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Archimedes und die Mechanik
ОглавлениеArchimedes ist noch heute ein Mythos: Ein mathematisches Genie, ein Physiker und Ingenieur, der einen spektakulären Tod erleidet, als seine Heimatstadt Syrakus im Jahr 212 vor Christus von den Römern erobert wird.
Über sein Leben wissen wir wenig. Das gilt allerdings für viele antike Geistesgrößen. Um das Jahr 287 vor Christus wird er in Syrakus, nach eigener Auskunft, als Sohn des Hofastronomen geboren. Er besitzt gute Kontakte zur Herrscherfamilie und bald auch zur wissenschaftlichen Welt um ihn herum. So studiert er in Alexandria und lernt dort den Gelehrten Eratosthenes kennen, der uns vor allem als Geograph und Vermesser des Erdumfangs bekannt ist, sowie andere Wissenschaftler. Archimedes selbst wird vor allem Mathematiker. So versucht er in seinem „Sandrechner“ die Anzahl der Sandkörner in einem großen Universum zu bestimmen, um zu beweisen, dass man auch das scheinbar Unendliche quantitativ erfassen kann. Er kommt auf die Zahl 1063 – in unserer Schreibweise. Dazu muss er verschiedene Ordnungen von Zahlen definieren, und kommt unserer Potenzschreibweise sehr nahe. Auch seine sonstige Mathematik ist äußerst innovativ, etwa die Exhaustionsmethode zur Berechnung komplizierter Flächen, wie des Segments einer Parabel. Dabei verwendet er praktisch eine unendliche geometrische Reihe.
In der Physik gilt er mit seiner Arbeit über das Gleichgewicht ebener Flächen als Begründer der Statik und mit seiner Schrift über schwimmende Körper als Begründer der Hydrostatik. Sein archimedisches Prinzip besagt, dass ein Körper in einem Medium wie Wasser genauso viel Gewicht verliert, wie die verdrängte Flüssigkeitsmenge wiegt. Der Legende nach soll Archimedes dieses Prinzip beim Baden entdeckt haben, als aus seinem randvollen Badezuber genauso viel Wasser ausfließt, wie er mit seinem Körper verdrängt. Glücklich springt er aus dem Wasser heraus und läuft nackt mit dem Ausruf „Heureka!“ („Ich hab’s gefunden!“) auf die Straße. In Wahrheit hat er sicher, als exakter Wissenschaftler, mit Waage und Messgefäßen experimentiert. Auch seinen berühmten Nachweis, dass eine Krone für König Hiero von Syrakus nicht aus purem Gold besteht, führt er wohl, wenn die Geschichte überhaupt stimmt, nicht mit dem Überlauf von Wasser durch – denn eine plausible Rechnung führt auf weniger als einen halben Millimeter Unterschied der Wasserstände zwischen echtem Goldklumpen und gefälschter Krone – sondern mit einer Waage, an deren einem Balken die gefälschte Krone und am anderen Balken ein reiner Goldklumpen gleichen Gewichts hängt.
All seine physikalischen Untersuchungen erfolgen streng mathematisch deduktiv. So beweist er auch das Hebelgesetz. Sein Ausspruch „Gebt mir einen Punkt im All und ich hebe die Welt aus den Angeln“ gehört ebenfalls in den Bereich des Mythos. Mathematisch bestimmt Archimedes auch Schwerpunkte von Flächen und Körpern und benutzt sie zu deren Inhaltsbestimmung. Die Zahl Pi berechnet er ziemlich genau mittels des regelmäßigen 96-Ecks. Archimedes soll auch die nach ihm benannte Schraubenwelle zur Wasserhebung erfunden haben. Berichtet wird ferner, dass die Römer bei der Eroberung von Syrakus ein komplexes Planetarium von Archimedes finden, das die Bewegungen der Himmelskörper raffiniert vorführt.
Kein Wunder, dass der römische Feldherr Marcellus Archimedes gerne als Ingenieur für Rom gewinnen will. Der Tod des gelehrten Greises, wie er auch immer geschah (hat ihn wirklich ein Soldat erschlagen?), hat dies verhindert.
JT
Tod des Archimedes.
Archimedes im Bade.