Principio de Arquímedes
La "Palanca de Arquímedes" y la "Espiral de Arquímedes" inventadas por Arquímedes siempre han guiado la práctica de la vida de las personas. Arquímedes era venerado por el pueblo de Siracusa como el hombre más sabio. Hay innumerables preguntas en su mente y pasa su vida explorando, investigando y resolviendo problemas.
El Festival de los Dioses anual de Siracusa llegará pronto. Un día, el rey Luohai le dio una pieza de oro puro al orfebre más famoso y hábil de Siracusa y le pidió que le hiciera una corona de oro para que el rey decorara su ropa en los días de adoración a los dioses. Unos días después llegó la corona de oro. Brilla con oro y los patrones que tiene están cuidadosamente tallados y son maravillosos. Entonces el rey se alegró mucho al ver tan hermosa corona. Pero el rey pensó: el oro es la cosa más atractiva del mundo. Si la corona está adulterada, será muy inferior. Pesó la corona con ansiedad y observó con atención cada pequeña parte. No pudo ver ningún defecto, así que llamó al orfebre y le preguntó: "¿Aún recuerdas cuánto pesa el oro que te di? Si te atreves a adulterarlo, ten cuidado. con la cabeza." El orfebre dijo con calma: "Su Majestad, ¿cómo me atrevo a hacer trampa? Esa pieza de oro realmente se usa en la corona, si no me cree, por favor pésela y verifíquela". dijo, el rey envió. La corona fue pesada en una balanza, y efectivamente, el peso de la corona era igual al peso del oro puro que el rey le dio al orfebre. Pero otros ministros plantearon otras preguntas: si el orfebre mezclara plata en la corona, ¿no sería el mismo peso? El rey pensó, sí, ¿no sería obvio si la corona fuera de oro por fuera y plateada por dentro? No se pueden desmontar todas las partes de la corona y volver a verificarla. Ninguno de los ministros presentes pudo resolver el problema. El rey no tenía un buen plan y pensó en el gran científico Arquímedes, por lo que envió a alguien a buscar a las personas más inteligentes del país para averiguar si había alguna adulteración en la corona sin dañarla.
Esta vez Arquímedes se quedó perplejo. Ha estado pensando mucho estos últimos días, tiene los ojos enrojecidos y su cuerpo está cansado y delgado. Escribía, dibujaba, calculaba todo el día, formulaba muchas hipótesis y planificaba constantemente. Un plan fracasó y surgió uno nuevo. Arquímedes creía que los regalos que la naturaleza da a las personas nunca son limosnas, sino que requieren una lucha y un esfuerzo continuos por parte de los humanos. De hecho, la inspiración siempre favorece a los cerebros reflexivos.
Para solucionar el problema de la autenticidad de la corona, Arquímedes no se bañó durante varios días y quedó descuidado. Ese día, el sirviente lo arrastró hasta el baño y lo obligó a bañarse. Sin embargo, los pensamientos de Arquímedes seguían centrados en la corona. Mientras caminaba hacia la bañera, una toalla se le resbaló de los hombros y cayó al lavabo. Una palangana llena de agua se desbordó inmediatamente. A él no le importa. Mientras se desnudaba, pensó. Accidentalmente dejó caer la lata llena de ungüento en la bañera y el agua se desbordó mucho. Se quitó la ropa y se metió en la bañera. Al igual que encender una cerilla en la oscuridad, los pensamientos de Arquímedes de repente se aclararon: ¿No es el agua que sale de la bañera exactamente el volumen de mi cuerpo sumergido en el agua? Si no hubiera puesto en la tina un lingote de oro que pesaba tanto como yo, no habría expulsado tanta agua. Pensando en esto, Arquímedes saltó del agua, se puso apresuradamente los pantalones y la toalla, salió corriendo del baño como un demonio, cruzó la calle corriendo, fue directo al palacio y gritó "¡Eureka! ¡Eureka!" ¡Lo encontré! )"
El portero del palacio vio a un hombre desaliñado corriendo hacia el palacio, pensó que estaba loco y le impidió entrar con armas en la mano. Cuando vio que era el señor Arquímedes, el hombre más sabio de Siracusa, respetuosamente se hizo a un lado. El rey Hilo se encontraba disfrutando del hermoso baile de los cantantes en su palacio. Arquímedes entró corriendo, asustando a los cantantes para que se escondieran de inmediato. Arquímedes jadeó y corrió hacia el rey y le dijo: "¡Chico! ¡Sulga! Su Majestad, he encontrado una manera de identificar la autenticidad de la corona". "¿En serio? Muéstramelo rápido", dijo el rey con entusiasmo. Arquímedes colocó ante el rey dos cántaros de agua del mismo tamaño, una pepita de oro del mismo peso que la corona y dos tinajas pequeñas. El recipiente de agua es una lata de hierro con un tubo cerca de la boca de la lata para permitir que salga el agua del interior. Arquímedes hizo llenar las dos tinajas con agua y luego colocó en una de ellas una cantidad de oro tan pesada como la corona. El agua del tanque se desborda y fluye hacia el tanque receptor graduado a lo largo de la tubería en la boca del tanque. La escala del agua de salida en el tanque receptor tiene una altura de tres escalas. Arquímedes le pidió al rey que sacara la corona y la pusiera con cuidado en otra lata. El agua del tanque se desbordó rápidamente y fluyó hacia el tanque receptor, pero la escala mostrada era tres escalas más alta. Entonces Arquímedes le dijo al rey en tono positivo que la corona no era oro puro, sino mezclado con otras sustancias.
El rey miró el experimento de Arquímedes como si estuviera viendo un truco de magia, y le preguntó a Arquímedes con los ojos muy abiertos: "¿Cuál es la razón?" Arquímedes explicó: "Todo se hunde en el agua. Un poco de agua lo hará". Se desplaza, y el agua desplazada es el volumen de esta cosa. Al igual que cuando me ducho hoy, la parte llena de agua es el volumen de mi cuerpo y sale más agua. Las latas en el agua eran pequeñas y salía poca agua. "El rey preguntó entonces: "¿Qué tiene que ver el baño con la corona?" Arquímedes explicó con calma: "Si la corona es de oro puro, entonces ponerla. Si el orfebre mezclara plata con ella, debido a que la plata es más liviana que el oro, la corona falsa sería mejor que la real. El oro excreta más agua. >
Teóricamente, este método de identificación parece inobjetable. Sin embargo, Arquímedes creía que este método no era lo suficientemente riguroso desde un punto de vista experimental. Debido a que en realidad es muy difícil medir con precisión el volumen de agua, esto se debe a que los volúmenes a medir no son muy diferentes y, al mismo tiempo, se requiere que el error de medición sea pequeño, no existen herramientas de medición de alta precisión; . Por lo tanto, basándose en los experimentos anteriores, surgió un nuevo esquema de corrección: la comparación con el peso del agua vertida. Los resultados experimentales mostraron que el peso del agua descargada de la corona era mayor que el peso del oro puro, por lo que Arquímedes concluyó que la corona estaba adulterada.
Aquí se celebra el Festival anual de los Dioses, que es un festival tradicional para los antiguos habitantes de Siracusa. En este día se exhiben ropas, disfraces y muebles exquisitos, pero esto no es lo principal. Lo más importante es la buena suerte. En este día, la gente del antiguo país de Siracusa se disfraza, camina por las calles, canta y baila y celebra su fiesta. En este día, la gente de Siracusa también puede rezar a los dioses para que bendigan las cosechas en los campos, hagan que la gente en casa esté sana y feliz y deseen prosperidad al país.
Al menos dos personas pasaron un rato bastante desagradable en la antigua Siracusa durante el festival de este año en honor a los dioses. Uno es el rey Luo Hai. Podría haber comprado una corona de oro amarillo puro, orar por algo a los dioses y luego mostrarla frente a funcionarios civiles y militares e invitados extranjeros. Pero este abominable orfebre se atrevió a tomar atajos y adulteró la corona de oro puro, comprometiendo enormemente la corona. Arquímedes, que no era inteligente, pasó varios días intentando descubrir el método de identificación y casi fue engañado por este tipo. Entonces el rey se enfureció e hizo encarcelar al orfebre y lo curó después de la fiesta.
Otro hombre infeliz fue el orfebre. Trabajó duro para hacer una corona para el rey y utilizó todas sus habilidades ancestrales para hacerlo. Sus tallas eran exquisitas y realistas, pero fue encarcelado por el rey y no pudo reunirse con su familia, participar en carnavales y oraciones. Ser excluido de la celebración de la fiesta de los dioses fue el castigo más severo que sufrió la antigua Siracusa.
Debido a que Arquímedes identificó adulteración en la corona, el rey no sólo lo respetó más, sino que también creció su reputación entre los siracusanos.
El segundo día del festival, cuando el rey Héroe y Arquímedes estaban discutiendo asuntos de estado, los guardias entraron e informaron que una anciana había pedido verla. El rey Luo Hai inmediatamente invitó a la anciana a entrar porque era un monarca sabio. A menudo se encontraba con la llamada "gente corriente", a través de sus conversaciones aprendía las costumbres populares y escuchaba directamente sugerencias útiles y los sufrimientos de la gente. Además, el rey respeta más a los ancianos, creyendo que están bien informados y pueden dar mejores sugerencias.
El rey invitó a una anciana de unos sesenta años. A pesar de sus canas y su edad, su rostro era delgado y sereno. El rey preguntó: "Viejo, ¿qué quieres de mí?" La anciana respondió directamente al grano: "Escuché que Arquímedes recientemente encontró una manera de identificar el oro y otras sustancias. Vine hoy aquí para pedir consejo". Arquímedes se puso de pie, saludó a la anciana y le preguntó: "¿Qué quieres identificar?" La anciana dijo: "Esto también es una cuestión de identificar materiales de oro y plata. Mientras hablaba, sacó una pequeña bolsa de tela". , abierto. En su interior hay dos bolas doradas redondas, una más grande y otra más pequeña. La anciana sacó las bolas de oro, las sostuvo en alto en sus manos y gritó a todos los funcionarios del palacio: "Miren, estas son dos bolas de oro. Mi hijo pasó varios meses haciéndolas. Es una lástima que mi hijo sea "No puedo decir si están hechas de oro puro. Ahora pidamos al Sr. Arquímedes que le ayude a identificarlas y ver si están mezcladas con plata". El sirviente del palacio acercó las dos bolas de oro a una mesa de madera. plato En el plato de madera, pasen la información entre sí.
Se trata de dos bolas de oro, exquisitamente elaboradas, talladas con varios pájaros y animales, patrones de vegetación, nubes en el cielo y olas del mar. El diseño era exquisito, realista e impresionante, y todos los funcionarios lo elogiaron. Según el procedimiento habitual, Arquímedes pidió a alguien que trajera una jarra de agua, luego pesó la pelota, la puso en la jarra y luego calculó el peso del agua desplazada por la pelota. Arquímedes no necesitaba realizar ninguno de estos procedimientos por sí mismo. Sus asistentes los completaron uno por uno según pasos y principios predeterminados, y luego realizaron cálculos y comprobaciones. Después de un tiempo, los resultados salieron a la luz: la bola desplazó más agua que una pepita de oro del mismo peso. Arquímedes de repente sintió curiosidad y de repente se dio cuenta de que la pequeña bola de oro no estaba mezclada con plata, sino con un metal ligero. Luego, Arquímedes envió personas a identificar la gran bola de oro según pasos predeterminados. Ocurrió un extraño fenómeno. Esta gran bola dorada no se hunde cuando se introduce en el agua, sino que flota en el agua. Alguien lo empujó hacia abajo, pero volvió a subir flotando. Después de muchas reciprocidades, la bola dorada todavía flotaba en el agua, solo una parte estaba en el agua y Arquímedes era Zheng. En este caso, ¿cómo se puede identificar la cantidad de agua? Ante las dos bolas de oro y los resultados de las pruebas, todos los que los rodeaban quedaron atónitos. Arquímedes, que había estado observando la operación, estaba un poco nervioso: debe haber algo mal con estas dos bolas. Pensó mientras iba a buscar las dos bolas de oro. Cuando los sopesó en sus palmas, entendió. Luego le explicó a la anciana y a las personas que lo rodeaban: "Estas dos bolas son huecas y no podemos identificar si están llenas de plata u otras sustancias". El rostro de la anciana se hundió y levantó su rostro amable y bondadoso. Dijo en tono afirmativo: "Mi hijo sabe que estas dos bolas son de oro puro". El rey dijo: "¡Entonces por favor díselo a tu hijo!" La anciana dijo enojada: "Pero él no está aquí. Está en prisión, e incluso fue privado del derecho a celebrar fiestas dedicadas a Dios." En este punto, el rey, Arquímedes y otros ministros comprendieron que se trataba de la madre del orfebre que hacía la corona para el rey, y dijeron que la El orfebre estaba en la corona. Fue agraviado por la adulteración.
En este momento, lo más triste era Arquímedes. Se dio cuenta de lo grandes que eran sus errores técnicos y de lo estúpido que era utilizar algunas teorías probadas experimentalmente para identificar los resultados de otras personas. De hecho, las conclusiones extraídas de los experimentos anteriores de Arquímedes eran correctas, pero sólo para determinadas sustancias, no para todas. Al igual que la exquisita corona, la luna está tallada con nubes, exquisitas y claras. Es la parte incrustada en su interior, como borlas, alfileres, bolitas, hojas, estampados, etc. Hay al menos decenas. Si algunas tienen agujeros ¿no aumentará el desplazamiento? Si juzgamos si la corona está adulterada en función de la cantidad de desplazamiento, no sólo conducirá a una condena injusta y falsa del orfebre, sino que también engañará nuestra propia comprensión de las cosas.
Obviamente, el método de identificación de Arquímedes es efectivo para partes sólidas u objetos que pueden sumergirse en agua, pero para las partes huecas, Arquímedes no puede identificarlas porque las partes huecas ocupan el volumen y no se puede determinar. Es cierto que la gente no sabe si la corona del rey fue adulterada, pero este dramático veredicto supuso para Arquímedes una profunda revelación y se convirtió en una lección para su vida.