acsimet -nhà bác học vĩ đại nhất

Acsimet - nhà bác học vĩ đại của Hy Lạp cổ

•
Xem thêm: acsimet, nha bac hoc vi dai cua hy lap co

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 một nhà thiên văn và toán học nổi tiếng Phidias, 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. Ðược hoàng gia tài trợ về tài chính, ông cống hiến hoàn toàn cho nghiên cứu khoa học.
Học trò của nhà Thiên văn chính thức của vua Ptolémée III Evergète tại Alexandrie là Conon de Samos (khoảng -280, khoảng -220) và bạn của Ératosthène de Cyrène (-284; -192) học trong trường thuộc trường phái Euclide (-323; -283) tại Ai Cập. Conon de Samos và Acsimet suốt đời là bạn của nhau.
-----------------------------------------
Acsimet - Tôi đã phát hiện ra rồi
Một hôm Quốc vương sứ cổ Hy Lạp muốn làm một chiếc vương miện mới và thật đẹp. Vua cho gọi người thợ kim hoàn tới, đưa cho anh ta một thỏi vàng óng ánh yêu cầu anh ta phải làm nhanh cho vua chiếc vương miện.
Không lâu sau vương miện đã được làm xong, nó được làm rất tinh vi và đẹp, Quốc vương rất hài lòng và đội lên đi đi lại lại trước mặt các đại thần. Lúc đó có tiếng thì thầm: "Vương miện của bệ hạ đẹp quá nhưng không biết có đúng đều là vàng thật không?" Quốc vương nghe xong liền cho gọi người thợ kim hoàn tới, hỏi: "Chiếc vương miện ngươi làm cho ta có đúng là toàn bằng vàng không?"
Người thợ kim hoàn bỗng đỏ mặt, cúi xuống thưa với vua rằng: "Thưa bệ hạ tôn kính, số vàng Người đưa con đã dùng hết, vừa đủ không thừa cũng không thiếu, nếu không tin bệ hạ cho cân lại thử xem có đúng nặng bằng thỏi vàng Người đưa cho con không ạ."
Các đại thần đem vương miện ra cân thử, quả là không thiếu, vua đành phải thả người thợ kim hoàn về. Nhưng vua biết rằng lời nói của người thợ kim hoàn ấy khó có thể tin được vì rằng anh ta có thể dùng bạc để thay vàng với trọng lượng tương đương mà nhìn bề ngoài không thể phát hiện ra được.
Quốc vương buồn phiền chuyện này nói với Acsimet, Acsimet nói với Quốc vương: "Đây quả là bài toán khó, con xin giúp người làm rõ chuyện này."
Về đến nhà, Acsimet cân lại vương miện cùng thỏi vàng, đúng là 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 vẫn không biết.
Ông nghĩ: "Vương miện nặng đúng bằng thỏi vàng, nhưng bạc lại nhẹ hơn vàng, nếu như trong vương miện có trộn lượng bạc nặng đúng bằng lượng vàng lấy ra, như vậy 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 và thể tích của chiếc vương miện làm toàn bằng vàng cái nào lớn, cái nào nhỏ? Chẳng lẽ phải làm một chiếc nữa, như vậy thì thật tốn công tốn sức." Acsimet lại nghĩ: "Đương nhiên có thể nấu lại chiếc mũ này và đúc thành vàng thỏi để xem nó còn to bằng thỏi vàng cũ không, nhưng như vậy chắc chắn nhà vua không đồng ý, tốt nhất là phải nghĩ ra cách gì khác để so sánh thể tích của chúng. Nhưng cách gì đây?
Acsimet thông minh bỗng trở lên trầm lặng, ông vắt óc suy nghĩ mãi mà vẫn chưa tìm ra cách. Ông thường lặng lẽ ngồi cả buổi, mọi người nói ông "đang bí".
Một hôm Acsimet đi tắm, vì mải suy nghĩ để nước chảy đầy bồn tắm, sắp tràn cả ra ngoài. Ông bước vào bồn tắm, nước tràn ra ngoài, ông càng chìm người vào bể nhiều thì nước càng tràn ra ngoài nhiều. Acsimet như bừng tỉnh, mắt bỗng sáng lên, ông nhìn nước tràn ra ngoài bể và nghĩ rằng: Số nước tràn ra có thể bằng với thể tích phần cơ thể của ông chiếm trong bể nước không? Ông rất vui, lập tức cho đầy nước vào bồn tắm và lại bước vào bồn, sau đó lại làm lại một lần nữa. Đột nhiên, ông bỗng chạy ra ngoài vỗ tay reo lên: "Tôi đã phát hiện ra rồi, phát hiện ra rồi!" mà quên cả mặc quần áo.
Ngày thứ hai, Acsimet đã làm thực nghiệm trước mặt Quốc vương và các đại thần và có cả người thợ kim hoàn để mọi người cùng xem. Ông thả vương miện và thỏi vàng cùng trọng lượng vào hai dụng cụ đựng nước có thể tích bằng nhau được chứa đầy nước, sau đó thu nước tràn ra vào hai bình đựng. Kết quả cho thấy nước ở bên vương miện tràn ra nhiều hơn bên thả thỏi vàng rất nhiều.
Acsimet nói: "Mọi người đều đã nhìn thấy. Rõ ràng là vương miện chiếm chỗ ở trong nước nhiều hơn so với thỏi vàng, nếu như vương miện đều là vàng thì lượng nước tràn ra ở hai bên sẽ bằng nhau, cũng tức là thể tích của chúng bằng nhau".
Người thợ kim hoàn không còn gì để thanh minh được nữa, Quốc vương bực tức trừng phạt anh ta. Nhưng cũng rất rui vì Acsimet đã giúp vua giải được bài toán khó này.
-----------------------------------------
Nhứng công trình ông tìm ra:
1. Công thức tính diện tích và thể tích hình lăng trụ và hình cầu.
2. Số thập phân của số Pi. Năm -250, ông chứng minh rằng số Pi nằm giữa 223/7 và 22/7
3. Phương pháp tính gần đúng chu vi vòng tròn từ những hình lục giác đều nội tiếp trong vòng tròn.
4. Những tính chất của tiêu cự của Parabole
5. Phát minh đòn bẩy, đinh vis Acsimet (có thể do Archytas de Tarente), bánh xe răng cưa.
6. Chế ra máy chiến tranh khi Cyracuse bị quân La Mã vây.
7. Chế ra vòng xoắn ốc không ngừng của Acsimet (có thể do Conon de Samos)
8. Tính diện tích parabole bằng cách chia ra thành tam giác vô tận
9. Nguyên lý Thủy tĩnh (hydrostatique), sức đẩy Acsimet, Trọng tâm Barycentre
10. Những khối Acsimet (Solides Acsimet)
11. 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 ông 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.
Ông còn viết những sách về:
- 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")
“Hãy cho tôi một điểm tựa, tôi sẽ nhấc bổng trái đất lên!” -tục truyền đó là lời của Acsimet, một nhà cơ học thiên tài thời cổ, người đã khám phá ra các định luật về đòn bẩy. Nhưng bạn có biết muốn nâng một vật nặng bằng trái đất lên cao dù chỉ 1 cm thôi, Acsimet sẽ mất bao nhiêu thời gian không? Không dưới ba mươi nghìn tỷ năm!
Có lần Acsimet viết thư cho vua Hieron ở thành phố Xiracudo, là người đồng hương và cũng là bạn thân của ông rằng, nếu dùng đòn bẩy, thì với một lực dù nhỏ bé đi nữa, cũng có thể nâng được một vật nặng bất kỳ nào: chỉ cần đặt vào lực đó một cánh tay đòn rất dài của đòn bẩy, còn vật nặng thì cho tác dụng vào tay đòn ngắn. Và để nhấn mạnh thêm điều đó, ông viết thêm rằng nếu có một trái đất thứ hai, thì bước sang đấy ông sẽ có thể nhấc bổng trái đất của chúng ta lên.
Nhưng, giá như nhà cơ học thiên tài thời cổ biết được khối lượng của trái đất lớn như thế nào thì hẳn ông đã không “hiên ngang” thốt lên như thế nữa. Ta hãy thử tưởng tượng trong một lát rằng Acsimet có một trái đất thứ hai, và có một điểm tựa như ông đã muốn; rồi lại tưởng tượng thêm rằng ông đã làm được một đòn bẩy dài đến mức cần thiết. Nhưng kể cả khi đã có mọi thứ, muốn nâng trái đất lên cao dù chỉ 1 cm thôi, Acsimet sẽ phải bỏ ra không dưới ba vạn tỷ năm! Sự thật là như thế đấy. Khối lượng của trái đất, các nhà thiên văn đã biết, tính tròn là:
60 000 000 000 000 000 000 000 000 N
Nếu một người chỉ có thể trực tiếp nâng bổng được một vật 600 N, thì muốn “nâng trái đất” lên, anh ta cần đặt tay của mình lên tay đòn dài của đòn bẩy, mà tay đòn này phải dài hơn tay đòn ngắn gấp:
100 000 000 000 000 000 000 000 lần!
Làm một phép tính đơn giản bạn sẽ thấy rằng khi đầu mút của cánh tay đòn ngắn được nâng lên 1cm thì đầu mút kia sẽ vạch trong không gian một cung “vĩ đại”, dài: 1 000 000 000 000 000 000 km. Cánh tay Acsimet tỳ lên đòn bẩy phải đi qua một đoạn đường dài vô tận như thế chỉ để nâng trái đất lên 1 cm ! Thế thì ông sẽ cần bao nhiêu thời gian để làm công việc này? Cho rằng Acsimet có đủ sức nâng một vật nặng 600 N lên cao một mét trong một giây (khả năng thực hiện công gần bằng 1 mã lực!) thì muốn đưa trái đất lên 1 cm, ông ta phải mất một thời gian là:
1 000 000 000 000 000 000 000 giây, hoặc ba vạn tỷ năm!
Acsimet dành suốt cả cuộc đời dài đằng đẵng của mình cũng chưa nâng được trái đất lên một khoảng bằng bề dày của một sợi tóc mảnh….
Không có một thứ mưu mẹo nào của nhà phát minh thiên tài lại có thể nghĩ ra cách rút ngắn khoảng thời gian ấy được. “Luật vàng của cơ học" đã nói rằng bất kỳ một cái máy nào, hễ làm lợi về lực thì tất phải thiệt về đường đi. Vì thế, ngay như Acsimet có cách để làm cho cánh tay mình có được vận tốc lớn nhất có thể trong tự nhiên là 300.000 km/s (vận tốc ánh sáng) thì với cách giả sử quãng đường này, ông cũng phải mất 10 vạn năm mới nâng được trái đất lên cao 1 cm!