Pourquoi Archimède est célèbre ?

Archimède, homme de science et défenseur de Syracus. Il découvrit en autre la notion de poids volumique. Il meurt lors de la deuxième guerre punique.

Sommaire

• Découverte du traité sur les surfaces et les volumes
• Archimède
• Le siège de Syracuse
• Principe d’Archimède
• Précurseur dans les mathématiques
• La mort d’Archimède

En 1901, le savant grec Papadopoulos Kerameus découvrit, en fouillant parmi les volumes et les manuscrits séculaires conservés à la bibliothèque du monastère du Saint-Sépulcre, à Jérusalem, un parchemin très ancien. Son mauvais état en rendait le texte presque illisible mais, en l’examinant avec attention, Kerameus s’aperçut qu’il traitait de diverses questions de mathématiques dont une lui parut d’une grande importance.

Découverte du traité sur les surfaces et les volumes

II tenta vainement de le déchiffrer. C’est alors qu’un historien danois, Heiberg, expert en antiquités grecques, fut invite à Constantinople ou le manuscrit avait été déposé. Apres de minutieuses recherches, ce dernier, bouleversé, put communiquer au monde une grande nouvelle : le manuscrit mis au jour était un traitée, bref mais très important, dû à Archimède, le grand savant y révélait comment peu à peu il s’était acheminé vers ses surprenantes découvertes sur les surfaces et les volumes.

Archimède

Archimède nait à Syracuse vers 287 av. J.-C. Il grandit dans un milieu scientifique, car son père est astronome. De bonne heure, servi par une intelligence puissante, il montre une vive passion pour les études qu’il fait sans doute à Alexandrie où il écoute les leçons d’Euclide et où il se lie d’amitié avec le célèbre Eratosthène de Cyrene, qui a calculé la circonférence de la Terre. Il se signale déjà par ses découvertes et ses travaux. Il assèche les marais égyptiens et, par de puissantes digues, protège les terres voisines du Nil. Imaginons la gravité des problèmes abordés par deux êtres d’intelligence aussi exceptionnelle!

Il est probable que les relations et les études d’Archimède avec Ératosthéne contribuèrent, plus encore que les traditions familiales, à faire naitre en lui la passion de l’astronomie. Revenu à Syracuse, il s’absorbe dans ses multiples recherches : mathématiques, physique, géométrie, mécanique, optique, astronomie, toutes sciences qu’il fait progresser « à pas de géant ». Enfin, si de nos jours personne n’affronte aisément ces durs problèmes, même en possédant une excellente préparation, comment ne pas rester stupéfait des progrès accomplis à une époque si lointaine?

Le siège de Syracuse

Archimède a déjà plus de soixante-dix ans quand, soudain meurt le tyran de Syracuse, Hieron II, auquel il est apparenté. Nous sommes alors à l’époque de la deuxième guerre punique, et la ville vient de s’allier aux Carthaginois, ce qui conduit le consul romain Claudius Marcellus à mettre le siège devant Syracuse. Notre savant, sentant le poids des ans, désire plus que tout poursuivre ses travaux dans le calme. Pourtant ses concitoyens, connaissant l’extraordinaire capacité de son esprit, ont recours à lui et lui demandent de collaborer à la défense de leur ville.

Archimède, peu enthousiaste, acquiesce finalement à leur désir, et montre aux Romains de quoi est capable le génie de Syracuse. Un vaisseau s’étant témérairement avancé jusque sous les fortifications ennemies, son équipage voit soudain s’élever au-dessus des murailles une sorte de tenaille gigantesque, qui saisit le bateau entre ses deux pinces effroyables et le secoue violemment jusqu’à le briser. C’est une machine de guerre conçue par Archimède, et qui fonctionne au moyen de leviers et de poulies, mécanismes dus à son génie inégalable. Au meme instant, des nuées de flèches et des blocs de roches lancés par des catapultes s’abattent sur les bateaux ancrés plus loin: les ponts et les bordages sont fracassés, les mats se brisent et l’équipage est massacré.

Selon la légende, Archimède aurait encore incendié plusieurs bateaux en faisant converger les rayons solaires sur coques à l’aide de grands miroirs. La flotte romaine subit de grave pertes.

Principe d’Archimède

Devant la foule étonnée, Archimède réussit un jour à faire prendre la mer à un gros navire à trois mats, par le seul moyen de poulies et de leviers qu’il manoeuvrait assis sur la plage. Ces prodiges de la technique qui, aux yeux de ses contemporains, passaient pour de la magie, étaient pour lui chose tout à fait normale: il construisit de grands miroirs, des appareils pour élever l’eau, un planétarium reproduisant le mouvement des planètes. A lui seul, son célèbre principe suffirait à lui assurer une gloire immortelle:

« Tout corps plongé dans un fluide en équilibre y subit une poussée verticale dirigée de bas en haut, égale au poids du volume du fluide déplacé par le corps, et appliquée au centre de gravité de la partie fluide déplacée. »

Archimède

Le fait par lui-même nous semble normal aujourd’hui, mais beaucoup moins si l’on considère l’époque à laquelle le savant parvint à une telle observation et la genèse de la découverte. Hieron II soupçonnait un orfèvre d’avoir allié une certaine quantité d’argent à l’or d’une couronne qu’il lui avait fabriquée. Il demanda à Archimède de trouver la preuve de cette fraude sans altérer la couronne. Archimède chercha longtemps une solution. La couronne était un alliage or-argent, son poids devait donc différer de celui d’une couronne de même volume tout en or ou tout en argent. Une légende veut qu’Archimède ait trouvé la solution en prenant son bain. Il s’aperçut que ses membres plongés dans l’eau perdaient de leur poids et qu’il lui était possible de les soulever. II serait alors sorti, nu, dans la rue en s’écriant : Euréka! (« J’ai trouvé! »).

Ce qu’il venait de trouver, c’est la notion de «poids volumique» et il avait imaginé une méthode notion de mesure. Plus tard, il parvint à formuler de façon définitive son fameux principe.

Précurseur dans les mathématiques

Considéré à Syracuse comme un être bizarre, il allait apporter au savoir humain un essor extraordinaire. Il avait, par la puissance de son esprit, poussé mathématique et géométrie vers une perfection incroyable. Deux cent cinquante ans avant Jésus-Christ, il réussissait, sans aucune aide, à établir certains des principes fondamentaux des mathématiques supérieures, tel que le calcul différentiel, c’est-à-dire l’étude de la vitesse, de l’accélération et des forces qui leur sont proportionnelles. Au XVIIe siècle, de grands mathématiciens, Pascal, Fermat, Huygens, utilisèrent les recherches d’Archimède. D’éminents savants et physiciens, Kepler, Galilée, Newton, Torricelli, étudièrent ses oeuvres, comprirent sa méthode et parvinrent à l’appliquer pour affirmer des théories nouvelles. On attribue à Archimède l’invention de la poulie mobile, des roues dentées, de la vis sans fin et de la vis creuse, dite vis d’Archimède. Il découvrit le principe du levier dont il pressentit l’importance. « Donnez-moi un point d’appui et je soulève le monde. »

La mort d’Archimède

Syracuse résista et le siège se poursuivit pendant trois ans. Ce n’est qu’en 212 av. J.-C., le jour de la fête d’Artémis, que les troupes romaines pénétrèrent, par surprise, dans la ville qui fut mise à sac. En ces heures tragiques, un soldat s’introduisit dans la maison d’Archimède. Celui-ci, penché sur des calculs géométriques, n’entendit ni les hurlements, ni le fracas des armes, ni le piétinement des chevaux au-dehors. Le soldat considéra ce vieil homme calme qui ne s’était même pas retourné à son arrivée : Archimède traçait: par terre quelques figures géométriques lorsqu’il s’aperçut que deux pieds chaussés de caligae (sandales militaires) marchaient dessus. II dit simplement:

Noli turbare circulos meos! (« N’abime pas mes cercles! »)

Archimède, quelques instant avant sa mort

ou, selon d’autres: Noli, obsecro, istud disturbare (« Je t’en prie, ne trouble pas mon travail »). Marcellus avait donné des ordres pour qu’on l’épargnat. Mais le soldat, qui ne le connaissait pas, brandit son épée et tua le vieillard. Marcellus lui fit lever un tombeau ou l’on grava, selon ses voeux, une sphère inscrite dans un cylindre, avec les nombres qui expriment le rapport de volume de ces deux corps.

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