3.14159265359 – das ist die Zahl Pi, eine der wohl größten mathematischen Errungenschaften der Geschichte. Dass heute mit Pi der Umfang und die Fläche von Kreisen und Kugeln berechnet werden kann und dass erklärt werden kann, warum ein Schiff im Meer schwimmt und nicht untergeht, das ist dem griechischen Mathematiker Archimedes von Syrakus zu verdanken.
Archimedes Steckbrief
| Name: | Archimedes von Syrakus |
| Geboren: | um 287 v. Chr. in Syrakus (Sizilien, damals noch unter griechischer Herrschaft) |
| Gestorben: | 212 v. Chr. in Syrakus |
| Profession: | Mathematiker, Physiker und Erfinder. |
| Bedeutung in der Geschichte: | Der Grieche Archimedes von Syrakus gilt als einer der bedeutendsten Mathematiker und Physiker der Antike. Unter anderem bestimmte Archimedes einen Näherungswert für die Zahl Pi zur Berechnung von Kreisen. Zudem formulierte er das Archimedische Prinzip, das besagt, dass jeder Körper in einer Flüssigkeit eine Auftriebskraft erfährt.Archimedes von Syrakus forschte aber nicht nur in der Mathematik und der Physik, sondern auch in der Mechanik und war zudem ein Ingenieur und Erfinden. So war er auch als (taktischer) Berater für den König von Syrakus tätig und half mit seinen Erfindungen, die Stadt Syrakus im Zweiten Punischen Krieg vor der Belagerung durch die Römer zu verteidigen. |
Abb. 1 - Phantasiebildnis des Archimedes. Archimedes Abbild ist nicht überliefert.Domenice Fetti: "Porträt eines Gelehrten" (um 1620)
Archimedes von Syrakus – Leben
Viel ist über das Leben des Archimedes von Syrakus nicht bekannt. Er wurde vermutlich um das Jahr 287 v. Chr. in der sizilianischen Küstenstadt Syrakus geboren. Als Sohn des Astronomen Phidias, der ihn auch unterrichtete, kam Archimedes früh mit der Wissenschaft in Kontakt.
Die meiste Zeit seines Lebens verbrachte Archimedes in seiner Heimatstadt Syrakus, es ist allerdings belegt, dass er öfter für Studienzwecke in die ägyptische Stadt Alexandria gereist ist. Dort konnte er sich mit Gleichgesinnten austauschen und sein Wissen in der großen Bibliothek von Alexandria erweitern.
Die einzige Quelle zu Archimedes Leben (neben seinen zahlreichen wissenschaftlichen Abhandlungen) ist eine vom byzantinischen Gelehrten Johannes Tzetzes verfasste Biografie. Diese entstand allerdings erst rund 1400 Jahre nach Archimedes Tod. Welche Ereignisse aus Archimedes Leben also tatsächlich real und welche nur eine Legende sind, lässt sich nicht eindeutig unterscheiden.
Archimedes Entdeckungen und Erfindungen
Was hat Archimedes erfunden? Nun: Archimedes von Syrakus war ein Universalgelehrter, der in zahlreichen verschiedenen Fachgebieten forschte – dementsprechend vielseitig waren auch seine Entdeckungen und Erfindungen.
Hier ein kurzer Überblick über die bedeutendsten von Archimedes Entdeckungen und Erfindungen in Schlagworten, bevor Du Genaueres über sie erfährst.
Entdeckungen:
- Archimedisches Prinzip (Auftriebskraft)
- Berechnung von Pi (Näherungswert für die Kreiszahl)
- Hebelgesetze
Erfindungen:
- Archimedische Schraube (Bewässerungssystem)
- Zahlreiche Kriegsmaschinen (darunter Katapulte und Brennspiegel)
Archimedisches Prinzip
Die wohl berühmteste Entdeckung des Archimedes ist das nach ihm benannte "Archimedische Prinzip".
Das Archimedische Prinzip besagt, dass in Flüssigkeit oder in Gasen schwimmende oder schwebende Körper eine nach oben gerichtete Kraft erfahren – die sogenannte Auftriebskraft.
Das Archimedische Prinzip kommt zum Beispiel bei der Schifffahrt zum Tragen, denn allein der Auftriebskraft ist es zu verdanken, dass Schiffe überhaupt schwimmen können. Gleiches gilt, wenn Du Dich schon einmal gefragt haben solltest, warum ein menschlicher Körper im Meer treiben kann, ohne unterzugehen.
Das ist nur eine sehr vereinfachte Erklärung des Archimedischen Prinzips. Wenn Du Ausführlicheres zu diesem Thema und der naturwissenschaftlichen Komponente (dort wirkenden Kräfte, Berechnungen etc.) erfahren möchtest, dann wirf gerne einen Blick in die Erklärung "Auftrieb" im Fach Physik → Mechanik hier auf StudySmarter!
Ausruf des Archimedes
Zur Entdeckung des Archimedischen Prinzips existiert übrigens eine Anekdote.
Archimedes von Syrakus hat die Auftriebskraft nämlich in seiner Badewanne entdeckt. Als er sich in das mit Wasser gefüllte Gefäß setzte, erkannte Archimedes, dass sein Körper eine bestimmte Wassermenge verdrängte und er infolgedessen einen Auftrieb verspürte – das war die Auftriebskraft. Als ihm klar wurde, was er da entdeckt hatte, ist er vor Freude aus der Wanne gesprungen, nackt durch die Straßen Syrakus gelaufen und hat laut "Heureka!" geschrienen.
Archimedes Heureka Bedeutung
"Heureka (εὕρηκα)" ist ein altgriechisches Wort und bedeutet übersetzt so viel wie "Ich habe es gefunden!".
Dieser Ausruf des Archimedes wurde berühmt und noch heute wird "Heureka" als Redewendung genutzt, wenn jemand eine Entdeckung gemacht oder ein kniffliges Problem gelöst hat.
Eine weitere Geschichte/Legende besagt, dass Archimedes sein Wissen über die Wasserverdrängung und die Auftriebskraft genutzt haben soll, um den König von Syrakus dabei zu helfen, einen Betrug aufzudecken. Angeblich wurde Archimedes damit beauftragt zu überprüfen, ob die Krone des Königs aus reinem Gold gefertigt war. Der Herrscher verdächtigte nämlich den Goldschmied der Gaunerei.
Archimedes legte abwechselnd die Krone und ein Goldstück von gleichem Gewicht in einen Wasserbehälter. Als die Krone mehr Flüssigkeit verdrängte als der Goldbarren (eigentlich hätte es gleich viel sein müssen) stand fest, dass die Krone nicht aus reinem Gold bestehen konnte.
Archimedes – Pi
Ebenfalls berühmt wurde Archimedes durch die Berechnung von Pi (π). Archimedes zu Ehren wird die Kreiszahl Pi auch heute noch als Archimedes-Konstante bezeichnet.
Archimedes von Syrakus war der Erste, dem es durch ein Näherungsverfahren gelungen war, die Kreiszahl Pi annähernd genau zu bestimmen. Dafür berechnete er den Flächeninhalt eines Kreises mit Radius = 1, indem er sich der Kreisform mithilfe eines Vieleckes (96-Ecks) annäherte – anhand dieses 96-Ecks und der errechneten Werte bestimmte Archimedes dann den Näherungswert von Pi.
Abb. 2 - Archimedes Berechnung von Pi: Darstellung der Annäherung an einen Kreis durch die Verwendung eines Viel-Ecks.
Auf dem Bild ist zu erkennen, dass das "Viel-Eck" immer "kreis-ähnlicher" wird, je mehr Ecken dazukommen.
Weitere Informationen rund um den Kreis, die Kreiszahl Pi und deren Berechnungen findest Du übrigens auch in den dazugehörigen Erklärungen im Fach Mathematik hier auf StudySmarter!
Neben der Zahl Pi entdeckte Archimedes von Syrakus übrigens auch die Quadratwurzel und zudem entwickelte er ein System, um sehr große Zahlen mathematisch fassbar zu machen, um damit rechnen zu können (bis zu einem Wert von 1064).
Zur Verdeutlichung, um welche enormen Zahlenwerte es sich handelt, mit denen Archimedes bereits in der Antike gerechnet hat: Schon 106 sind umgerechnet 1.000.000 (1 Million).
Archimedes – Hebelgesetze
Neben dem Archimedischen Prinzip und Zahl Pi war noch eine weitere von Archimedes Entdeckungen für die damalige Zeit sehr bemerkenswert – nämlich die Entdeckung der Hebelgesetze.
Archimedes von Syrakus erkannte, dass sich schwere Gegenstände durch die Verwendung eines festen Hebels mit weniger Kraft bewegen lassen. Mithilfe eines entsprechenden Hebels könnte etwa eine einzige Person einen 100 kg schweren Stein mit Leichtigkeit anheben.
Archimedes wird übrigens auch die Erfindung des Flaschenzugs zugeschrieben, was plausibel wäre, da der Flaschenzug unter ähnlichen Bedingungen und wissenschaftlichen Prinzipien wie der Hebel funktioniert und das gleiche Ziel verfolgt – mit wenig Kraft viel bewegen. Angeblich hat Archimedes mithilfe von Flaschenzügen ein voll beladenes Schiff allein angehoben und bewegt.
Zitat von Archimedes
Um das Potenzial der durch die Hebelgesetze ermöglichten Kraft an einem Beispiel zu veranschaulichen, tätigte Archimedes die folgende, sehr gewagte Aussage:
Gib mir einen Punkt, wo ich hintreten kann, und ich bewege die Erde.
In der Praxis mag dies zwar unmöglich sein, doch rein theoretisch wäre es tatsächlich machbar, dass eine einzige Person die Erde mit einem entsprechenden Hebel anheben könnte.
Abb. 3 - Archimedes, der die Erde mit einem Hebel bewegt. Veranschaulichung von Archimedes Auspruch zu den Hebelgesetzen.
Archimedische Schraube
Doch Archimedes beschäftigte sich nicht nur mit der Theorie, sondern war als Erfinder und Ingenieur auch praktisch tätig. Eine von Archimedes Erfindungen war unter anderem die sogenannte "Archimedische Schraube".
Dabei handelt es sich um ein Bewässerungssystem. Mithilfe der Archimedischen Schraube konnte Wasser vertikal, also nach oben bewegt werden (vergleichbar mit einer Pumpe).
Doch in den damals sehr stürmischen und kriegerischen Zeiten nutzte Archimedes seinen Erfindergeist weniger für solche Alltagsgegenstände. Stattdessen widmete er sich verstärkt der Entwicklung von Dingen, die die Stadt Syrakus gegen ihre Feinde verteidigen konnten.
Archimedes – Kriegsmaschinen
Im Zuge des Zweiten Punischen Krieges (218 v. Chr. bis 201 v. Chr.) wurde die Stadt Syrakus im Jahr 214 v. Chr. durch die Römer angegriffen und belagert. Und nun nutzte Archimedes sein Wissen und seine Fertigkeiten dazu, Verteidigungs- und Kriegsmaschinen zu bauen.
Wenn Du mehr über die Punischen Kriege erfahren möchtest, dann wirf gerne einen Blick in die dazugehörige Erklärung hier auf StudySmarter!
Unter anderem werden folgende Erfindungen Archimedes zugeschrieben:
- Wurfmaschinen: Verschiedenste Katapulte und Schleudern zur Verteidigung der Mauern von Syrakus.
- Schiffshaken: Große krallen-ähnliche Haken, mit deren Hilfe nahe Schiffe von Land aus beschädigen werden konnten.
- Brennspiegel: Spiegel, die das Sonnenlicht bündelten und so ermöglichten, die Segel der feindlichen Schiffe aus der Ferne in Brand zu stecken.
- Vorläufer der Kanone: Angeblich soll Archimedes eine Art "Dampf-Kanone" entwickelt haben. Die Projektile wurden dabei durch Dampfdruck abgeschossen, der in einem Wasserkessel entstand, der an der Kanone befestigt war.
Archimedes Erfindungen war es unter anderem zu verdanken, dass Syrakus der römischen Belagerung rund zwei Jahre lang standhalten konnte.
Tatsächlich halten viele Historiker und Historikerinnen die damalige Existenz von einigen Erfindungen des Archimedes für sehr unwahrscheinlich (v. a. die der Dampf-Kanone).
Archimedes Tod
Doch auch wenn sich Syrakus lange gegen die Angriffe der Römer zur Wehr setzten konnten, so wurde die Stadt 212 v. Chr. schließlich doch eingenommen. Archimedes wurde während der Eroberung von einem römischen Soldaten getötet – Archimedes von Syrakus war damals 75 Jahre alt.
"Kreisausspruch" des Archimedes
Und auch um Archimedes Tod rankt sich eine Legende.
Erzählungen zufolge soll er während der Eroberung in seinem Garten gesessen und in seine Arbeit vertieft geometrische Figuren auf den Sandboden gemalt haben. Plötzlich tauchte ein römischer Soldat in Archimedes Garten auf.
Archimedes, der sich durch das Eindringen des Soldaten in seiner Arbeit gestört fühlte, soll daraufhin gesagt haben:
Störe meine Kreise nicht!
Der römische Soldat, wütend über Archimedes Ausspruch, soll ihn daraufhin mit dem Schwert erschlagen haben.
Archimedes - Das Wichtigste
- Archimedes von Syrakus war ein griechischer Mathematiker, Physiker und Erfinder.
- Geboren wurde er um das Jahr 287 v. Chr. in der sizilianischen Stadt Syrakus. Ebenda verstarb er auch 212 v. Chr. im Zuge der Eroberung Syrakus durch die Römer im Zweiten Punischen Krieg.
- Archimedes ist bekannt für die Entdeckung des Archimedischen Prinzips (Auftriebskraft), seiner Näherungsberechnung der Kreiszahl Pi und für die Hebelgesetze.
- Zudem erfand Archimedes zahlreiche verschiedene Verteidigungs- und Kriegsmaschinen, aber auch alltägliche Gegenstände wie angeblich den Flaschenzug.
- Umfassende und belegbare Informationen über Archimedes Leben sind nicht überliefert, weshalb nur schwer zu unterscheiden ist, welche Geschichten über ihn wahr und welche nur Legenden sind.
Nachweise
- Asper, Markus (2014). Archimedes von Syrakus. In: Rengakos/ Zimmermann (Hrsg.). Handbuch der griechischen Literatur der Antike. Band 2: Die Literatur der klassischen und hellenistischen Zeit. S. 465–468. C. H. Beck Verlag.
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