Η μαθηματική ευφυΐα του Αρχιμήδη απέναντι στη στρατιωτική ισχύ της Ρώμης

Η μαθηματική ευφυΐα του Αρχιμήδη απέναντι στη στρατιωτική ισχύ της Ρώμης

copyright © γράφει ο Δημήτριος Σχορτσανίτης

Ο Αρχιμήδης, υπήρξε ένας από τους μεγαλύτερους επιστήμονες της αρχαιότητας. Παρότι δεν ήταν στρατιωτικός διαδραμάτισε καίριο και σημαντικό ρόλο στην πολιορκία της πόλης των Συρακουσών από τους Ρωμαίους το 212 π.Χ. κατά την διάρκεια του Β΄ Καρχηδονικού Πολέμου. Η συνεισφορά του στην άμυνα της πόλης συνδέεται κυρίως με την ανάπτυξη και χρήση μηχανών και οπλικών συστημάτων για την υπεράσπιση της. Η ευφυΐα, η εφευρετικότητα, η δημιουργικότητα, η επιστημονική ιδιοφυΐα του και οι μηχανές του αύξησαν το ηθικό των Συρακούσιων υπερασπιστών και δημιούργησαν φόβο στους Ρωμαίους εντυπωσιάζοντας τον ικανό Ρωμαίο στρατηγό Μάρκο Κλαύδιο Μάρκελλο.

Βίος

Ο Αρχιμήδης (287 π.Χ. – 212 π.Χ.) ήταν Έλληνας μαθηματικός, φυσικός, μηχανικός, εφευρέτης και αστρονόμος και θεωρείται μία από τις μεγαλύτερες ιδιοφυΐες της αρχαιότητας. Η συνεισφορά του στην επιστήμη και την τεχνολογία άφησε ανεξίτηλο αποτύπωμα, ενώ τα έργα του επηρέασαν τους επιστήμονες για αιώνες. Ο Αρχιμήδης γεννήθηκε στις Συρακούσες και ήταν γιος του αστρονόμου Φειδία, γεγονός που πιθανώς επηρέασε την κλίση του στις επιστήμες. Αν και δεν υφίστανται ακριβείς καταγραφές για τις σπουδές του, πιθανότατα σπούδασε στην Αλεξάνδρεια, όπου ήρθε σε επαφή με κορυφαίους επιστήμονες της εποχής, όπως τον Ευκλείδη και τον Ερατοσθένη. Ο Αρχιμήδης εργάστηκε στους τομείς των μαθηματικών (υπολόγισε με μεγάλη ακρίβεια τον αριθμό του ????) της υδροστατικής, της φυσικής, της μηχανικής (ιδιαίτερα στους τομείς των μοχλών, στα υδραυλικών και των πολεμικών μηχανών) και της αστρονομίας αφήνοντας μια τεράστια παρακαταθήκη γνώσεων.

Ο Αρχιμήδης πέθανε το 212 π.Χ. κατά την κατάληψη των Συρακουσών από τους Ρωμαίους, παρά τις προσπάθειες του στρατηγού Μάρκελλου να τον προστατεύσει. Σύμφωνα με την παράδοση, σκοτώθηκε από έναν στρατιώτη ενώ σχεδίαζε μαθηματικά στο έδαφος. Η συνεισφορά του επηρέασε βαθιά την επιστήμη, τη μηχανική και τα μαθηματικά ενώ τα έργα του διατηρήθηκαν και μελετήθηκαν κατά τη Ρωμαϊκή περίοδο, το Βυζάντιο και την Αναγέννηση και παραμένουν μέχρι σήμερα πηγή έμπνευσης για ερευνητές. Η ευφυΐα του, σε συνδυασμό με την πρακτική εφαρμογή των ιδεών του, τον κατέστησε σύμβολο της επιστημονικής καινοτομίας. Έμεινε στην ιστορία ως ο άνθρωπος που κατόρθωσε να συνδυάσει τη θεωρία με την πράξη, επηρεάζοντας ολόκληρο τον πολιτισμό μας.

Ηθική συνεισφορά του Αρχιμήδη στην πολιορκία των Συρακουσών

Ο Αρχιμήδης, έπαιξε σημαντικό ρόλο κατά την πολιορκία των Συρακουσών από τους Ρωμαίους το 212 π.Χ. Η συνεισφορά στην άμυνα της πόλης αποτέλεσε ένα από τα πιο εμβληματικά παραδείγματα για το πώς η επιστήμη, η τεχνολογία και η ηθική καθοδήγηση μπορούν να ενισχύσουν έναν λαό σε κρίσιμες στιγμές.

Ο Αρχιμήδης δεν ήταν μόνο λαμπρός επιστήμονας, αλλά και ένας πολίτης που χρησιμοποίησε τις γνώσεις του για την υπεράσπιση της πατρίδας του. Η ύπαρξη ενός τέτοιου ηγέτη στη διανόηση ήταν πηγή έμπνευσης για την πόλη, καθώς ο Αρχιμήδης υπήρξε και ηθικός υποστηρικτής των πολιτών των Συρακουσών δείχνοντας, ότι η ανθρώπινη εφευρετικότητα και η διανοητική ανωτερότητα μπορούσαν να προσφέρουν ελπίδα και λύσεις ακόμη και σε φαινομενικά αδιέξοδες καταστάσεις.

Με το έργο και την παρουσία του ενσάρκωσε την ιδέα ότι ο άνθρωπος μπορούσε να σταθεί ενάντια σε υπέρτερες δυνάμεις μέσα από την εξυπνάδα και την οργάνωση. Οι μηχανές του δεν αποτελούσαν απλώς όπλα, αλλά σύμβολα της θέλησης για αντίσταση των Συρακούσιων, που ενέπνεαν θάρρος και ενότητα στους πολιορκημένους πολίτες. Ο Αρχιμήδης έμεινε πιστός στην πόλη του μέχρι τέλους, ενώ η στάση του καθ’ όλη τη διάρκεια της πολιορκίας αποτέλεσε παράδειγμα ανιδιοτελούς προσφοράς, καθώς αφιέρωσε τη ζωή και το έργο του στην προστασία των συμπολιτών του. Η πίστη του στην αξία της πατρίδας και της ελευθερίας ενίσχυε το ηθικό των Συρακούσιων, οι οποίοι βλέποντας την επιτυχία των επιτευγμάτων του, αναπτερώνονταν ηθικά και πνευματικά, καθώς η σιγουριά ότι είχαν στην πλευρά τους έναν από τους μεγαλύτερους διανοητές της εποχής ενίσχυε την αίσθηση του δικαίου και του θάρρους.

Μηχανές του Αρχιμήδη & συμβολή στην άμυνα των Συρακουσών

Οι πολεμικές μηχανές που κατασκεύασε ή βελτίωσε ο Αρχιμήδης αποτέλεσαν το κεντρικό στοιχείο άμυνας των Συρακουσών κατά τη Ρωμαϊκή πολιορκία. Η ευφυΐα του στην εφαρμογή των φυσικών νόμων, σε συνδυασμό με τη μηχανική τεχνογνωσία του, οδήγησε στη δημιουργία μηχανών που ήταν πολύ μπροστά από την εποχή τους. Ακολουθούν οι κύριες συνεισφορές του:

Καταπέλτες

Οι καταπέλτες είναι πολεμικές μηχανές που βασίζονται στην εκμετάλλευση της μηχανικής ενέργειας για την εκτόξευση βλημάτων σε μεγάλη απόσταση. Ο καταπέλτης αποτελείται από τον βραχίονα εκτόξευσης, που ήταν συνήθως κατασκευασμένος από ξύλο και ενισχυμένος για να αντέχει τις δυνάμεις εκτόξευσης, ενώ στο άκρο του τοποθετούνταν το βλήμα (πέτρα, δόρυ ή φλεγόμενο υλικό). Τον βραχίονα μετακινούσε ο μηχανισμός τάσης, που αποτελούνταν από στριμμένα σχοινιά ή ελαστικούς ιμάντες φτιαγμένους από ζωικά έντερα ή τρίχες και όσο περισσότερο τεντωνόταν το σχοινί, τόσο μεγαλύτερη ήταν η αποθηκευμένη ενέργεια, που μετατρεπόταν από δυναμική σε κινητική. Τον βραχίονα απελευθέρωνε ο μηχανισμός εκτόξευσης συνήθως ένας μοχλός ή σκανδάλη, επιτρέποντας στο βλήμα να εκτοξευτεί. Η συνολική κατασκευή ήταν τοποθετημένη σε σταθερή ξύλινη ή μεταλλική κατασκευή που διατηρούσε τον καταπέλτη σε ισορροπία και απορροφούσε τους κραδασμούς της εκτόξευσης.

Οι Συρακούσιοι χρησιμοποίησαν τρείς τύπους καταπελτών την βαλλίστρα, που αποτελείτο από έναν μηχανισμό ο οποίος βασιζόταν στη χρήση δύο ισχυρών τόξων τοποθετημένων σε οριζόντια θέση. Αποτελούσε ιδανικό όπλο για την εκτόξευση μικρότερων βλημάτων, όπως βέλη ή δόρατα και χρησιμοποιήθηκε για την προσβολή στόχων με μεγαλύτερη ακρίβεια. Τον πετροβόλο, που ήταν μεγαλύτερος καταπέλτης σχεδιασμένος για την εκτόξευση μεγάλων λίθων ή φλεγόμενων υλικών. Χρησιμοποιούνταν για να καταστρέφει πολιορκητικούς πύργους, τείχη ή πλοία, αποτελώντας ισχυρή κατασκευή που μπορούσε να προκαλέσει εκτεταμένες ζημιές. Την όνυγρα, που ήταν καταπέλτης μικρής εμβέλειας, ο οποίος ήταν ιδανικός για την εκτόξευση πολλών βλημάτων ταυτόχρονα και χρησιμοποιήθηκε κυρίως για να πλήττει πυκνές ομάδες στρατιωτών.

Ο Αρχιμήδης, με τις βαθιές γνώσεις στη μηχανική και τα μαθηματικά, βελτίωσε τους παραδοσιακούς καταπέλτες εισάγοντας μεταλλικά μέρη για μεγαλύτερη αντοχή και ακρίβεια, ενώ ενίσχυσε τα σχοινιά και τους ιμάντες με ανθεκτικά υλικά, όπως ζωικά έντερα, αυξάνοντας τη δύναμη της εκτόξευσης. Ο Αρχιμήδης τοποθέτησε στους καταπέλτες του μηχανισμούς ρύθμισης γωνίας βολής επιτρέποντας στους καταπέλτες να πραγματοποιούν βολές σε διαφορετικές γωνίες, ανάλογα με τον στόχο. Χρησιμοποιώντας μαθηματικούς υπολογισμούς με τη χρήση τριγωνομετρίας για τη βελτιστοποίηση της γωνίας και της δύναμης εκτόξευσης κατάφερε να υπολογίσει με ακρίβεια τη δύναμη, την απόσταση και την καμπύλη βολής κάθε καταπέλτη, εξασφαλίζοντας ότι οι βολές ήταν πιο αποδοτικές, είτε σε μεγάλες αποστάσεις είτε σε κοντινά εχθρικά πλοία ή στρατιώτες.

Οι καταπέλτες του Αρχιμήδη δεν περιορίζονταν στη χρήση λίθων, μπορούσαν να εκτοξεύσουν φλεγόμενα βλήματα, δόρατα ή ακόμη και φλεγόμενους αμφορείς με μεγάλη ακρίβεια και αποδείχθηκαν ιδιαίτερα χρήσιμοι κατά την πολιορκία των Συρακουσών. Οι Ρωμαίοι, υπό τη διοίκηση του στρατηγού Μάρκελλου, αντιμετώπισαν σοβαρές δυσκολίες, καθώς οι πετροβόλοι κατέστρεφαν τους πολιορκητικούς πύργους πριν φτάσουν στα τείχη και τα κουπιά ή τις πλευρές των πλοίων, δυσκολεύοντας τη ναυτική επίθεση, ενώ οι βαλλίστρες αναχαίτιζαν τους Ρωμαίους στρατιώτες με ακρίβεια, προκαλώντας μεγάλες απώλειες και πανικό στις εχθρικές γραμμές.

Ατμοτηλεβόλο και ατμοσφυρίχτρες

Το ατμοτηλεβόλο ή ατμοβόλο του Αρχιμήδη αποτέλεσε μια από τις πρώτες λειτουργικές μηχανές που χρησιμοποίησαν την δύναμη του ατμού. Το όπλο είχε την δυνατότητα να εκτοξεύει μεγάλες στρογγυλές πέτρινες μπάλες βάρους ενός ταλάντου (περίπου 23 κιλά) σε μέγιστη απόσταση 6 σταδίων (περίπου 1.100 μέτρα) βεληνεκές το οποίο ξεπεράστηκε μόνο από την χρήση των πυροβόλων όπλων. Το ατμοτηλεβόλο αποτελούνταν από μεταλλικό κυλινδρικό λέβητα, που πάνω του υπήρχε συνδεδεμένο με στρόφιγγα ένα κλειστό δοχείο με νερό. Ο λέβητας στο ανοικτό άκρο του είχε ενσωματωμένη ξύλινη κάννη στην οποία τοποθετούνταν η προς εκτόξευση λίθινη σφαίρα. Η κάννη έφρασσε με μια ξύλινη δοκό που ασφαλιζόταν με δύο αντηρίδες. Όταν ο λέβητας αποκτούσε με φωτιά την κατάλληλη θερμοκρασία, ανοιγόταν η στρόφιγγα, το νερό έπεφτε στο λέβητα, εξατμιζόταν ταχύτατα, η ξύλινη δοκός έσπαζε και η σφαίρα εκτοξευόταν.

Αν και δεν υπάρχουν Ρωμαϊκές ιστορικές μαρτυρίες, οι κυριότερες αναφορές για το ατμοτηλέβολο του Αρχιμήδη προέρχονται από τον Ιταλό ποιητή Φραγκίσκο Πετράρχη (1304 – 1374 μ.Χ.) και τον περίφημο Ιταλό μηχανικό και ζωγράφο Λεονάρντο ντα Βίντσι (1452-1519 μ.Χ.), ο οποίος όπως ο ίδιος αναφέρει, ανακατασκεύασε το ατμοτηλέβολο του Αρχιμήδη. Η ιδιοφυΐα και το ήθος του Λεονάρντο Ντα Βίντσι δεν του επέτρεπε την απόκρυψη των στοιχείων, στα οποία βασίστηκε η σύλληψη πολλών μηχανικών του κατασκευών. Για τον λόγο αυτό και προκειμένου να τιμήσει τον μεγάλο Έλληνα σοφό αποδίδοντας του την σύλληψη της ονόμασε τη κατασκευή του «Αρχιτρόνιτο» (από τις λέξεις Αρχιμήδη και τιτρώσκω). Ο Λεονάρντο ντα Βίντσι περιγράφοντας το ατμοτηλέβολο του σημειώνει:

«Πρόκειται περί μηχανήματος από χαλκό που εκσφενδονίζει με πολύ θόρυβο και δύναμη σιδερένιες σφαίρες. Το 1/3 του οργάνου (σωλήνα) βρίσκεται μέσα σε μεγάλη φωτιά από ξύλο και όταν θερμανθεί καλά, στρέφουμε τον κοχλία D, έτσι ώστε να βρεθεί πάνω από το δοχείο νερού ΑΒ, οπότε το νερό χύνεται εντός του θερμασμένου τμήματος του σωλήνα, όπου και μετατρέπεται απότομα σε ποσότητα ατμού. Η σφαίρα εκτινάσσεται τότε με μεγάλη ορμή και θόρυβο».

Στις περιγραφές του για την λειτουργία του όπλου προσθέτει επιπλέον ότι «με το μηχάνημα αυτό ρίχτηκε σφαίρα βάρους ενός ταλάντου σε απόσταση 6 σταδίων», αν και ο ίδιος χρησιμοποιούσε το Ιταλικό σύστημα μέτρησης που περιλάμβανε μονάδες, όπως την λίβρα για τη μέτρηση του βάρους και το πόδι ή την ίντσα για τη μέτρηση του μήκους.

Εκτός από το ατμοτηλεβόλο ο Αρχιμήδης γνώριζε την χρήση των χυτρών ατμού, καθώς σύμφωνα με αναφορές του ιστορικού, γύρω στο 250 π.Χ., ο ιατρός Φιλομένης χρησιμοποιούσε χύτρα ατμού όπου μαγείρευε διάφορα φαγητά. Η χύτρα αυτή διέθετε σύμφωνα με τις περιγραφές μια συσκευή, που σφύριζε με τη βοήθεια του ατμού (ατμοσειρήνα), ενώ είχε προταθεί και η χρησιμοποίησή της στους φάρους. Ο Πολύβιος χαρακτηριστικά αναφέρει ότι κατά την πολιορκία των Συρακουσών οι Ρωμαίοι κατά την διάρκεια των επιθέσεων τους άκουγαν «απόκοσμα» διαρκή σφυρίγματα που τους προκαλούσαν πανικό, πιθανώς από χύτρες ατμού που είχε τοποθετήσει ο Αρχιμήδης σε κατάλληλα σημεία στα τείχη.

Γερανοί του Αρχιμήδη

Κατά την πολιορκία των Συρακουσών ο Αρχιμήδης χρησιμοποίησε ένα σύστημα με γερανούς για να αποτρέψει τους Ρωμαίους να πλησιάσουν τα θαλάσσια τείχη της πόλης και να επιχειρήσουν απόβαση σε αυτά. Οι γερανοί αυτοί ήταν δύο τύπων. Ο πρώτος τύπος διέθετε δίχτυ με βράχους, το οποίο πέφτοντας στο πλοίο το βύθιζε, ενώ ένα σύστημα με βαρούλκο επέτρεπε στο δίχτυ να ανυψώνεται με την χρήση ελάχιστου προσωπικού. Ο μηχανισμός του βαρούλκου ήταν εντυπωσιακός, σύμφωνα με τις περιγραφές του Ήρωνα αποτελούμενος από συμπλεκόμενους ατέρμονες κοχλίες και οδοντωτούς τροχούς εντός κιβωτίου και χρησιμοποιούνταν για την ανύψωση ή έλξη μεγάλων φορτίων με την εφαρμογή ελάχιστης δύναμης.

Ο Ήρων αναφέρει ότι ο Αρχιμήδης με έναν παρόμοιο μηχανισμό (περισσότεροι οδοντωτοί τροχοί και ατέρμονες κοχλίες) κατάφερε να καθελκύσει ένα γιγάντιο πλοίο με τη δύναμη του ενός χεριού του, λέγοντας: «δός μοι πᾷ στῶ καὶ τὰν γᾶν κινήσω (δώσε μου τόπο να σταθώ και τη Γη θα μετακινήσω)» εκθειάζοντας τις δυνατότητές του. Σύμφωνα με τον Ήρωνα, ο Αρχιμήδης κατά την πολιορκία των Συρακουσών χρησιμοποίησε βαρούλκα με σχέση οδοντωτών τροχών 1:5:5:5:8/5 για τη μείωση της απαιτούμενης ελκτικής δύναμης ενός φορτίου κατά 1/200, που αποτελούσε ικανό παράγοντα για την μετακίνηση βάρους ενός τόνου με την άσκηση δύναμης μόνο πέντε κιλών. Η πτώση τέτοιου βάρους από τα τείχη της πόλης στα πλοία των Ρωμαίων εξασφάλιζε την βύθιση τους και προκαλούσε τρόμο και πανικό στα πληρώματα τους. Αντίστοιχοι γερανοί αναπτύχθηκαν και στα χερσαία τείχη εμποδίζοντας τις κατασκευές που διέθεταν κριούς (κριοφόρες χελώνες) να πλησιάσουν τα τείχη και να προκαλέσουν σε αυτά ρήγμα.

Ο δεύτερος τύπος, «τα νύχια ή σιδηρά χείρ ή αρπάγη του Αρχιμήδη» αποτελούσε μία από τις πιο εντυπωσιακές και θρυλικές πολεμικές εφευρέσεις που σχεδίασε ο Αρχιμήδης για την άμυνα των Συρακουσών κατά τη Ρωμαϊκή πολιορκία του 212 π.Χ. Πρόκειται για έναν μηχανισμό που χρησιμοποιήθηκε για να καταστρέφει ή να βυθίζει τα Ρωμαϊκά πλοία κατά την προσέγγισή τους στα τείχη της πόλης. Ο μηχανισμός αποτελείτο από έναν μεγάλο γερανό που ήταν τοποθετημένος στα τείχη ή στις προεξοχές. Στην άκρη του γερανού υπήρχε ένας γάντζος ή αρπάγη ο οποίος μπορούσε να κατέβει στο νερό με τη βοήθεια σχοινιών ή συστημάτων τροχαλιών. Όταν ένα Ρωμαϊκό πλοίο προσέγγιζε τα τείχη, οι Συρακούσιοι χρησιμοποιούσαν τον γερανό για να πιάσουν το πλοίο με τον γάντζο, με τη βοήθεια του μοχλού, το πλοίο ανασηκωνόταν ελαφρώς από το νερό, με αποτέλεσμα να χάνει την ισορροπία του. Στη συνέχεια, το πλήρωμα του γερανού μπορούσε είτε να το αναποδογυρίσει (βυθίζοντάς το) είτε να το αφήσει να πέσει απότομα πίσω στο νερό, προκαλώντας ζημιές και αποδιοργανώνοντας το πλήρωμα.

Οι αρπάγες χρησιμοποιούνταν κυρίως για να προστατεύσουν την παραθαλάσσια οχύρωση των Συρακουσών από την επίθεση των Ρωμαϊκών πλοίων. Η απρόσμενη λειτουργία τους προκάλεσε σύγχυση και πανικό στους Ρωμαίους ναυτικούς, οι οποίοι δυσκολεύονταν να προσεγγίσουν με ασφάλεια τα τείχη. Ο μηχανισμός αυτός δεν ήταν μόνο αποτελεσματικός πρακτικά αλλά λειτούργησε και ως μέσο ψυχολογικού πολέμου. Η δύναμη και η ακρίβεια της συσκευής έκαναν τους Ρωμαίους να αισθάνονται αβοήθητοι μπροστά στην ευρηματικότητα των Συρακούσιων. Οι ιστορικοί αναφέρουν ότι οι στρατιώτες τρομοκρατούνταν από την αόρατη απειλή που εμφανιζόταν ξαφνικά από τα τείχη.

Τα νύχια συνέβαλαν σημαντικά στο να καθυστερήσουν οι Ρωμαίοι την κατάληψη της πόλης, δίνοντας χρόνο στους Συρακούσιους να οργανώσουν περαιτέρω την άμυνά τους. Το συγκεκριμένο σύστημα αναδεικνύει τη βαθιά γνώση του Αρχιμήδη στη μηχανική και τη φυσική. Ο Αρχιμήδης εφαρμόζοντας νόμους της μοχλολογίας, της βαρύτητας και της υδροστατικής για να σχεδιάσει έναν μηχανισμό που δεν είχε προηγούμενο στην πολεμική ιστορία, ενώ η κατασκευή του γερανού αποτέλεσε πρόδρομο για μελλοντικές πολιορκητικές μηχανές. εμπνέοντας αργότερα μηχανικούς στον Μεσαίωνα. Παρόλο που οι πηγές, όπως ο ιστορικός Πολύβιος και ο Πλούταρχος, αναφέρονται στα «νύχια του Αρχιμήδη», δεν υπάρχει αρχαιολογική επιβεβαίωση για την ύπαρξή τους. Οι μηχανισμοί αυτοί έχουν εν μέρει ανακατασκευαστεί από ιστορικούς και μηχανικούς, ενώ σύγχρονες δοκιμές, δείχνουν ότι θα μπορούσαν πράγματι να λειτουργήσουν όπως περιγράφεται.

Ακτίνα φωτός του Αρχιμήδη

Σύμφωνα με τον Λουκιανό (2ος αιώνας μ.Χ.) ένας από τους πιο μυθικούς και αμφιλεγόμενους μηχανισμούς που αποδίδονται στον Αρχιμήδη κατά τη διάρκεια της πολιορκίας των Συρακουσών είναι η Ακτίνα φωτός που αποτελείτο από εστιακούς καθρέπτες, οι οποίοι φημολογείται ότι χρησιμοποιήθηκαν για να προκαλέσουν πυρκαγιές σε εχθρικά πλοία. Ο θρύλος λέει ότι οι καθρέπτες αυτοί χρησίμευαν για να συγκεντρώσουν τις ηλιακές ακτίνες και να τις εστιάσουν σε συγκεκριμένα σημεία, προκαλώντας πυρκαγιές στα Ρωμαϊκά πλοία που πλησίαζαν τα τείχη των Συρακουσών.

Οι καθρέπτες αποτελούνταν από μεγάλες, επίπεδες ή καμπύλες επιφάνειες που είχαν την ικανότητα να κατευθύνουν και να συγκεντρώνουν τις ηλιακές ακτίνες σε ένα συγκεκριμένο σημείο. Συνήθως χρησιμοποιούνταν σε συνδυασμό με την καμπυλότητα τους (όπως οι παραβολικές ή κυρτές επιφάνειες) για να ενισχύσουν τη δύναμη της ηλιακής ενέργειας. Ο Αρχιμήδης φημολογείται ότι χρησιμοποίησε αυτή τη τεχνική για να συγκεντρώσει την ηλιακή ενέργεια και να την κατευθύνει σε συγκεκριμένα σημεία στα Ρωμαϊκά πλοία. Οι συγκεντρωμένες ακτίνες θα μπορούσαν να προκαλέσουν υπερθέρμανση ή ακόμα και ανάφλεξη των ξύλινων σκαφών.

Οι εστιακοί καθρέπτες του Αρχιμήδη είναι ένα θέμα που έχει αμφισβητηθεί από τους ιστορικούς. Ενώ οι αρχαίοι συγγραφείς όπως ο Πλούταρχος και ο Λουκιανός αναφέρουν ότι ο Αρχιμήδης χρησιμοποίησε τέτοιους καθρέπτες για να καταστρέψει Ρωμαϊκά πλοία, δεν υπάρχουν ακριβή αρχαιολογικά στοιχεία που να επιβεβαιώνουν την ύπαρξή τους. Ενδεικτικά, οι καθρέπτες αναφέρονται μόνο σε γραπτές πηγές και όχι σε αποδείξεις μέσω ευρημάτων.

Οι καθρέπτες θα μπορούσαν πράγματι να συγκεντρώσουν ηλιακή ενέργεια και να προκαλέσουν κάποια θερμότητα, αλλά η έκταση της δύναμής τους για να προκαλέσουν σοβαρές ζημιές σε πλοία παραμένει αμφισβητούμενη. Η θερμότητα που μπορεί να παραχθεί από έναν καθρέπτη είναι περιορισμένη, ειδικά για μεγάλες επιφάνειες, κάτι που καθιστά τη χρήση τους σε στρατηγική κλίμακα πολύ δύσκολη. Δοκιμές από σύγχρονους μηχανικούς έχουν προσπαθήσει να αναδημιουργήσουν αυτούς τους καθρέπτες, με περιορισμένα αποτελέσματα. Ορισμένοι υποστηρίζουν ότι είναι πολύ δύσκολο να συγκεντρωθούν οι ηλιακές ακτίνες με την απαιτούμενη ακρίβεια, ειδικά σε κλίμακα πολιορκίας, για να προκαλέσουν σοβαρές ζημιές σε στόχους. Οι σύγχρονοι μελετητές θεωρούν ότι οι καθρέπτες χρησιμοποιούνταν για να τυφλώνουν τα πληρώματα εμποδίζοντας αυτά να βλέπουν τα εισερχόμενα βλήματα, πολλά από τα οποία ήταν φλεγόμενα.

Ακόμη και αν η πραγματική χρήση των εστιακών καθρεπτών παραμένει αμφίβολη, η ψυχολογική επίδραση στους Ρωμαίους ήταν σημαντική. Ο θρύλος των καθρεπτών, εφόσον διαδόθηκε, μπορούσε να ενισχύσει τη φήμη του Αρχιμήδη ως «επιστημονικού ήρωα» και να αποθαρρύνει τον εχθρό. Η φήμη αυτή, συνδυασμένη με την ικανότητα του Αρχιμήδη να χρησιμοποιεί τη γνώση του για την υπεράσπιση της πόλης, πιθανώς δημιούργησε έναν «μυθικό θρόισμα» γύρω από τη στρατηγική άμυνα των Συρακουσών.

Βελτίωση οχυρώσεων 

Κατά την πολιορκία των Συρακουσών από τους Ρωμαίους, ο Αρχιμήδης δεν περιορίστηκε μόνο στη δημιουργία πολεμικών μηχανών για την άμυνα της πόλης, αλλά είχε επίσης σημαντική συνεισφορά στη βελτίωση των οχυρωματικών κατασκευών της πόλης. Οι Συρακούσες είχαν στρατηγική τοποθεσία, με φυσικές αμυντικές δυνατότητες που θα μπορούσαν να εκμεταλλευτούν σε συνεργασία με τις τεχνικές κατασκευές του Αρχιμήδη. Η γειτνίαση της πόλης με τη θάλασσα και τα βραχώδη εδάφη προσέφεραν ιδανικές θέσεις για να δημιουργηθούν προβλήματα στους εχθρούς που ήθελαν να προσεγγίσουν τα τείχη. Ο Αρχιμήδης ανέπτυξε καινοτόμες στρατηγικές για να προστατεύσει την πόλη από την επιθετικότητα των Ρωμαίων αξιοποιώντας τις φυσικές τοπογραφικές δυνατότητες της περιοχής.

Ο Αρχιμήδης φημολογείται ότι επεμβαίνει στην ενίσχυση των τειχών των Συρακουσών για να τα καταστήσει πιο ανθεκτικά στις επιθέσεις των Ρωμαίων. Τα τείχη της πόλης είχαν ήδη μεγάλη στρατηγική αξία, αλλά ο Αρχιμήδης πιθανώς βελτίωσε τη σχεδίασή τους, είτε προσθέτοντας νέα οχυρωματικά στοιχεία είτε ενισχύοντας τα ήδη υπάρχοντα. Χρησιμοποιώντας τις γνώσεις του για τη στατική και δυναμική, ο Αρχιμήδης ενδέχεται να ενίσχυσε τα πιο ευάλωτα σημεία των τειχών, δημιουργώντας θωρακισμένες θέσεις και αναδιπλωμένα εμπόδια για να αποτρέψει την πρόοδο του ρωμαϊκού στρατού. Ενώ επιπλέον πρόβολοι και άλλα οχυρωματικά στοιχεία, όπως φράγματα ή φρούρια γύρω από τα στρατηγικά σημεία, μπορεί να προστέθηκαν για την ενίσχυση των τειχών, υπό την καθοδήγηση του Αρχιμήδη.

Ο Αρχιμήδης χρησιμοποίησε τα βράχια και τις στενές εισόδους της πόλης για να καθυστερήσει ή να αποτρέψει την προσέγγιση των ρωμαϊκών στρατευμάτων. Ο έλεγχος αυτών των φυσικών χαρακτηριστικών της πόλης ήταν κρίσιμος, καθώς τα στενά περάσματα και οι απότομοι βράχοι δυσχέραιναν τη μετακίνηση των Ρωμαίων, οι οποίοι αναγκάζονταν να χρησιμοποιήσουν άλλες στρατηγικές, όπως να απομακρύνουν τη μεγάλη πολιορκητική τους δύναμη ή να παρατείνουν την πολιορκία. Επιπρόσθετα τοποθέτησε βράχια στις παράκτιες περιοχές και τις παραλίες για να παρεμποδίσει την προσέγγιση των Ρωμαϊκών πλοίων και την απόβαση του πεζικού κοντά στα παραθαλάσσια τείχη της πόλης.

Ο Αρχιμήδης ανέπτυξε διάφορους μηχανισμούς και τεχνικές για να δημιουργήσει επιπλέον αμυντικά εμπόδια γύρω από την πόλη, προσθέτοντας μια επιπλέον στρώση προστασίας κατά των επιθέσεων των Ρωμαίων. Είναι πιθανό ότι ο Αρχιμήδης σχεδίασε παγίδες και εσωτερικές τοποθεσίες μέσα και γύρω από τις πύλες της πόλης. Όπως για παράδειγμα, οχυρωματικά φράγματα ή κατασκευές με κινούμενα εμπόδια που θα μπορούσαν να παραλύσουν τον εχθρό και να αναγκάσουν τα Ρωμαϊκά στρατεύματα να υποχωρήσουν ή να προσκρούσουν σε αδιέξοδα. Η τοποθέτηση μηχανισμών που προκάλεσαν καθυστερήσεις ή εμπόδιζαν την επιτυχή εισβολή μέσω των πύργων ή των τειχών ήταν μια έξυπνη στρατηγική για να κερδίσει χρόνο.

Ο Αρχιμήδης επίσης ενδέχεται να δημιούργησε αυλάκια, τάφρους ή άλλες υδάτινες κατασκευές, καθώς και παγίδες στο πεδινό χώρο εμπρός από τα τείχη της πόλης. Οι κατασκευές αυτές χρησιμοποιώντας ένα πολύπλοκο υδραυλικό σύστημα που βασίζονταν στην εφεύρεση του «ατέρμονα κοχλία» του Αρχιμήδη είχαν την δυνατότητα να πλημμυρίζουν με το θαλασσινό νερό αναγκάζοντας τα Ρωμαϊκά στρατεύματα και μηχανήματα, να αντιμετωπίσουν περισσότερες δυσκολίες στην προσπάθεια τους να πλησιάσουν τα τείχη.

Η παρουσία των καινοτόμων οχυρωματικών κατασκευών σε συνδυασμό με τη παρουσία των μηχανών του Αρχιμήδη είχε και ψυχολογική επίδραση στους Ρωμαίους. Η στρατηγική του Αρχιμήδη να επενδύσει στη φυσική και τεχνολογική καινοτομία προκάλεσε φόβο και σύγχυση στους επιτιθέμενους. Οι Ρωμαίοι, που είχαν συνηθίσει να αντιμετωπίζουν παραδοσιακές πολιορκητικές άμυνες, βρέθηκαν αντιμέτωποι με νέα, απρόβλεπτα εμπόδια και μηχανισμούς, κάτι που τους δυσκόλευε και καθυστερούσε την επιτυχία τους.

Το τέλος της πολιορκίας και του Αρχιμήδη

Το τέλος του Αρχιμήδη είναι μια από τις πιο διάσημες και συγκινητικές ιστορίες της αρχαίας ιστορίας, αν και οι λεπτομέρειες για τον θάνατό του παραμένουν θολές λόγω των διαφορετικών αναφορών από αρχαίους συγγραφείς. Η πιο γνωστή εκδοχή του θανάτου του Αρχιμήδη προέρχεται από τον Πλούταρχο, ο οποίος αναφέρει ότι ο Αρχιμήδης σκοτώθηκε από έναν Ρωμαίο στρατιώτη κατά τη διάρκεια της Ρωμαϊκής κατάληψης των Συρακουσών το 212 π.Χ., όταν οι Συρακούσες υπέκυψαν στην επίθεση του Μάρκου Κλαύδιου Μαικήνα. Ο Πλούταρχος αναφέρει ότι ο Αρχιμήδης, παρά την επιτυχία του στις πολεμικές μηχανές που είχε δημιουργήσει για να υπερασπιστεί τις Συρακούσες από την πολιορκία των Ρωμαίων επί τρία χρόνια, συνέχισε να είναι απορροφημένος στα μαθηματικά και τις επιστημονικές του μελέτες ακόμη και κατά τη διάρκεια αυτής. Σύμφωνα με την παράδοση, την ώρα που οι Ρωμαίοι μετά από προδοσία κατέλαβαν και εισήλθαν στις Συρακούσες, ο Αρχιμήδης βρισκόταν βαθιά συγκεντρωμένος σε μια γεωμετρική σκέψη ή εργασία, και μάλιστα σχεδίαζε κάποιες σχήματα στον άμμο ή σε κάποιο χαρτί.

Αν και ο Ρωμαίος στρατηγός Μάρκελλος αναγνωρίζοντας την αξία του είχε διατάξει να τον συλλάβουν ζωντανό, ένας Ρωμαίος στρατιώτης τον προσέγγισε και μη γνωρίζοντας ποιος ήταν διέταξε να τον ακολουθήσει. Όμως, ο Αρχιμήδης φέρεται να αντέτεινε με έντονο τρόπο:

«Μη μου τους κύκλους τάραττε (Μην αγγίζετε τις γραμμές μου! ή Μη χαλάτε τις γεωμετρικές μου γραμμές!)»

εννοώντας τις μαθηματικές του σκέψεις. Ο Ρωμαίος στρατιώτης, σε έξαλλη κατάσταση ή πιθανώς αγνοώντας την αξία του Αρχιμήδη τον σκότωσε επιτόπου, λόγω της άρνησης να υπακούσει στις εντολές του.

Κληρονομιά του Αρχιμήδη

Ο θάνατος του Αρχιμήδη από τον Ρωμαίο στρατιώτη έδωσε πικρό τέλος στη ζωή ενός από τους πιο λαμπρούς επιστήμονες της αρχαιότητας, του οποίου οι ανακαλύψεις και εφευρέσεις επηρέασαν τις επιστήμες για αιώνες. Η ιστορία θανάτου του Αρχιμήδη έγινε σύμβολο αντίφασης μεταξύ ενός ανθρώπου που ήταν τόσο απορροφημένος στην επιστήμη και τα μαθηματικά και δεν είχε συναίσθηση της επικινδυνότητας της κατάστασης γύρω του και του τραγικού τέλους του από έναν άγνωστο στρατιώτη που δεν γνώριζε την αξία του. Παρά την τραγική κατάληξη, η κληρονομιά του Αρχιμήδη παραμένει αξεπέραστη. Οι θεωρίες του για τη γεωμετρία, τη μηχανική και την υδροστατική αποτέλεσαν τη βάση για πολλές από τις μελλοντικές επιστημονικές εξελίξεις.

Ατέρμων Κοχλίας

Ο ατέρμων κοχλίας είναι ένα όργανο που δεν αφορά στην πολιορκία των Συρακουσών, αλλά αναδεικνύει περαιτέρω την ιδιοφυΐα του Αρχιμήδη. Αφορμή για την εφεύρεση του οργάνου δόθηκε όταν ο Αρχιμήδης επισκέφθηκε την Αίγυπτο μετά από πρόσκληση του Πτολεμαίου Β΄ Φιλάδελφου. Εκεί στην προσπάθειά του να βοηθήσει τους χωρικούς να αντλήσουν νερό από το Νείλο, εμπνεύστηκε και κατασκεύασε τον κοχλία. Η ονομασία «κοχλίας» οφείλεται στο σχέδιο, τη μορφή του οργάνου, που μοιάζει με κέλυφος σαλιγκαριού (κοχλίας) μέσω στον οποίο υπήρχε σπειροειδής μηχανισμός. Η κίνηση του μηχανισμού της σπείρας που επέτρεπε την άντληση νερού είναι ίσως η πιο άμεση και πρακτική εφαρμογή του ατέρμονα κοχλία στην αρχαιότητα. Οι σπειροειδείς μηχανισμοί μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν και σε άλλες τεχνικές για την κατασκευή ή τη συντήρηση μεγάλων έργων, όπως οι πυραμίδες που απαιτούσαν εξειδικευμένες ανυψωτικές τεχνικές.

Το όργανο αυτό το συναντάμε στους Ελληνικούς παπύρους που έχουν διασωθεί, με διαφορετικές ονομασίες, όπως όργανον, ξυλικόν όργανον, κυκλευτήριον, πήγματα, βάλανοι, κυκλευτής, ενώ οι χειριστές του αποκαλούνται οργανισταί κυκλευταί, κυκλεύοντες το όργανον, ενώ μεταφέρθηκε και στη λατινική γλώσσα ως coclea-cochlia, ενώ συχνά ονομαζόταν και έλιξ (σπείρα).

Πολύ σύντομα η χρήση του κοχλία διαδόθηκε σε όλη την Μεσόγειο, ακόμη και στην Εγγύς Ανατολή και διατηρήθηκε για πολλούς αιώνες χωρίς βελτιώσεις. Σε μερικές περιοχές της Βόρειας Αφρικής εξακολουθεί να χρησιμοποιείται μέχρι σήμερα, όπως π.χ. στην Αίγυπτο. Η εκτεταμένη χρήση και εξάπλωση του κοχλία, που χρονολογείται από το 220 π.Χ., οφείλεται κυρίως στο γεγονός ότι η Ρωμαϊκή αυτοκρατορία ενσωμάτωσε στης κτήσεις της σχεδόν όλη τη Μεσόγειο διευκολύνοντας έτσι την ανταλλαγή πληροφοριών και γνώσεων. Το ίδιο συνέβη αργότερα με την Αραβική εξάπλωση που έφτασε ως την Ισπανία χάρη στην οποία βρίσκουμε τον κοχλία σε πολλές Ευρωπαϊκές περιοχές να χρησιμοποιείται ως το τέλος του Μεσαίωνα, αλλά και πολύ αργότερα το 1475, όταν ανακαλύφτηκαν αποξηραντικοί ανεμόμυλοι με Αρχιμήδειους κοχλίες να χρησιμοποιούνται στους Άγιους Τόπους.

Πηγές – βιβλιογραφία

Heath T.L. «The works of Archimedes» 1897 Cambridge University Press Warehouse.

MacTutor «Archimedes of Syracuse» January 1999 University of St. Andrews.

Πλούταρχος «Βίοι Παράλληλοι: Μάρκελλος».

Πολύβιος — Ιστορίαι, Βιβλίο 8.

πηγη https://chilonas.com/