When you think of Archimedes' "Eureka!" moment, you probably think of this. As it turns out, it may have been more like this. In the third century BC, Hieron, king of the Sicilian city of Syracuse, chose Archimedes to supervise an engineering project of unprecedented scale. Hieron commissioned a sailing vessel 50 times bigger than a standard ancient warship, named the Syracusia after his city. Hieron wanted to construct the largest ship ever, which was destined to be given as a present for Egypt's ruler, Ptolemy. But could a boat the size of a palace possibly float? In Archimedes's day, no one had attempted anything like this. It was like asking, "Can a mountain fly?" King Hieron had a lot riding on that question. Hundreds of workmen were to labor for years on constructing the Syracusia out of beams of pine and fir from Mount Etna, ropes from hemp grown in Spain, and pitch from France. The top deck, on which eight watchtowers were to stand, was to be supported not by columns, but by vast wooden images of Atlas holding the world on his shoulders. On the ship's bow, a massive catapult would be able to fire 180 pound stone missiles. For the enjoyment of its passengers, the ship was to feature a flower-lined promenade, a sheltered swimming pool, and bathhouse with heated water, a library filled with books and statues, a temple to the goddess Aphrodite, and a gymnasium. And just to make things more difficult for Archimedes, Hieron intended to pack the vessel full of cargo: 400 tons of grain, 10,000 jars of pickled fish, 74 tons of drinking water, and 600 tons of wool. It would have carried well over a thousand people on board, including 600 soldiers. And it housed 20 horses in separate stalls. To build something of this scale, only for that to sink on its maiden voyage? Well, let's just say that failure wouldn't have been a pleasant option for Archimedes. So he took on the problem: will it sink? Perhaps he was sitting in the bathhouse one day, wondering how a heavy bathtub can float, when inspiration came to him. An object partially immersed in a fluid is buoyed up by a force equal to the weight of the fluid displaced by the object. In other words, if a 2,000 ton Syracusia displaced exactly 2,000 tons of water, it would just barely float. If it displaced 4,000 tons of water, it would float with no problem. Of course, if it only displaced 1,000 tons of water, well, Hieron wouldn't be too happy. This is the law of buoyancy, and engineers still call it Archimedes' Principle. It explains why a steel supertanker can float as easily as a wooden rowboat or a bathtub. If the weight of water displaced by the vessel below the keel is equivalent to the vessel's weight, whatever is above the keel will remain afloat above the waterline. This sounds a lot like another story involving Archimedes and a bathtub, and it's possible that's because they're actually the same story, twisted by the vagaries of history. The classical story of Archimedes' Eureka! and subsequent streak through the streets centers around a crown, or corona in Latin. At the core of the Syracusia story is a keel, or korone in Greek. Could one have been mixed up for the other? We may never know. On the day the Syracusia arrived in Egypt on its first and only voyage, we can only imagine how residents of Alexandria thronged the harbor to marvel at the arrival of this majestic, floating castle. This extraordinary vessel was the Titanic of the ancient world, except without the sinking, thanks to our pal, Archimedes.
Bila mendengar tentang momen “Eureka” Archimedes, Anda mungkin berpikir tentang ini. Ternyata, mungkin lebih seperti ini. Pada abad ketiga SM, Hieron, Raja Kota Sirakusa di Sisilia, menunjuk Archimedes untuk memimpin sebuah proyek teknik berskala sangat besar. Hieron memesan sebuah kapal laut 50 kali lebih besar dari ukuran standar kapal perang kuno, yang diberi nama Sirakusia, sesuai nama kotanya. Hieron ingin membangun kapal terbesar yang pernah ada, yang akan dihadiahkannya kepada penguasa Mesir, Ptolemeus. Namun bisakah sebuah kapal seukuran istana mengapung? Pada masa Archimedes, tidak pernah ada yang melakukan hal seperti ini. Itu sama seperti bertanya, “Bisakah gunung terbang?” Raja Hieron punya banyak pertanyaan tentang itu. Ratusan orang bekerja bertahun-tahun membangun Sirakusia dengan balok kayu pinus dan cemara dari Gunung Etna tali rami yang tumbuh di Spanyol, dan ter dari Prancis. Dek atas, yang memuat 8 menara pantau, bukan disangga oleh tiang biasa, tetapi oleh figur kayu berbentuk Atlas yang sedang memanggul bumi. Pada haluan kapal, ada ketapel besar yang mampu menembakkan rudal batu seberat 81,6 kg. Untuk kenyamanan penumpang, di kapal ini terdapat promenade berlapis bunga, kolam renang dalam ruangan, dan pemandian air panas, perpustakaan berisi buku dan patung, kuil pemujaan Dewi Afrodit, dan pusat kebugaran. Dan untuk lebih merepotkan Archimedes, Hieron ingin mengisi kapalnya dengan banyak muatan: 400 ton gandum, 10.000 toples acar ikan, 74 ton air minum, dan 600 ton wol. Kapal ini juga membawa lebih dari seribu penumpang, termasuk 600 tentara. Ada pula 20 kuda di istal terpisah. Membangun kapal sebesar ini, namun tenggelam pada pelayaran perdana? Bisa dibilang, gagal bukan pilihan bagi Archimedes. Masalah yang ia hadapi: akankah kapalnya tenggelam? Mungkin suatu hari ia sedang duduk di pemandian, memikirkan bagaimana bak mandi yang berat dapat mengapung, saat ia mendapat inspirasi. Sebuah objek yang sebagian terendam diapungkan oleh gaya yang setara dengan berat zat cair yang dipindahkan oleh objek tersebut. Dengan kata lain, jika Sirakusia seberat 2000 ton memindahkan tepat 2000 ton air, kapal itu sulit mengapung. Jika air yang dipindahkan 4000 ton, maka ia dapat mengapung dengan baik. Tentu saja, jika kapal hanya memindahkan 1000 ton air, Hieron tidak akan senang. Inilah hukum gaya apung, dan para insinyur masih menyebutnya Prinsip Archimedes. Hukum ini menjelaskan kenapa kapal tangki dari baja dapat mengapung semudah perahu kayu atau bak mandi. Jika berat air yang dipindahkan oleh kapal di bawah lunas kapal setara dengan berat kapal, apapun yang berada di atas lunas akan mengapung di atas permukaan air. Ini terdengar mirip dengan kisah lain tentang Archimedes dan bak mandi, dan bisa jadi ini sebenarnya kisah yang sama, namun berubah seiring lika-liku sejarah. Kisah klasik tentang momen Eureka! dan Archimedes yang berlari telanjang berfokus pada mahkota, atau ‘corona’ dalam Bahasa Latin. Kisah Kapal Sirakusia berfokus pada lunas, atau ‘korone’ dalam Bahasa Yunani. Mungkinkah ceritanya tercampur aduk? Kita mungkin tak akan pernah tahu. Saat Sirakusia tiba di Mesir pada pelayaran pertamanya dan satu-satunya, kita hanya bisa membayangkan bagaimana penduduk Alexandria memenuhi pelabuhan untuk menyaksikan kedatangan istana terapung yang megah ini. Kapal yang luar biasa ini adalah Titanic pada masa itu, kecuali bagian tenggelamnya,