Acsimet: 5 phát minh thay đổi thế giới mà bạn chưa biết | montoan.com.vn

Archimedes (Acsimet) của Syracuse là một nhà toán học, nhà vật lý, kỹ sư, nhà phát minh và nhà thiên văn học người Hy Lạp. Mặc dù các chi tiết về cuộc đời ông còn ít được biết đến, nhưng ông được coi là một trong những nhà khoa học hàng đầu của thời kỳ cổ đại.

Cuộc đời nhà bác học Acsimet

Tiểu sử

Acsimet (284 - 212 trước Công nguyên) là nhà giáo, nhà bác học vĩ đại của Hy Lạp cổ đại. Ông sinh tại thành phố Syracuse, một thành bang của Hy Lạp cổ đại. Cha của Acsimet là Phidias, một nhà thiên văn và toán học nổi tiếng, người đã đích thân giáo dục và hướng dẫn ông đi sâu vào hai bộ môn này. Năm 7 tuổi, ông học khoa học tự nhiên, triết học, văn học. Mười một tuổi, ông đi du học Ai Cập, là học sinh của nhà toán học nổi tiếng Ơclit, rồi Tây Ban Nha và định cư vĩnh viễn tại thành phố Cyracuse, xứ Sicile. Nhờ được hoàng gia tài trợ về tài chính, ông đã cống hiến hoàn toàn cho nghiên cứu khoa học.

Acsimet có nhiều đóng góp to lớn trong lĩnh vực Vật lý, Toán học và Thiên văn học.

• Về Vật lý: Ông là người đã sáng chế ra chiếc máy bơm dùng để tưới tiêu nước cho đồng ruộng Ai Cập, là người đầu tiên sử dụng hệ thống các đòn bẩy và ròng rọc để nâng các vật lên cao, và là người đã tìm ra định luật về sức đẩy của nước.
• Về Toán học: Acsimet đã giải bài toán về tính độ dài của đường cong, đường xoắn ốc. Đặc biệt, ông đã tính ra số Pi bằng cách đo hình có nhiều góc nội tiếp và ngoại tiếp.
• Về Thiên văn học: Ông đã nghiên cứu sự chuyển động của Mặt Trăng và các vì sao.

Acsimet suốt cuộc đời say sưa học tập, nghiên cứu. Tương truyền rằng ông đã tìm ra định luật về sức đẩy của nước khi đang tắm. Ông đã sung sướng nhảy ra khỏi bồn tắm, chạy thẳng về phòng làm việc mà quên cả mặc quần áo, miệng kêu lớn: "Ơrêca! Ơrêca! (Tìm thấy rồi! Tìm thấy rồi!)". Trong cuộc chiến tranh của Hy Lạp chống quân xâm lược Rôma, Acsimet đã sáng chế ra nhiều loại vũ khí mới như máy bắn đá, những cái móc thuyền, đặc biệt trong đó có một thứ vũ khí quang học để đốt thuyền giặc. Thành Xicacudo đã được bảo vệ đến 3 năm mới bị thất thủ. Khi bọn xâm lược hạ được thành, chúng thấy ông vẫn đang say sưa ngồi nghiên cứu những hình vẽ trên đất. Ông đã thét lên: "Không được xóa các hình vẽ của ta!", trước khi bị ngọn giáo của kẻ thù đâm vào ngực. Acsimet đã anh dũng hi sinh như một chiến sĩ kiên cường.

Toán Math

Acsimet Hiến Kế Đánh Ngoại Xâm: Câu Chuyện Về Lòng Yêu Nước Và Trí Tuệ

Thời kỳ cổ Hy Lạp, chiến tranh liên miên giữa các quốc gia nhỏ. Acsimet, nhà bác học xứ Syracuse bé nhỏ, đã dùng trí tuệ để bảo vệ tổ quốc khi quân xâm lược kéo đến dù đã 73 tuổi.

Súng Bắn Đá – Uy Lực Chấn Động

Kẻ địch hùng mạnh với 60 chiến thuyền ồ ạt tiến vào Syracuse. Acsimet thiết kế súng bắn đá, bắn đi những viên đá nặng hàng trăm kilogam. Khi quân địch đến gần, lệnh "Bắn!" vang lên, nhiều thuyền chiến bị phá hủy, quân địch kinh hoàng tháo chạy.

Phản Công Ban Đêm – Mưu Trí Vượt Bậc

Thất bại, quân địch chuyển sang tấn công ban đêm, lặng lẽ áp sát thành, chuẩn bị phá cổng. Acsimet lại chỉ huy binh sĩ sử dụng máy bắn đá, lần này bắn đá lên trời, đá rơi trúng chiến thuyền và binh sĩ, một hòn đá trúng đầu tên chỉ huy địch.

Gương Soi – Vận Dụng Khoa Học Tài Tình

Quân địch tiếp tục tấn công lần thứ ba. Acsimet yêu cầu phụ nữ mang gương soi tập trung ở bờ biển. Tướng địch thấy toàn phụ nữ nên ra lệnh tấn công. Bất ngờ, các gương soi hội tụ ánh sáng mặt trời, đốt cháy cánh buồm và thuyền địch. Quân địch khiếp đảm rút lui.

Hơn hai nghìn năm sau khi Acsimet bị quân La Mã sát hại, hình ảnh nhà bác học yêu nước, sáng tạo, cống hiến cả đời cho khoa học và tổ quốc vẫn sống mãi.

Những công trình Archimedes tìm ra:

Công thức tính diện tích và thể tích hình lăng trụ và hình cầu.

Số thập phân của số Pi. Năm -250, ông chứng minh rằng số Pi nằm giữa 223/7 và 22/7.

Phương pháp tính gần đúng chu vi vòng tròn từ những hình lục giác đều nội tiếp trong vòng tròn.

Những tính chất của tiêu cự của Parabole.

Phát minh đòn bẩy, đinh vít Acsimet (có thể do Archytas de Tarente), bánh xe răng cưa.

Chế ra máy chiến tranh khi Cyracuse bị quân La Mã vây.

Chế ra vòng xoắn ốc không ngừng của Acsimet (có thể do Conon de Samos).

Tính diện tích parabole bằng cách chia ra thành tam giác vô tận.

Nguyên lý Thủy tĩnh (hydrostatique), sức đẩy Acsimet, Trọng tâm Barycentre.

Những khối Acsimet (Solides Acsimet).

Những dạng đầu tiên của tích phân.

Nhiều công trình của ông đã không được biết đến cho đến thế kỷ XVIIe, thế kỷ XIXe, Pascal, Monge và Carnot đã làm công trình của họ dựa trên công trình của Acsimet.

Tác phẩm Archimedes đã viết về:

Sự cân bằng các vật nổi.

Sự cân bằng của các mặt phẳng trên ký thuyết cơ học.

Phép cầu phương của hình Parabole.

Hình cầu và khối cầu cho Toán. Tác phẩm này xác định diện tích hình cầu theo bán kính, diện tích bề mặt của hình nón từ diện tích mặt đáy của nó.

Hình xoắn ốc (đó là hình xoắn ốc Acsimet, vì có nhiều loại xoắn ốc).

Hình nón và hình cầu (thể tích tạo thành do sự xoay tròn của mặt phẳng quanh một trục (surface de révolution), những parabole quay quanh đường thẳng hay hyperbole.

Tính chu vi đường tròn (Ông đã cho cách tính gần đúng của con số Pi mà Euclide đã khám phá ra.

Sách chuyên luận về phương pháp để khám phá Toán học. Sách này chỉ mới được khám phá ra vào năm 1889 tại Jérusalem.

Về trọng tâm và những mặt phẳng: đó là sách đầu tiên viết về trọng tâm barycentre (ý nghĩa văn chương là "tâm nặng")."

Acsimet: Câu chuyện "Tôi đã phát hiện ra rồi!"

Ngày xưa, ở Hy Lạp cổ đại, có một vị Quốc vương muốn làm một chiếc vương miện thật đẹp. Vua gọi người thợ kim hoàn đến, đưa cho anh ta một thỏi vàng lấp lánh và yêu cầu làm nhanh chóng.

Chẳng bao lâu sau, chiếc vương miện tinh xảo đã hoàn thành. Quốc vương vô cùng hài lòng, đội lên đầu và đi lại trước mặt các đại thần. Bỗng có tiếng xì xào: "Vương miện của bệ hạ rất đẹp, nhưng liệu có đúng là vàng thật không?" Nghe vậy, Quốc vương liền cho gọi người thợ kim hoàn đến và hỏi: "Chiếc vương miện ngươi làm cho ta có đúng là toàn bằng vàng không?"

Người thợ kim hoàn đỏ mặt, cúi đầu thưa: "Tâu bệ hạ tôn kính, số vàng Người đưa con đã dùng hết, vừa đủ không thừa cũng không thiếu. Nếu không tin, bệ hạ có thể cân lại để kiểm chứng xem có đúng nặng bằng thỏi vàng Người đã đưa không ạ."

Các đại thần đem vương miện ra cân thử, quả nhiên không thiếu. Vua đành phải thả người thợ kim hoàn về. Tuy nhiên, vua biết rằng lời nói của anh ta khó có thể tin được, bởi vì anh ta có thể đã dùng bạc để thay thế vàng với trọng lượng tương đương mà mắt thường không thể phân biệt được.

Quốc vương đem nỗi phiền muộn này kể với Acsimet. Acsimet đáp: "Đây quả là một bài toán khó, thần xin giúp Người làm rõ chuyện này."

Bài toán hóc búa

Khi về đến nhà, Acsimet cân lại vương miện và thỏi vàng, quả thực trọng lượng bằng nhau. Ông đặt chiếc vương miện lên bàn, ngắm nghía và suy nghĩ đến mức người phục vụ gọi ăn cơm mà ông cũng không hay biết.

Ông tự nhủ: "Vương miện nặng đúng bằng thỏi vàng, nhưng bạc lại nhẹ hơn vàng. Nếu trong vương miện có trộn lẫn bạc với lượng nặng đúng bằng lượng vàng đã lấy ra, thì chiếc vương miện này phải lớn hơn chiếc vương miện làm hoàn toàn bằng vàng. Làm thế nào để biết được thể tích của chiếc vương miện này so với thể tích của chiếc vương miện làm bằng vàng nguyên chất? Chẳng lẽ phải làm một chiếc nữa sao? Như vậy thì thật tốn công tốn sức!" Acsimet lại suy nghĩ: "Đương nhiên, có thể nấu chảy chiếc vương miện này và đúc thành một thỏi vàng để xem nó còn to bằng thỏi vàng cũ không, nhưng chắc chắn nhà vua sẽ không đồng ý. Cách tốt nhất là phải nghĩ ra một cách khác để so sánh thể tích của chúng. Nhưng cách gì đây?"

Khoảnh khắc Eureka!

Nhà bác học Acsimet bỗng trở nên trầm ngâm. Ông vắt óc suy nghĩ mãi mà vẫn chưa tìm ra cách. Ông thường ngồi lặng lẽ cả buổi, khiến mọi người nói rằng ông "đang bí".

Một hôm, Acsimet đi tắm. Vì mải suy nghĩ, ông để nước chảy đầy bồn, sắp tràn cả ra ngoài. Khi ông bước vào bồn tắm, nước tràn ra ngoài nhiều hơn. Acsimet bỗng bừng tỉnh, mắt sáng lên. Ông nhìn dòng nước tràn ra và tự hỏi: "Lượng nước tràn ra có phải bằng với thể tích phần cơ thể của ông chiếm trong bể nước không?" Ông vô cùng vui mừng, lập tức cho đầy nước vào bồn tắm và thử lại một lần nữa. Đột nhiên, ông chạy ra ngoài, vỗ tay reo lên: "Tôi đã phát hiện ra rồi, phát hiện ra rồi!" mà quên cả mặc quần áo.

Lời giải đáp tài tình

Ngày hôm sau, Acsimet đã thực hiện thí nghiệm trước mặt Quốc vương, các đại thần và cả người thợ kim hoàn. Ông thả vương miện và thỏi vàng có cùng trọng lượng vào hai dụng cụ đựng nước có thể tích bằng nhau, đã được đổ đầy nước. Sau đó, ông thu lượng nước tràn ra vào hai bình đựng riêng biệt. Kết quả cho thấy lượng nước tràn ra từ bên vương miện nhiều hơn hẳn so với bên thả thỏi vàng.

Acsimet giải thích: "Mọi người đã thấy rõ. Vương miện chiếm chỗ trong nước nhiều hơn so với thỏi vàng. Nếu như vương miện được làm hoàn toàn bằng vàng, thì lượng nước tràn ra ở hai bên phải bằng nhau, tức là thể tích của chúng bằng nhau."

Người thợ kim hoàn không còn gì để biện minh. Quốc vương tức giận trừng phạt anh ta. Nhờ có Acsimet, bài toán hóc búa đã được giải đáp.