果について書かれた一連の手紙のおかげで知られています。彼が何年もの間友人や当時の他の数学者と維持していた通信に。

アルキメデスは彼の発明で彼の時代に有名でした、そしてそれはそれらが多くのローマの侵略を成功裏に防ぐための戦争装置として使用されたという理由で彼の同時代の人から多くの注目を集めました。

しかし、彼は本当に重要なのは数学だけであり、彼の発明は応用幾何学の趣味の産物にすぎないと主張したと言われています。後世において、純粋な数学における彼の作品は、彼の発明よりもはるかに高く評価されています。

バイオグラフィー

シラキュースのアルキメデスは紀元前約287年に生まれました。彼の生い立ちについてはあまり知られていませんが、今日のシチリア島の主要な港湾都市であるシラキュースで生まれたと言えます。

当時、シラキュースはいわゆるマグナグラエキアを構成していた都市の1つであり、イタリア半島の南部地域とシチリア島に向かってギリシャ起源の開拓者が居住していた空間でした。

アルキメデスの母親に関する具体的なデータは知られていない。父親に関しては、これはフィディアスと呼ばれ、彼は天文学に捧げられたことが知られています。彼の父親に関するこの情報は、アルキメデスによって書かれた本 『砂のカウンター』の断片のおかげで知られています。

ギリシャの哲学者で天文学者であったヘラクリデスは、アルキメデスと親しい友人であり、彼についての伝記さえ書いた。ただし、このドキュメントは保存されていないため、そこに含まれるすべての情報は不明です。

一方、歴史家、哲学者、伝記作家のプルタルコは、Parallel Livesという本の中で、アルキメデスは紀元前265年からシラキュースで指揮を執っていた専制君主であるHiero IIと血縁を持っていたと述べています。

トレーニング

アルキメデスに関する情報がほとんどないため、彼がどこで最初のトレーニングを受けたのかははっきりしていません。

しかし、さまざまな歴史学者たちは、アルキメデスが地域で最も重要なギリシャの文化と教育の中心地であるアレクサンドリアで研究した可能性が高いと判断しています。

この仮定は、アルキメデスがおそらくアレクサンドリアで研究したことを示唆したギリシャの歴史家ディオドロスシークルスによって提供された情報によってサポートされています。

さらに、彼の作品の多くで、アルキメデス自身がその作品がアレクサンドリアに集中していた時代の他の科学者について言及しているため、実際にその都市で発展したと考えられます。

アルキメデスがアレクサンドリアで相互作用したと考えられている人物の一部は、地理学者、数学者、天文学者のキュレネのエラトステネス、および数学者で天文学者のコノンデサノスです。

家族の動機

一方、アルキメデスの父親が天文学者であったという事実は、彼がその後に示した傾向に顕著な影響を与えた可能性があります。なぜなら、若い頃から、科学の分野への特別な魅力が彼に証明されたからです。理科。

アレクサンドリアに滞在した後、アルキメデスはシラキュースに戻ったと推定されています。

科学的な仕事

シラキュースに戻った後、アルキメデスはさまざまな工芸品を考案し始め、すぐにこの都市の住民の間で人気を得ました。この時期、彼は完全に科学的な研究に専念し、さまざまな発明を生み出し、さまざまな数学的概念を彼の時代よりずっと先に推論しました。

たとえば、固体の曲面および平面図形の特性を研究することにより、後に開発された積分および微分計算に関連する概念を提起するようになりました。

同様に、アルキメデスは球に関連付けられた体積がそれを含む円筒のサイズの2倍に相当すると定義した人であり、レバーの法則に関する彼の発見に基づいて複合プーリーを発明したのは彼です。

シラキュースの紛争

紀元前213年、紀元前213年にローマ軍兵士がシラキュース市に入り、入植者を包囲して降伏させました。

この行動は、ギリシャの軍事および政治家マルコクラウディオマルセロが第二次世界大戦の枠組みの中で主導した。その後、シラキュースを征服したため、ローマの剣として知られていました。

2年間続いた紛争の最中、シラキュースの住民は勇気と凶暴さをもってローマ人と戦い、アルキメデスはローマ人を倒すのに役立つ道具や道具を作ることに専念したため、非常に重要な役割を果たしました。

最後に、マルコクラウディオマルセロがシラキュース市を占領しました。アルキメデスの偉大なインテリジェンスの前に、マルセロは彼を傷つけたり殺したりしないように厳格に命令しました。しかし、アルキメデスはローマの兵士の手によって殺されました。

死

アルキメデスは紀元前212年に亡くなりました。彼の死後130年以上前の紀元前137年に、作家、政治家、哲学者マルコトゥリオキケロはローマ政権の地位を占め、アルキメデスの墓を見つけたかったのです。

Ciceroが正確な場所を示す人物を見つけることができなかったため、この作業は簡単ではありませんでした。しかし、彼は最終的にそれを手に入れました。アグリジェントの門に非常に近く、悲惨な状態にありました。

キケロは墓を掃除し、球がシリンダーの内側に刻まれていることを発見しました。

彼の死についてのバージョン

最初のバージョン

バージョンの1つは、アルキメデスがローマの兵士に近づいたとき、数学的な問題を解決していたと述べています。アルキメデスが問題を解決するために少しの時間を求めたかもしれないと言われているので、兵士は彼を殺したでしょう。

2番目のバージョン

2番目のバージョンは最初のバージョンに似ています。それは都市が取られたときにアルキメデスが数学の問題を解決していたことを伝えます。

ローマの兵士が彼の敷地内に入り、マルケッレスに会うように命じました。アルケメデスは、彼が取り組んでいた問題を最初に解決しなければならないと答えました。この応答の結果、兵士は動揺し、彼を殺害しました。

3番目のバージョン

この仮説は、アルキメデスが彼の手に非常に多様な数学の道具を持っていたことを示しています。その後、兵士が彼を見て、彼が貴重なアイテムを運ぶことができるように思われたので、彼は彼を殺しました。

4番目のバージョン

このバージョンは、アルキメデスが地面の近くでうずくまっていて、彼が研究していたいくつかの計画を考えていたことを示しています。どうやら、ローマの兵士が後ろに近づき、それがアルキメデスであることを知らずに彼を撃ちました。

アルキメデスの科学的貢献

アルキメデスの原理

アルキメデスの原理は、古代科学の最も重要な遺産の1つとして現代科学によって考えられています。

歴史を通じて、そして口頭で、ヒエロン王が彼によって作られるように命じられた金の王冠が金だけで作られていたかどうかを確認するように依頼したおかげで、アルキメデスは彼の発見に偶然に到着したことが伝わりました純粋で他の金属は含まれていません。彼は王冠を破壊することなくこれをしなければなりませんでした。

アルキメデスがこの問題の解決方法を考えていたときに、入浴することを決意し、入浴すると、水に浸かると水位が上がることに気づきました。

このようにして、彼は「完全にまたは部分的に流体（液体または気体）に沈められたすべての物体は、物体によって取り除かれた流体の重量に等しい上向きの推力を受ける」という科学的原理を発見するようになります。

この原理は、流体が水中にある物体に上向きの力（上向きに押す）を及ぼすこと、およびこの押し力の量は、その重量に関係なく、水中の物体によって押し出される液体の重量に等しいことを意味します。

この原理の説明は浮選の現象を説明しており、浮体に関する彼の論文に記載されています。

アルキメデスの原理は、潜水艦、船舶、救命浮き輪、熱気球などの大量使用の物体の浮揚のために後世に広く適用されてきました。

機械的方法

アルキメデスの科学への最も重要な貢献のもう1つは、幾何学的問題の推論と議論に純粋に機械的な（つまり、技術的な）方法を含めることでした。

アルキメデスの文脈では、幾何学はもっぱら理論的な科学と見なされ、一般的なことは、純粋な数学から、その原理を適用できる他の実践的な科学に向かって降下したということです。

このため、今日では、科学分野として力学の先駆けと見なされています。

数学者が新しい方法を友人のエラトステネスに公開する書面で、彼はそれにより、力学を通じて数学の問題に取り組むことができ、幾何学定理の証明がすでにある場合は、それを構築する方が簡単であると指摘しています。事前の実用的な知識があり、それがわからない場合。

アルキメデスによって実行されたこの新しい研究方法は、現代の科学的方法の発見と仮説の定式化段階の先駆けとなるでしょう。

てこの法則の説明

レバーはアルキメデス以前から使用されていた単純な機械ですが、その動作を説明する原理を飛行機のバランスに関する論文で説明したのは彼でした。

この法律の策定において、アルキメデスは、2つのボディをその上に置いたときのレバーのさまざまな動作を、その重量とサポートポイントからの距離に応じて説明する原則を確立します。

このようにして、彼は、レバーに配置された測定可能な（可測）2つのボディが、それらの重量に反比例する距離にあるときにバランスを取ることを指摘しています。

同じように、計り知れない体（測定できない）もそうですが、この法則は、最初のタイプの体でのみアルキメデスによって証明できました。

彼のレバーの原理の定式化は、機械的方法の適用の良い例です。なぜなら、ドシテオ宛ての手紙で彼が説明したところによると、それは最初に彼が実践した機械的方法を通して発見されたからです。

後に彼は幾何学（理論）の方法を使用してそれらを公式化しました。身体に関するこの実験から、重心の概念も浮上しました。

科学的実証のための消耗または消耗方法の開発

枯渇は幾何学で使用される方法であり、面積が既知であることが意図されている他の図形の上に、碑文と外接によって、面積が既知の幾何学的図形を近似することで構成されます。

アルキメデスはこのメソッドの作成者ではありませんでしたが、巧みに開発し、それを介してPiの正確な値を計算することに成功しました。

アルキメデスは、消耗の方法を使用して、直径1の円周に六角形の内接および外接を行い、六角形の面積と外周の面積の差を不合理に減らします。

これを行うには、前の図に示すように、六角形を2等分し、最大16辺のポリゴンを作成しました。

このようにして、彼は（円周の長さとその直径の間の関係の）piの値が値3.14084507…と3.14285714…の間にあると指定するようになりました。

アルキメデスは使い果たされた方法を巧みに使用しました。これは、Piの値の計算にかなり低いエラーマージンで対処できただけでなく、したがって望ましいのですが、Piは無理数であるため、この方法と得られた結果は、微小微積分システムで発芽し、その後、現代の積分微積分で発芽する基礎を築きました。

円の測度

円の面積を決定するために、アルキメデスは、円の内側にぴったり収まる正方形を描くという方法を使用しました。

正方形の面積がその辺の合計であり、円の面積が大きいことを知って、彼は近似値を取得することに取り組み始めました。彼は、正方形の代わりに6辺のポリゴンを使用して、より複雑なポリゴンを操作することでこれを行いました。

アルキメデスは、数Piの真剣な計算に近づいた史上初の数学者でした。

球と円柱のジオメトリ

数学と物理学に関するアルキメデスの研究をまとめた9つの論文の中に、球と円柱の幾何学に関する2つの巻があります。

この作業は、半径の任意の球の表面積がその最大円の表面積の4倍であり、球の体積がそれが記されている円柱の体積の2/3であることを決定することです。

発明

オドメーター

キロメーターカウンターとしても知られるこの有名な男の発明品です。

このデバイスは、ホイールが回転すると、移動距離を計算できるギアを作動させるというホイールの原理に基づいて構築されました。

これと同じ原理に従って、アルキメデスは軍事および民間用にさまざまなタイプの走行距離計を設計しました。

最初のプラネタリウム

シセロ、オビッド、クラウディアン、マルチャーノカペラ、カシオドロス、セクストゥスエンピリカス、ラクタンティウスなど、多くの古典作家の証言に基づいて、今日、多くの科学者が最初の初歩的なプラネタリウムの誕生をアルキメデスに帰しているとしています。

これは、惑星の動きを模倣することができた一連の「球」で構成されるメカニズムです。これまでのところ、このメカニズムの詳細は不明です。

シセロによると、アルキメデスによって建てられたプラネタリウムは2つでした。それらの1つでは、地球とその近くのさまざまな星座が表現されました。

もう1つは、1回の回転で、太陽、月、惑星は、実際の日と同じように、恒星に関連して独自の独立した動きをしました。後者では、さらに、月の連続したフェーズと日食が観察されました。

アルキメデスのネジ

アルキメデスのネジは、チューブまたはシリンダーを使用して、下から坂を上って水を運ぶために使用されるデバイスです。

ギリシャの歴史家ディオドロスによれば、本発明のおかげで、古代エジプトのナイル川沿いにある肥沃な土地の灌漑が促進されました。

使用されているシリンダーの内部には同じ長さのスクリューがあり、回転レバーによって手動で回転運動を実行するプロペラまたはフィンのシステムを相互接続し続けます。

このようにして、プロペラはなんとか物質を下から上に押し上げ、一種の無限回路を形成します。

アルキメデスの爪

アルキメデスの爪、または知られている鉄の手は、この数学者によって作成された最も恐ろしい戦争の武器の1つであり、ローマの侵攻からシチリアを守るために最も重要になりました。

ドレクセル大学の教授であるChris Rorres（数学科）とHarry Harris（土木工学および建築学科）が実施した調査によれば、レバーに取り付けられたフックが大きなレバーでした。そこから吊るされた鎖によって。

レバーを介してフックが操作され、敵の船に落下しました。フックの目的は、フックを上げて、リリースされたときに完全に転倒させたり、岸の岩に衝突させたりできるようにすることです。

ロレスとハリスはこのシンポジウム「古代の特別な機械と構造」（2001）で発表しました。

この研究を実行するために、彼らは古代の歴史家ポリビウス、プルタルコス、ティトリビオの議論に依存しました。

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