25 Οκτ 2020

Πόσο μακριά έβλεπε ο Θαλής

Ο Θαλής [624-545 πΧ], ένας δραστήριος έμπορος από τη Μίλητο, ταξίδευε συχνά για δουλειές στη Μεσοποταμία και στην Αίγυπτο και είδε με μεγάλο ενδιαφέρον την ανάπτυξη που είχαν σ' αυτές τις περιοχές η Φιλοσοφία, τα Μαθηματικά και η Αστρονομία.

Αρχισε σιγά σιγά να διαμορφώνει τις δικές του απόψεις για την προέλευση και τις ιδιότητες αυτού του κόσμου και να αφαιρεί τα μυθολογικά στοιχεία που επικρατούσαν στον Ελληνικό χώρο, με κύριο εκφραστή τον Ησίοδο από τον 8ο αιώνα [Θεογονία, Εργα και Ημέραι]

Οι σοφοί Χαλδαίοι και οι Αιγύπτιοι είχαν ασχοληθεί πάνω από 2000 χρόνια με την αστρονομία και τη γεωμετρία και είχαν τεράστια αρχεία παρατηρήσεων, που τους έδειχναν μία επανάληψη, μία περιοδικότητα στην εμφάνιση του ήλιου, της σελήνης και των αστεριών. Αυτό τους επέτρεπε να κάνουν προβλέψεις, πχ μιας επόμενης έκλειψης ηλίου, στηριγμένοι στην επανάληψη που παρουσίαζαν τα κατάστιχά τους, είχαν δηλαδή, όπως θα λέγαμε σε σύγχρονη γλώσσα, μία τράπεζα δεδομένων που πήγαινε προς τα πίσω σε μεγάλο βάθος χρόνου. Στη γεωμετρία αντίστοιχα είχαν μεγάλους καταλόγους από διάφορα πχ ορθογώνια τρίγωνα, που οι πλευρές τους παρουσίαζαν μια παράξενη ιδιότητα, το άθροισμα των τετραγώνων των δύο κάθετων πλευρών να είναι ίσο με το τετράγωνο της υποτείνουσας.

Η καινοτομία στη σκέψη του Θαλή ήταν πως όλες αυτές οι παρατηρήσεις απορρέουν από κάποιες ιδιότητες που έχουν, για παράδειγμα, ΟΛΑ τα ορθογώνια τρίγωνα και όχι μόνο αυτά που είχαν στα ατέλειωτα αρχεία τους οι σοφοί Χαλδαίοι και Αιγύπτιοι. Ετσι γεννήθηκε η καινοτόμα ιδέα των θεωρημάτων και, προκειμένου να πείσει τους γύρω του, η ιδέα της απόδειξης. Η χαρά της ανακάλυψης τέτοιων ιδιοτήτων ήταν μεγάλη, η παράδοση λέει ότι όταν ανακάλυψε ότι κάθε γωνία που τελειώνει στη διάμετρο ενός κύκλου είναι ορθή, θυσίασε ένα βόδι, όπως μας πληροφορεί ο Διογένης ο Λαέρτιος.



 Η ποιοτική διαφορά στη σκέψη του Θαλή ήταν πως η ιδιότητα αυτή ισχύει για ΚΑΘΕ γωνία που βαίνει σε ημικύκλιο, όχι μόνο για κάποιες συγκεκριμμένες περιπτώσεις τριγώνων με γωνίες 30 ή 45 ή 60 μοιρών. 

Η ιδιότητα της αποκοπής ανάλογων τμημάτων από παράλληλες ευθείες ισχύει για ΟΛΕΣ τις παράλληλες και όχι μόνο για συγκεκριμμένες περιπτώσεις.

 AD/DB = AE/EC

Τα "πρωτόγονα" θεωρήματα του Θαλή δοκιμάζονται στο χρόνο και αποκτούν περίοπτη θέση 300 χρόνια αργότερα στα Στοιχεία του Ευκλείδη, που ανοίγει το δρόμο στους μεταγενέστερους μελετητές.

ΤΟ ΘΕΩΡΗΜΑ ΤΗΣ ΔΙΧΟΤΟΜΟΥ

Στο 6ο βιβλίο, πρόταση 3 των Στοιχείων του Ευκλείδη συναντάμε το πολύ ενδιαφέρον θεώρημα της διχοτόμου.


 




 Η στιλπνή απόδειξη του Ευκλείδη στηρίζεται στο "πρωτόγονο" θεώρημα του Θαλή. Αν φέρουμε από το Β την ΒΕ παράλληλη στη διχοτόμο ΑΔ, τότε

BD/DC = AE/AC

 και, επειδή ΑΒ = ΑΕ

BD/DC = AB/AC 

ο. ε. δ.

Πενήντα χρόνια αργότερα ο ρηξικέλευθος Αρίσταρχος φαντάζεται ένα τεράστιο ορθογώνιο τρίγωνο με κορυφές τη γη, τη σελήνη και τον ήλιο, την ώρα που η σελήνη φαίνεται φωτισμένη η μισή. Σε αυτό το σχηματισμό ο Αρίσταρχος θέλει να υπολογίσει τη σχέση των αποστάσεων της γης από τον ήλιο και τη σελήνη.


Στην εντυπωσιακή απόδειξη των συλλογισμών του, σε κάποιο κρίσιμο σημείο θέλει να βρει τον λόγο FG/GE. Η BG όμως έχει φτιαχτεί σαν διχοτόμος της γωνίας EBF, άρα, από το θεώρημα της διχοτόμου 
FG/GE = FB/BΕ. Αυτός ο τελευταίος λόγος όμως δεν είναι τίποτα άλλο από τον λόγο της διαγωνίου τετραγώνου προς την πλευρά, ο θρυλικός ασύμμετρος τετραγωνική ρίζα του 2.  

Αυτό είναι και το καταλυτικό σημείο της απόδειξης του Αρίσταρχου, που προσδιορίζει μεταξύ ποιών αριθμών βρίσκεται ο λόγος S/L.

Η ιδέες του Θαλή είναι εδώ, οι ιδιότητες ισχύουν και για τέτοια τεράστια τρίγωνα στο σύμπαν, η πρόταση 6.3 του Ευκλείδη ισχύει και για αυτή τη διαστημική διχοτόμο και, όποιος αμφιβάλλει, ο Θαλής είναι καλά κρυμμένος πίσω απ' την απόδειξη των διχοτόμων του κόσμου.
 

1 Ιουλ 2020

Αλλο να το βρεις, άλλο να το πεις

Το 1833 ο Michael Faraday έχει ολοκληρώσει τη μελέτη της ηλεκτρόλυσης και έχει διατυπώσει τους νόμους που την περιγράφουν.


Το ρεύμα μπαίνει από το ένα ηλεκτρόδιο στο διάλυμα, περνάει μέσα από το υγρό και καταλήγει στο δεύτερο ηλεκτρόδιο. Από εκεί, μέσα από τα χάλκινα σύρματα, πηγαίνει στην μπαταρία και ξαναεμφανίζεται στο πρώτο ηλεκτρόδιο κλείνοντας έτσι το κύκλωμα.
Ολα αυτά τα υπέροχα που έχει ανακαλύψει μέσα από εξαντλητικά πειράματα, πρέπει κάπως να τα ονομάσει, για να αποφεύγει τις μακροσκελείς περιγραφές.
Φαντάζεται την πορεία του ήλιου, που εμφανίζεται κάθε πρωί στην Ανατολή, ανεβαίνει, μεσουρανεί, κατεβαίνει και χάνεται στη Δύση, ακολουθώντας μια μη ορατή πορεία μέχρι να ξαναεμφανιστεί αύριο στην Ανατολή.


Απευθύνεται στο φίλο του William Whewell, εραστή των επιστημών και των γλωσσών, του εξηγεί το όραμά του και ο Whewell, στηριγμένος στην ακρίβεια της Ελληνικής γλώσσας , δημιουργεί τους όρους ηλεκτρόδιο, ηλεκτρόλυση, ιόν, ανιόν, κατιόν, άνοδος και κάθοδος.


Ετσι ολοκληρώνεται η παρουσίαση του φαινομένου και των νόμων της ηλεκτρόλυσης και ο Faraday μπορεί τώρα να ξαναγυρίσει στα πειράματα του ηλεκτρομαγνητισμού. Μερικά από αυτά, πριν μερικά χρόνια, δεν του είχαν δώσει το επιθυμητό αποτέλεσμα, καιρός είναι να τα ξαναδεί.



29 Μαρ 2020

Η μαγνητόπετρα και οι απιστίες

Το ορυκτό του σιδήρου μανητίτης ήταν γνωστό από τα αρχαία χρόνια για την ιδιότητα να έλκει μικρά κομμάτια σιδήρου.

Ο μυθικός Ορφέας, πάντα ερωτικός, δίνει μια εξαιρετική ποιητική περιγραφή της ιδιότητας αυτής.
Η μάγνησσα έλκει το σίδερο όπως η κόρη κρύβεται στο στέρνο του αντρός της


Το 1600 ο Αγγλος φυσικός William Gilbert


τυπώνει το βιβλίο του DE MAGNETE
και βάζει τα πράγματα σε τάξη.



Οι ιδιότητες της μαγνητόπετρας είναι συγκεκριμμένες, μακριά από μαγείες και μυστήρια και καλό είναι να αρχίσουμε τη συστηματική μελέτη.
Πριν πει τις δικές του ενδιαφέρουσες απόψεις, κάνει μια αναδρομή στην ιστορία της μαγνητόπετρας, ξεκινώντας βέβαια από τον Ορφέα.


Ο Βυζαντινός γραμματικός Ιωάννης Τζέτζης [1100 μΧ] έχει πολλές αναφορές στην αρχαιοελληνική γραμματεία. Μέσα στα κείμενά του βέβαια έχουν μπει και φήμες και διαδόσεις, που δεν προέρχονται από τις πηγές.
Ετσι, η μαγνητόπετρα έχει, εκτός των άλλων και τη μαγική ιδιότητα να αποκαλύπτει τις απιστίες και όλες τις αμαρτίες της γυναίκας.
Φτάνει, γράφει, να βάλεις μία μαγνητόπετρα κάτω απ' τα σεντόνια της, χωρίς να σε καταλάβει και τότε αυτή θα τα μολογήσει όλα, ένα ένα και με τη σειρά.


Ενώ η αναμάρτητη, η άπταιστη, θα απλώσει τα χέρια της και θα αγκαλιάσει τον άντρα της.
Ξέρει βέβαια και άλλα κόλπα, λέει, με χήνες και βατράχους, που μαρτυρούν τα φταιξίματα, αλλά αρκείται στο σούπερ τεστ της μαγνητόπετρας !!