Archimedes von Syrakus

ARCHIMEDES war ein berühmter Gelehrter und der bedeutendste Mathematiker, Physiker und Techniker der Antike. Zeitgenossen von ihm waren ARISTOTELES (384 v. Chr. – 322 v. Chr.) und EUKLID (um 295 v. Chr.). In China wurde in dieser Zeit die Große Mauer gebaut, das mit 2 450 km längste Bauwerk der Welt.

Leben und Wirken

Über das Leben von ARCHIMEDES wie auch seiner Zeitgenossen sind kaum Einzelheiten bekannt. Von ARCHIMEDES weiß man, dass er um 287 v. Chr. in Syrakus auf Sizilien geboren wurde. Sein Vater war ein bekannter Astronom, die Familie wahrscheinlich mit König HIERON verwandt. Der Vater von ARCHIMEDES erkannte schon früh die wissenschaftliches Neigungen seines Sohnes und führte ihn in die Naturwissenschaften und insbesondere in die Astronomie ein. Wahrscheinlich hielt sich ARCHIMEDES bei seinen Reisen auch längere Zeit in Alexandria auf, einem geistigen Zentrum des damaligen Griechenland.
Nach der Rückkehr in seine Heimatstadt Syrakus widmete sich ARCHIMEDES seinen wissenschaftlichen Interessen auf dem Gebiet der Mathematik und der Naturwissenschaften. Bekannt sind u. a. folgende Schriften von ihm:

• Über Kugel und Zylinder
• Über die Kreismessung
• Über Spiralen
• Vom Gleichgewicht ebener Flächen oder Schwerpunkte ebener Flächen
• Über schwimmende Körper

ARCHIMEDES konstruierte auch zahlreiche mechanische Vorrichtungen, z. B. Wurfmaschinen. Damit half er, seine Heimatstadt zwei Jahre lang gegen die Römer zu verteidigen. Er wurde 212 v. Chr. bei der Eroberung seiner Heimatstadt Syrakus durch die Römer erschlagen, obwohl der römische Feldherr MARCELLUS ausdrücklich befohlen hatte, den berühmten ARCHIMEDES zu verschonen.

Wissenschaftliche Leistungen

Charakteristisch für ARCHIMEDES ist, dass er sich nicht mit der Entdeckung einzelner Lehrsätze begnügte, sondern neue Ideen und Methoden ausarbeitete und praktisch anwendete.
So führte er z. B. den Begriff Schwerpunkt ein und bestimmte ihn für verschiedene Körperformen.
Aus physikalischer Sicht sind seine Entdeckungen zum Auftrieb (archimedisches Gesetz) und zum Gleichgewicht am Hebel (Hebelgesetz) wohl am bedeutendsten. Zum Auftrieb formulierte er:

Ein Körper taucht in eine spezifisch schwerere Flüssigkeit soweit ein, daß die von ihm verdrängte Flüssigkeitsmenge so schwer ist wie der ganze Körper. ... Ein Körper, der spezifisch schwerer ist als die Flüssigkeit, sinkt in dieser bis zum Grunde hinab und wird in der Flüssigkeit um so viel leichter, wie die von ihm verdrängte Flüssigkeitsmenge wiegt.
(Aus: Archimedes: Über schwimmende Körper)

ARCHIMEDES löste die Aufgabe folgendermaßen: Er befestigte die Krone auf der einen Seite und ein gleich schweres Stück Gold auf der anderen Seite einer Waage und ließ beide Körper in Wasser hinab
(Bild 3). Die Waage, die vorher im Gleichgewicht war, neigte sich nach einer Seite. Da die Masse der beiden Körper gleich war, hätte auch das Volumen beider Körper gleich sein müssen, wenn die Dichten gleich gewesen wären. Sind die Volumen aber unterschiedlich, so verdrängt der Körper mit dem größeren Volumen ein größeres Volumen Wasser. Damit wirkt an diesem Körper eine größere Auftriebskraft, denn diese ist gleich der Gewichtskraft der verdrängten Flüssigkeit. Wenn sich die Waage mit den Körpern im Wasser neigt, (Bild 3), dann wirkt an der Krone eine größere Auftriebskraft. Die mittlere Dichte der Krone ist also kleiner als die des reinen Goldes. Es muss ein Stoff mit einer kleineren Dichte als Gold, z. B. Silber, beigemengt worden sein.

ARCHIMEDES konstruierte auch mechanische Anlagen, die auf der Grundlage des Hebelgesetzes funktionierten und die für die Verteidigung seiner Heimatstadt Syrakus eingesetzt wurden. Zwei Jahre konnte die Stadt erfolgreich vor den Römern verteidigt werden.

Ein weiteres Beispiel für eine nützliche Konstruktion ist die archimedische Schraube, eine Anordnung zum Heben von Wasser durch Drehen einer schraubenförmigen Anordnung (Bild 5).

ARCHIMEDES führte selbst Experimente durch und probierte die von ihm konstruierten Geräte aus. Es war in der Antike ungewöhnlich, dass ein freier Mann selbst experimentierte. Körperliche Arbeit galt für den freien Mann als unwürdig. Umso mehr ist ARCHIMEDES als Experimentator zu würdigen. Seine Maschinen hätten die menschliche Arbeit erleichtern können. Doch es gab genügend Arbeitssklaven, die Entdeckungen des ARCHIMEDES blieben zu seiner Zeit ohne Wirkung. Für sie bestand kein Bedarf.
Auch seine experimentellen Ergebnisse zur Ermittlung der Tragfähigkeit von Schiffen wurden erst im 17. Jahrhundert genutzt. Bis dahin genügten die Abschätzungen der Schiffbauer.
Der griechische Gelehrte PLUTARCH schrieb über den Tod des Archimedes:

Am meisten bekümmerte MARCELLUS (römischer Feldherr) das Schicksal des Archimedes! Dieser saß, in Gedanken versunken, über einer geometrischen Figur, die er aufmerksam betrachtete. Er war so vertieft, daß er das Eindringen der Römer und die Einnahme der Stadt nicht bemerkte. Plötzlich erschien ein Soldat vor ihm und forderte ihn auf, zu MARCELLUS zu gehen. Aber Archimedes wollte es erst dann tun, wenn er die Aufgabe gelöst und den Beweis erbracht hatte. Da geriet der Soldat in Wut, ergriff sein Schwert und durchbohrte Archimedes.