По натуре Архимед, древнегреческий математик и философ из Сиракуз на острове Сицилия, был неприхотлив, не отмечалось у него ни честолюбия, ни тщеславия. Его интересовали науки и открытия. Он родился в 287 году до новой эры. Проявленные в юности математические способности у него были наследственные. Его отец Фидий служил при дворе Гиерона математиком и астрономом, поэтому молодой Архимед имел доступ во дворец и получил хорошее домашнее образование. Талантливого юношу затем направили в Александрию на дальнейшую учебу в знаменитый Мусейон. Это был храм муз, где помимо религиозных основ изучали также естественные науки и культуру. Там же он слушал лекции именитых философов, математиков, литераторов, посещал знаменитую Александрийскую библиотеку, в ней в то время было собрано свыше 700 тысяч рукописей. В библиотеке он изучал труды математика Евклида, узнал основы его геометрии, познакомился с «атомной теорией» Демокрита, читал рукописи по основам формальной логики Аристотеля. По словам Плутарха, Архимед был просто одержим математикой, забывал о пище, одежде, до такой степени увлечен был своими идеями. И его идеи надолго опередили время. Продолжить его труды смогли лишь в XVII веке.
Как-то у себя на родине Архимед наблюдал за рабочими, которые толстыми палками двигали массивные каменные блоки. Они едва справлялись с ними. Затраты сил были большие, а результат оказывался невелик. Он долго размышлял над увиденным, потом пришел к выводу, что чем длиннее рычаг, тем больше его сила воздействия на тяжесть. Он проверил это на опыте – получилось! На радостях в разговоре с тираном Сиракуз Гиероном II похвастался и сказал: «Дайте мне точку опоры, и я сдвину Землю». Гиерон рассмеялся, он не поверил. Они поспорили. Тогда Архимед решил доказать свою правоту: с помощью сложных рычажных механизмов и блоков, усилием рук он вытащил на берег деревянное судно, которое обычно веревками вытаскивали десятки рабочих.
Это известная легенда, но в основе ее лежат, безусловно, факты, доказывающие гениальность этого ученого, открытия которого позволили технически быстрее и легче решать многие трудоемкие задачи.
Авторитет Архимеда в Сиракузах как выдающегося изобретателя, умельца, совершающего чудеса своими механизмами, был неоспоримым. Гиерон знал об этом и нередко прибегал к его услугам. Однажды он попросил Архимеда проверить количество золота в его короне, которую изготовил придворный ювелир. Ему донесли, что мастер якобы украл часть золота, заменил его серебром. Но как это проверить? Корона весила ровно столько, сколько золота на нее было отпущено. Взвешивали на разных весах – все они показывали один и тот же вес. Кто кого обманывал? Может быть, придворные клеветали на ювелира?
Архимед думал над задачей несколько дней, совершал разные манипуляции с металлами, ничего не получалось. Недовольный, он отправился в баню. Полез с в огромную деревянную бадью с теплой водой, заполненной до краев. Он начинал спускаться в нее, и вода стала переливаться через край. Опустился полностью, на пол вылилось еще больше воды. Он заполнил водой бадью еще раз, полез в нее – опять вылилось столько же воды. Значит, его тело вытесняло из воды в бадье объем, равный объему его тела. И так происходит с каждым предметом – вода выталкивает его объем. Он выскочил из бадьи и обнаженный помчался домой с криком «Эврика! Я нашел!».
На следующий день Архимед пришел во дворец и попросил Гиерона дать ему кусок золота, который весит столько же, сколько и корона. Он опустил его в сосуд с водой, заполненный до краев, и замерил количество вылившейся воды. Затем сосуд снова наполнили до краев водой, и в него опустил корону – воды вылилось больше, чем от куска золота. «Эврика!» – выкрикнул Архимед. Он наконец догадался, что объем короны был больше объема куска золота. Теперь он знал, что одинаковый вес золота и серебра не означает их одинаковый объем. Это открытие означало, что придворные были правы, ювелир украл часть золота, он добавил в корону больше серебра и сделал так, чтобы ее вес совпадал с весом выданного ему куска золота.
Это еще одна легенда, но в основе она имела, безусловно, похожие факты. Гиерон наказал ювелира и наградил Архимеда. Но ученый был равнодушен к наградам, его гораздо больше порадовал тот факт, что он открыл, по сути, закон об удельном весе веществ. Он сам так сформулировал свой закон: «На каждое тело, погруженное в жидкость, действует выталкивающая сила, равная весу вытесненной воды». Так же он объяснял, почему одни тела в воде тонут, а другие нет.