Chi era Archimede, matematico, fisico e inventore dell’antichità

Archimede (287-212 a.C.) fu un matematico, fisico, inventore e scienziato vissuto a Siracusa nel III secolo a. C., autore di scoperte fondamentali in diversi campi del sapere scientifico. Fu uno dei protagonisti dello sviluppo della scienza avvenuto in età ellenistica grazie all’incontro tra la razionalità greca e la sapienza orientale.

Più specificamente, Archimede effettuò scoperte di grande importanza nel campo dell’idrostatica, elaborando la legge che oggi è nota come principio di Archimede, e della meccanica, definendo per la prima volta il principio della leva. Nell’ambito della geometria, calcolò il Pi greco con maggiore precisione degli scienziati precedenti. Archimede cercò anche di dare applicazione pratica alle sue scoperte e di usarle in ambito bellico.

La vita di Archimede e la scienza dell’età greco-romana

Archimede realizzò scoperte e invenzioni di importanza fondamentale ed è per questo considerato uno dei più grandi matematici di tutti i tempi e, più specificamente, uno dei maggiori scienziati dell’età ellenistica, il periodo compreso tra la morte di Alessandro Magno (323 a. C.), che aveva conquistato gran parte dell’Oriente, e la conquista romana dell’Egitto (30 a.C.). Le conquiste di Alessandro aveva messo in contatto la civiltà greca con le culture orientali (egizia, babilonese, ecc.), che avevano a loro volta sviluppato conoscenze scientifiche. Le influenze reciproche e, in particolare, la combinazione del pensiero razionale greco con la sapienza orientale, consentirono di compiere enormi progressi nel campo della scienza.

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Archimede fu uno degli scienziati più capaci di assimilare il sapere scientifico e di farlo progredire. Di lui sappiamo che nacque a Siracusa, una città fondata dai greci, intorno al 287 a.C. Strinse rapporti con gli altri scienziati e forse visitò Alessandria d’Egitto, capitale culturale del tempo.

Durante la seconda guerra punica, nella quale Siracusa era alleata dei cartaginesi contro i romani, costruì alcune macchine belliche per difendere la città, senza però riuscire a salvarla: Siracusa fu occupata dai romani nel 212 a. C. e, nel corso del saccheggio che seguì alla conquista, lo scienziato fu ucciso.

Archimede nella storia della scienza

Archimede, come tutti gli scienziati del suo tempo, operava in diversi campi del sapere scientifico: geometria, meccanica, fisica, astronomia.

L’importanza di Archimede nella storia della scienza è dovuta sia alle sue scoperte sia all’applicazione di metodi di ricerca innovativi: pur non conoscendo il metodo sperimentale, che sarebbe stato introdotto molti secoli dopo da Galileo, era capace di lavorare alle sue ricerche in maniera efficiente e razionale. Fu, tra l'altro, uno dei primi matematici a servirsi del calcolo infinitesimale.

Le opere di Archimede

Archimede espose le sue scoperte in numerosi trattati, parte dei quali si sono conservati fino a oggi. Tra i più noti, il trattato Sui corpi galleggianti, nel quale delineò il principio di Archimede, che porta appunto il suo nome, e varie opere di matematica. Una parte degli scritti ci è pervenuta grazie al palinsesto di Archimede, un manoscritto su pergamena che contiene testi di preghiere. Nel 1906 lo studioso danese Johan L. Heiberg scoprì che la pergamena originariamente conteneva i testi di sette trattati di Archimede, tra i quali alcuni considerati perduti, ed era poi stata raschiata e sovrascritta. Il testo originale era però ancora leggibile e ha consentito di conoscere nuovi scritti dello scienziato.

Eureka! Il principio di Archimede

Una delle scoperte più note di Archimede è quella passata alla storia come principio di Archimede, che può essere sintetizzato come segue: “Un corpo immerso in un fluido (liquido o gas) subisce una spinta dal basso verso l'alto pari al peso del fluido spostato”.

Secondo un aneddoto, Archimede scoprì il principio per esaudire una richiesta del sovrano di Siracusa, Gerone II, che voleva sapere se una corona in suo possesso fosse composta di oro puro o se al suo interno fossero contenuti metalli vili. Archimede posizionò la corona su una bilancia e collocò sull'atro piatto una quantità di oro dello stesso peso. Immergendo la bilancia nell'acqua, scoprì che la corona non era composta di oro puro. Si racconta anche che lo scienziato elaborò il suo principio notando che, quando faceva il bagno, la quantità di acqua che fuoriusciva dalla vasca era pari al peso del suo corpo. Entusiasta della scoperta, urlò “Eureka!” (“ho trovato”, in greco).

Il calcolo del Pi greco e il principio della leva

Archimede si occupò anche di geometria, affrontando un problema che era già stato esaminato da scienziati babilonesi ed egizi: il rapporto tra la circonferenza e il diametro di un cerchio, che oggi esprimiamo con Pi greco. Archimede, lavorando per approssimazioni e scomposizioni del cerchio in figure minori, calcolò che il rapporto è compreso tra 22/7 (3,1429) e 223/71 (3,1408), avvicinandosi al valore reale (3,14159) più precisamente degli scienziati precedenti.

Ad Archimede è inoltre attribuita una frase: “Datemi una leva e vi solleverò il mondo", che in realtà non pronunciò mai. Lo scienziato, però, diede effettivamente la prima spiegazione scientifica del principio della leva, cioè di un corpo rigido che si muove intorno a un punto (il fulcro), posto tra la forza motrice e la forza resistente.

Le invenzioni e le macchine di Archimede

Archimede non fu solo un teorico, ma anche un tecnico che dava applicazione pratica alle sue scoperte. Tra le macchine che, secondo alcune fonti, avrebbe costruito, vi era la mano di ferro (nota anche come artiglio di Archimede), una sorta di gru che, sfruttando il principio della leva, agganciava le nave le ribaltava.

Secondo altri autori, Archimede riusciva a far prendere fuoco alle navi nemiche usando scudi di bronzo come specchi ustori. Concentrava, cioè, i raggi del Sole sulle navi in modo che si incendiassero. Nel 1973 uno scienziato greco, Ioannis Sakas, provò a riprodurre l’esperimento usando solo materiali disponibili al tempo di Archimede e riuscì effettivamente a far incendiare la riproduzione di una nave romana.