Курс состоит из серии рассказов, объединенных в четыре цикла: «Инфраструктура человечества», «Инженеры человечества», «Измерения человечества» и «Изобретения человечества». Общая идея курса – дать представление слушателю об истории современной инженерии. По завершении этого курса Вы узнаете многое о том, какие изобретения и открытия стали инженерной основой нашей цивилизации.
Архимед – физик, математик, инженер
Loading...
En provenance du cours de National Research Nuclear University MEPhI
Изобретения, изменившие мир
3 notes
À partir de la leçon
Инженеры человечества
В этом модуле рассказывается о четырех ведущих инженерах в человеческой истории – Архимеде, Гуке, Тесле и Маске.
Rencontrer les enseignants
Муравьев Сергей ЕвгеньевичДоцент
Кафедра теоретической ядерной физики
Ольчак Андрей СтаниславовичДоцент
Кафедра общей физики
Здравствуйте, уважаемые коллеги! мы продолжаем запись нашего курса
«Вторая история человечества».
История изобретений и открытий — именно эту деятельность человечества
мы считаем, может быть, главной в его истории.
И до сих пор мы рассказывали о конкретных изобретениях:
изобретение или открытие чисел, изобретение, я не знаю,
вот в первом цикле у нас было, сифона, открытие размеров солнечной системы,
осознание того, какие расстояния между объектами в этой солнечной системе есть,
много разных других вещей.
И все время упоминаем разных людей, которые эти открытия совершали.
И некоторые имена, наверное, вы обратили внимание, упоминаются чаще, чем многие другие.
Сейчас мы подумали, что, может быть, нам имеет смысл сделать несколько
коротких эпизодов, где рассказать о конкретных людях,
особенно много вложивших в историю человечества.
и в те преобразования, которые в мире произошли.
Мы хотели рассказать, да, о так, как мы назвали их про себя,
главные инженеры человечества.
Ну, наверное, главных было очень много.
Но мы подумали, что из четырех эпох, мы выберем, может быть, по одному.
Наиболее характерных для данной эпохи, да. Мы выбрали четверых.
И первый
Это Архимед. Вы знаете, мы его имя называли много, много, много раз в нашем этом цикле.
И вот вторую часть нашего цикла — инженеры человечества — мы начнем с Архимеда.
Давайте немножечко я расскажу и о биографии Архимеда,
и о том, что сделал Архимед.
На самом деле, про биографию Архимеда рассказать совсем легко,
потому что мы ничего о нем не знаем или знаем точнее очень мало.
Мы знаем только, что его отцом был астроном Фидий,
поскольку Архимед сам в своих работах пишет, что мой отец — астроном Фидий.
И Архимед говорит о том, что Фидий был одним из тех,
кто измерял расстояние от Земли до Солнца. Это как бы…
Он этим гордился.
Да. Кроме того мы знаем, что Архимед был родственником,
по-видимому, довольно близким, царя Сиракуз.
А жил Архимед в греческой колонии на Сицилии, в городе Сиракузы.
И он был близким довольно родственником, степень родства проследить не можем,
но знаем, что был родственником, царя Сиракуз Гиерона. Вот и все.
Известно, во всяком случае, что он пользовался покровительством господина Гиерона,
который спонсировал его какие-то деятельности и,
в частности, просто давал денег на жизнь.
Но требовал взамен этого оказывать некие интеллектуальные услуги,
консультационные, скажем, да.
Ну научное сопровождение жизни этого города.
Т. е. по сути дела он был таким научным консультантом или
консультантом по разным сложным проблемам при некоем, так сказать, диктаторе Гиероне, да.
Какой же был Архимед? Вот что мы знаем? Знаем ли мы его облик?
Знаете, вот здесь вот есть, во-первых,картина знаменитого итальянского художника
Доминика Фетти, но написана она была в 17 веке,
и ясно, что ничего общего с Архимедом здесь нет.
А вот сейчас мы видим такой сохранившееся из времени Архимеда портретное изображение.
Считается, что вот здесь Архимед, вот сейчас…
Возможно похож на себя.
Возможно похож на того, каким он был в действительности.
Что же сделал Архимед? Вот о том, где он жил, как он жил, мы немножко рассказали.
А вот что же Архимед сделал? Несколько направлений деятельности у Архимеда было —
это математика, это прикладная механика, ну и это вообще о жизни,
разно научные моменты, связанные с жизнью человечества.
Архимед учился в Александрии, это тоже мы знаем.
Более того, он был приглашен в Александрийскую академию наук Мусейон,
из которого вынужден был уехать, потому что ему всегда было
интересно заниматься прикладной механикой.
Для греков прикладная механика — это была не наука, это вообще был низменное дело.
Ученый должен созерцать, вот, что должен был...
Созерцать, ну в крайнем случае, рисовать линии на песке.
Заниматься геометрией.
А вот Архимед хотел заниматься тем, что ему было интересно.
Например, рычагом камни переворачивать.
Да. Архимед ушел из Мусейона, уехал к себе в Сиракузы.
Но в Мусейоне, когда он там жил, он познакомился с Эратосфеном, мы говорили об этом.
Он всю свою жизнь с этим человеком переписывался.
Значит, итак, одно из направлений деятельности Архимеда — это прикладная механика.
Архимед разработал теорию пяти простых механизмов — это рычаг, это безмен,
это наклонная плоскость, это блок с его разновидностью полиспастом —
это как бы множественный блок, который позволял очень…
Давайте обратим внимание наших слушателей на экран.
Обратите внимание, на вот эту конструкцию,
состоящую из большого-большого числа блоков и хитро-хитро проложенных...
соединенных друг с другом.
соединенных между собой каким-то жестким канатом, гибким, простите, канатом, конечно.
Этот механизм подобно рычагу позволяет с небольшим усилием,
но совершая большое перемещение,
т. е. вытягивая этот канат на большую длину, поднимать огромные грузы.
Используется до сих пор в такелажных работах грузчиками в портах и т. д, и на складах.
Еще Архимед придумал, и вот только за это ему нужно было бы поставить памятник,
первое резьбовое соединение.
Винты и шурупы.
Коллеги, винты и гайки были придуманы Архимедом!
Вот вся наша жизнь, посмотрите вокруг.
Вот вы сидите в каких-то комнатах, посмотрите вокруг себя, сколько винтов и гаек?
Огромное количество! Это все придумал Архимед.
Итак, это одно из направлений деятельности Архимеда.
Наука. Смотрите, закон Архимеда, закон плавания тел.
Более того, известна история, когда Архимед, лежа в ванной,
в какой момент он сообразил, как измерять плотность.
Он выпрыгнул из этой ванны и голым, как утверждается,
бегал по Сиракузам с криками, а что он кричал-то, Андрей Станиславович?
Он кричал: «Я придумал! Я нашел! Эврика!»
Эврика.
Но это известная легенда. Эту историю имеет смысл, если у нас есть время,
рассказать чуть-чуть подробнее.
Господин Гиерон, который был покровителем Архимеда,
задал ему интересную практическую задачу.
Он в свое время выделил двум каким-то представлявшимся
ювелирами людям некоторое количество золота…
И серебра.
С просьбой изготовить для него корону. Они изготовили.
Но когда они ее изготовили, то в душе господина Гиерона закрались смутные сомнения.
Что-то они разбодяжили это золото чем-то менее ценным.
Но как это выяснить? Она желтая, она странной формы.
Т. е. просто… это не кубик, который можно померить линейкой,
узнать, какой у него размер, и сравнить с одинаковым по весу куском золота,
чтобы понять, совпадают размеры или нет.
Если не совпадают, ясно, что это другой материал, разбавлен чем-то.
Как у сложной формы короны, не ломая ее, выяснить из чистого она золота или нет?
Он предложил эту задачу Архимеду. Тот думал долго.
Даже купаясь в ванне, продолжал думать. И пришла ему в голову мысль.
И вот, что интересно. Про эту историю написано сейчас во всех учебниках.
Да и не только в учебниках.
И что рассказывают эти учебники?
Я, признаюсь грешным делом, считал вот, думал, что точно также.
Я думал, что Архимед взял сосуд с водой, поставил его в большой таз с водой.
В этот сосуд с водой, налитый до краев, опусти корону. Вылилась вода.
Он измерил объем вылитой воды и понял, каков объем короны,
не смотря на то, что форма сложная.
Потом взвесил корону, узнал ее массу.
Поделил массу на объем вылитой воды, узнал плотность материала,
сравнил с плотностью золота, записанной в каком-то справочнике,
и понял, что она другая. Сергей Евгеньевич.
Когда мы готовились к этой лекции, мы ругались с Андреем Станиславовичем,
скажу по секрету…
А где он взял справочник? Где написана плотность золота?
И второй вопрос. Мы с вами…
говорили уже…
Сами рассказывали историю о комбинированной размерности.
Каким образом Архимед за 2000 лет до Гаусса умудрился
поделить килограммы на кубические метры?
Никак. Он этого не делал.
Конечно. Архимед просто придумал способ сравнения плотностей.
И способ гениальный.
Берется рычаг, им же, Архимедом, придуманный, рычажные весы.
К одному концу рычага привешивается корона, к другому — точно уравновешивающий ее груз.
А потом все это опускается в воду!
Далее берется ведро воды. И оно подводится под корону.
Так, чтобы корона упала, ну опустилась.
Тогда закон Архимеда: она теряет в весе ровно столько, сколько весит вытесненная вода.
Груз на другом конце рычага…
нужно передвинуть.
начнет опускаться вниз, перевешивать.
Чтобы восстановить равновесие, его надо на какую-то долю длины рычага
сместить ближе к точке опоры. Все.
На эту долю в процентах отличается плотность того, что…
из чего сделана корона, от плотности, из чего сделана корона минус плотность воды.
Фактически, Архимед сумел измерить плотность короны в плотности воды,
в единицах плотности воды, т. е. сравнить эти величины.
А потом можно было взять чистое золото и сделать с ним точно такой же эксперимент.
Такой же массы, да, сделать такой же эксперимент.
И выяснить, что сдвигать придется на другую величину.
Значит, были жулики.
Пришлось бегать, да, с криками «Эврика!». Ну, конечно, это был открыт закон Архимеда.
Я думаю, что он бегал от радости, а жулики потом бегали не от радости.
Ну наверное. И еще одно направление деятельности Архимеда была математика.
Но поскольку деятельность эта многообразная, глубокая,
мы должны о ней рассказать в отдельном эпизоде.
Ну а сегодняшнюю нашу лекцию мы сейчас заканчиваем, до свидания.
До свидания. Спасибо!
Explorer notre catalogue
Rejoignez-nous gratuitement et obtenez des recommendations, des mises à jour et des offres personnalisées.
Coursera propose un accès universel à la meilleure formation au monde,
en partenariat avec des universités et des organisations du plus haut niveau, pour proposer des cours en ligne.
© 2018 Coursera Inc. Tous droits réservés.
