Archimedes là nhà toán học, nhà khoa học, kỹ sư cơ khí và nhà phát minh người Hy Lạp, người được coi là một trong những nhà toán học vĩ đại nhất của thế giới cổ đại. Với vai trò là cha đẻ của những cỗ máy đơn giản, ông đã đưa ra khái niệm về đòn bẩy và ròng rọc phức hợp cũng như các phát minh từ đồng hồ nước đến chiếc vít Archimedes nổi tiếng. Ông cũng thiết kế các thiết bị sử dụng trong chiến tranh như máy bắn đá, bàn tay sắt và tia tử thần.
Cuộc đời của Archimedes: Syracuse và Alexandria
Sinh ra tại Syracuse trên đảo Sicily vào năm 287 trước Công nguyên, Archimedes là con trai của một nhà thiên văn học và toán học tên là Phidias. Có rất ít thông tin về gia đình, tuổi thơ và việc học của ông ngoài việc ông được giáo dục ở Alexandria, Ai Cập – trung tâm chính của việc học tiếng Hy Lạp vào thời điểm đó. Alexandria là nơi Archimedes theo học với các đệ tử của Euclid, một nhà toán học Hy Lạp nổi tiếng, trước khi ông trở lại Syracuse cho tới cuối đời.
Vào thế kỷ thứ ba trước Công nguyên, Syracuse là một trung tâm thương mại, nghệ thuật và khoa học. Nhà viết tiểu sử người Hy Lạp cổ đại, Plutarch, đề cập rằng khi ở Syracuse, Archimedes đã cung cấp dịch vụ của mình cho Vua Hiero II. Nhờ mối quan hệ của ông với nhà vua, và con trai ngài – Gelon, mà Archimedes đã có được danh tiếng.
Bức khắc họa Archemedes (1584)
Chân vịt Archimedes
Archimedes được biết đến nhiều nhất với những phát minh dưới thời trị vì của Vua Hiero II, chẳng hạn như chân vịt Archimedes. Ban đầu được phát triển bởi người Ai Cập cổ đại, nó là một thiết bị dùng để nâng nước từ tầng thấp lên tầng cao hơn. Archimedes đã cải thiện dựa trên sự sáng tạo đó. Máy bao gồm một ống rỗng có hình xoắn ốc có thể xoay bằng tay cầm ở một đầu. Khi đầu dưới của ống được đặt vào thân tàu và quay tay cầm, nước sẽ được đưa lên ống. Ngày nay, chân vịt Archimedes vẫn được sử dụng như một phương tiện tưới tiêu ở các nước đang phát triển. Nó cũng được sử dụng để nâng các vật liệu dễ long, chẳng hạn như ngũ cốc.
Chân vịt Archemedes
Chiến tranh xảy ra ở Syracuse và các phát minh của Archimedes giúp bảo vệ thành phố
Nằm giữa Rome và Carthage trong các cuộc chiến tranh Punic (264 TCN đến 146 TCN), Syracuse nằm trên đường bành trướng của La Mã. Năm 214 TCN, các phe phái ủng hộ Carthage trong thành phố đã đứng về phía Carthage chống lại La Mã. Không lâu sau đó, quân đội La Mã lên đường đến Syracuse với ý định phá hủy thành phố.
Archimedes đã giúp đẩy lùi người La Mã bằng những phát minh sáng giá của mình. Ông giữ vững các bức tường thành bằng các thiết bị quân sự như máy bắn đá và máy ném đá có thể bắn đạn xa và tấn công tàu địch. Những vũ khí này đã được sử dụng trong trận chiến và giúp Syracuse chống lại La Mã trong khoảng ba năm.
Một trong những cỗ máy nổi tiếng nhất do Archimedes phát minh và được sử dụng để chống lại tàu La Mã trong cuộc vây hãm thành phố là cần cẩu ném đá. Bao gồm một chùm quay đặt trên một bệ, nó có một đối trọng ở một đầu (tức là một hòn đá lớn) và nó được treo bằng một sợi dây ở đầu kia. Khi tàu địch đến gần bức tường, người vận hành thiết bị nhả tời, cho phép tải trọng vượt qua bức tường bằng cách xoay chùm cân bằng. Khi tải trọng lơ lửng trên con tàu, sợi dây đã bị cắt để nó rơi xuống và gây ra thiệt hại đáng kể.
Móng vuốt của Archimedes
Một phát minh tương tự là Claw of Archimedes (móng vuốt của Archimedes), hay còn được gọi là Bàn tay sắt. Một loại cần trục cổ đại, nó có một móc bằng kim loại ở cuối, có thể vươn qua các bức tường thành, tóm lấy các tàu La Mã của đối phương và phá hủy chúng trên đá. Bàn tay sắt được cho là đã được sử dụng để bảo vệ Syracuse – mặc dù không ai biết chính xác nó trông như thế nào. Các nhà sử học Hy Lạp và La Mã sau này như Plutarch, Polybius và Livy đã nói về thiết bị này trong các bài viết của họ. Đây là mô tả về về Bàn tay sắt từ Plutarch’s Lives:
“Cùng lúc đó, các chùm tia khổng lồ được phóng ra từ các bức tường để chiếu lên các con tàu La Mã: một số tàu sau đó bị đánh chìm bởi trọng lượng lớn thả từ trên cao xuống, trong khi những chiếc khác bị kẹp chặt vào cung bằng móng vuốt sắt hoặc mỏ như của cần cẩu, bị kéo lên không trung bằng các đối trọng cho đến khi chúng đứng thẳng trên đuôi xe, rồi lao xuống đáy, hoặc nếu không chúng được quay tròn nhờ các kính chắn gió đặt bên trong thành phố và lao vào những vách đá dựng đứng và đá nhô ra dưới các bức tường, gây thiệt hại lớn về người cho thủy thủ đoàn. Thông thường, người ta sẽ thấy cảnh tượng kinh hoàng của một con tàu bị nâng khỏi mặt nước lên không trung và quay tít khi nó treo lơ lửng ở đó, cho đến khi mọi người bị hất ra khỏi thân tàu và ném về các hướng khác nhau, sau đó nó sẽ lao xuống trong trạng thái trống rỗng và đâm vào các bức tường.”
Bàn tay sắt nâng một con tàu lên (1599) – Giulio Parigi
Phát minh gây tranh cãi và đáng sợ nhất của Archimedes: Tia tử thần
Phát minh gây tranh cãi nhất và được cho là đáng sợ nhất trong số các phát minh của Archimedes là tia tử thần. Đôi khi được gọi là “tấm gương bỏng rát”, nó được cho là một thiết bị sử dụng những tấm gương trên những dốc đứng của Syracuse để tập trung ánh sáng mặt trời vào những con tàu gỗ, khiến chúng bốc cháy.
Thiết bị bao gồm một mảng lớn bằng đồng hoặc tấm chắn đồng được sắp xếp theo hình parabol. Khi hạm đội La Mã đến gần, truyền thuyết kể rằng Archimedes đã đốt cháy các chiến hạm của kẻ thù bằng vũ khí này. Tuy nhiên, các tài liệu lịch sử về tia tử thần này không xuất hiện trong các văn bản cho đến tận sau này, và nó cũng không được các sử gia cổ đại đề cập đến.
Các nhà văn đương thời như Plutarch, Polybius và Livy đã không đề cập đến việc sử dụng gương đốt cháy tàu, mặc dù họ đã bàn về một số thiết bị phòng thủ do Archimedes tạo ra.
Hình minh họa về Tấm gương thiêu đốt con tàu
Nguồn sớm nhất đề cập đến việc Archimedes sử dụng những chiếc gương bỏng rát được Anthemius của Tralles viết vào năm 500 sau Công nguyên, khoảng 700 năm sau sự kiện. Trong chuyên luận mang tên “Về những chiếc gương bỏng rát’, ông đã đề cập đến việc Archimedes có thể đã sử dụng một chiếc gương hình parabol để tập trung tia nắng mặt trời vào những con tàu La Mã xâm lược.
Lucian (120-180 SCN) và Galen (130-200 SCN) đã báo cáo rằng Archimedes đã thiêu đốt các tàu La Mã thông qua các phương tiện nhân tạo, nhưng họ không nêu chính xác cách thức. Vào năm 1100 sau Công Nguyên, các nhà văn Zonares và Tzetzes đã trích dẫn việc sử dụng tia tử thần từ một tác phẩm trước đó (nay đã bị thất lạc) có tên Cuộc vây hãm Syracuse, trong đó nêu:
“Khi Marcellus (Tướng quân La Mã) cho những con tàu đến, Archimedes đã chế tạo một loại gương lục giác. Ông đặt những tấm gương nhỏ hơn cùng loại với khoảng cách thích hợp, được di chuyển nhờ bản lề và một số tấm kim loại nhất định. Ông đặt nó giữa những tia nắng vào buổi trưa, cả mùa hè và mùa đông. Những tia sáng bị phản chiếu, một sự mồi lửa đáng sợ đang nhen nhóm trên các con tàu, và biến chúng thành tro bụi, từ khoảng cách của một mũi tàu. Vì vậy, Archimedes đã khiến Marcellus bối rối, bằng những phát minh của mình.”
Ngày nay người ta đã hiểu được nguyên lý của tia nhiệt Archimedes và có thể tái tạo chiếc gương bỏng rát bằng công nghệ hiện đại. Có thể Archimedes đã biết về những nguyên tắc tương tự khi ông còn sống, nhưng liệu ông có thể thực sự chế tạo một loại vũ khí như vậy hay không lại là một câu chuyện khác. Điều thú vị là chương trình truyền hình MythBusters đã dành ba tập để thử nghiệm huyền thoại về Tia tử thần bằng cách sử dụng 500 tấm gương lớn, phẳng, hiện đại. Trong cả ba tập phim, điều đó được chứng minh là không hợp lý.
“Đừng làm phiền các chiến hữu của ta.”
Archimedes qua đời vào năm 212 trước Công nguyên ở tuổi 75, khi Syracuse bị quân La Mã chiếm đóng. Truyền thuyết kể rằng ông đang làm một bài toán thì một người lính La Mã ra lệnh cho ông gặp chỉ huy của mình. Archimedes được cho là đã từ chối làm như vậy – điều này khiến người lính tức giận giết Archimedes ngay tại chỗ.
Những lời cuối cùng của ông được cho là “đừng làm phiền các chiến hữu của tôi.” Cicero mô tả việc đi thăm lăng mộ của Archimedes, mà theo ông là một khối cầu và một khối trụ, đại diện cho những khám phá toán học của Archimedes.
Cái chết của Archimedes (1815) – Thomas Degeorge
Những mảnh da cừu viết về Archimedes
Nhiều người nói rằng cái chết của Archimedes đã kết thúc một thời kỳ vàng son của toán học. Các bài viết của ông được coi là những văn bản xác thực về hình học vào thời điểm đó và được coi gần như một tôn giáo. Toán học Hy Lạp suy giảm dần trong thời kỳ đen tối và sự quan tâm đến toán học đã mất dần cho đến thời kỳ Phục hưng. Trong khi các bản gốc đã bị thất lạc từ lâu, nhiều tác phẩm của Archimedes vẫn tồn tại và được sao chép lại bởi những người chép thuê – những người đã truyền lại tác phẩm của ông qua nhiều thế hệ. Vào thế kỷ thứ 10, một bản sao của công trình quan trọng nhất của ông, được gọi là Phương pháp Định lý Cơ học đã được thực hiện.
Tuy nhiên, vào những năm 1200, một người chép thuê thời Trung cổ đã hết giấy da và tái chế những trang sách 300 năm tuổi thành một cuốn sách cầu nguyện. Anh cắt giấy da, xóa những dòng chữ, và lật tờ giấy theo góc vuông trước khi ghi những lời cầu nguyện. Được gọi là “palimpsest” (bản viết trên da cừu), văn bản này bắt đầu cuộc sống mới tại tu viện Mar Saba ở sa mạc Judean ở Trung Đông, nơi tác phẩm của Archimedes chưa được đọc và chưa được biết đến trong nhiều thế kỷ. Cuốn sách palimpsest lại xuất hiện một cách bí ẩn trong một thư viện ở Constantinople vào năm 1906, trước khi nó mất tích một lần nữa – cho đến khi nó được bán đấu giá ở New York vào năm 1998. Ngày nay, cuốn sách này là nguồn duy nhất còn sót lại cho hai tác phẩm của Archimedes, và bây giờ chúng ta hoàn toàn có thể đọc được thông qua công nghệ hình ảnh.
Tấm da cừu ghi lại nghiên cứu của Archemedes
Nguồn: https://www.ancient-origins.net/history-famous-people/archimedes-ancient-greek-genius-ahead-his-time-003690