- 你一定愛讀的世界科學(xué)故事
- 鄭士波 魏志敏
- 1534字
- 2020-07-08 14:46:47
阿基米德的故事
阿基米德是古希臘偉大的數(shù)學(xué)家和力學(xué)專家。他出身貴族,但酷愛學(xué)習(xí),11歲時就來到埃及的亞歷山大里亞城學(xué)習(xí)哲學(xué)、數(shù)學(xué)、天文學(xué)和物理學(xué)等學(xué)科。還受到過埃拉托塞和卡農(nóng)(二人均為歐幾里得的學(xué)生)的親自指點,是與牛頓、高斯齊名的偉大數(shù)學(xué)家。
阿基米德一心撲在科學(xué)研究上面,達到了忘我的境地,留下了許多佳話。比如他發(fā)現(xiàn)浮力定律的過程便是這樣一個典型。
故事是這樣的:敘拉古國王命王城的金匠打造一頂新王冠,要求純金制作。按現(xiàn)在的說法也就是24K吧。但是,金匠在制造金銀器皿時摻雜使假、中飽私囊,這在當(dāng)時已是司空見慣。所以等到王冠打造完成以后,國王想到的第一件事便是如何檢驗王冠的純度,但又不能破壞近乎完美的王冠。這可愁壞了敘拉古國王和朝臣。最后大家一致決定把這道難題交給宮廷教師阿基米德來解答。
阿基米德開始也想不出什么好辦法,但沒有放棄。這也許就是科學(xué)家與普通人的差距所在。有一天,他在洗澡時浴盆中溢出的水觸發(fā)了他的靈感:既然人體入水愈深,溢出的水愈多,那么若是將王冠投入水中,溢出的水量也就應(yīng)等于同等重量的黃金排出的水量。如若不相等,就是摻了假。想到此,他從澡盆中一躍而起,赤身裸體地跑到大街上,一邊跑還一邊喊:“尤里卡,尤其卡(找到了)!”自己卻渾然不覺。事后人們知道了事情的來龍去脈,無不感嘆阿基米德專注于科研的精神。

這是拜占庭壁畫中的一部分,描繪了羅馬大軍攻破敘拉古城時,阿基米德仍沉醉于數(shù)學(xué)研究之中,圖中他雙手保護著自己的數(shù)學(xué)工具,兩眼憤怒地回望著什么(原圖中站在他身后的是一持劍的羅馬士兵)。
阿基米德的科學(xué)成就
阿基米德在許多科學(xué)領(lǐng)域取得令同時代科學(xué)家高山仰止的成就。在數(shù)學(xué)領(lǐng)域,阿基米德使用“窮竭法”求得了拋物線弓形、螺線、圓形的面積和橢形體、拋物面體等復(fù)雜幾何體的體積,被公認為微積分計算的鼻祖。他還利用此法估算出了π值,得出了三次方程的解法。他還提出了一套按級計算法,并利用它解決許多數(shù)學(xué)難題。他主要的數(shù)學(xué)著作有《論球和圓柱》、《論劈錐曲面體與球體》、《拋物線求積》和《論螺線》。在力學(xué)領(lǐng)域,阿基米德的成就主要集中在靜力學(xué)和流體力學(xué)方面。在研究機械的過程中,他發(fā)現(xiàn)了杠桿原理。在研究浮體過程中,他發(fā)現(xiàn)了浮力定律。他著有《論平板的平衡》《論浮體》《論杠桿》《論重心》等力學(xué)著作。在天文學(xué)領(lǐng)域,阿基米德設(shè)計了表現(xiàn)日、月食現(xiàn)象的儀器。他還提出地球是球狀的,并繞太陽旋轉(zhuǎn),比哥白尼的“日心地動說”早1800多年。

傳說阿基米德到公共浴池洗澡受到了啟發(fā),發(fā)現(xiàn)了有名的浮力定律,即浸在液體中的物體受到向上的浮力,其大小等于物體所排出液體的重量。
阿基米德有一顆聰明的腦袋,解決了許多復(fù)雜的問題,但有時也把問題想得十分簡單。例如,在他發(fā)現(xiàn)了杠桿原理(力臂和力的大小成反比)后,就對國王說:“在宇宙中給我一個支點,我就可以撬起地球!”而敘拉古國王笑笑說:“可愛的阿基米德先生,向宙斯起誓,你說的這個支點是無論如何也不存在的。”阿基米德這才意識到自己把事情想得太理想化了。這也反映出他對自己的觀點深信不疑,而且永遠是那么肯定,不論在別人看來是如何荒唐。
難怪羅馬歷史學(xué)家普魯塔克說:“他是一個中了邪的人。”令人惋惜的是,這位智慧、可愛的阿基米德先生最后竟死于羅馬人的利劍之下。那是公元前212年的一天,羅馬遠征軍攻破了敘拉古的城防,一名士兵闖進了他的住所,用一把利劍指向他的咽喉剛要開口,阿基米德卻出人意料地說道:“先等我把這個原理證完再說。”這位羅馬士兵沒能理解他的意思,一怒之下竟殺死了這位科學(xué)大師,給后人留下無盡的遺憾。
羅馬統(tǒng)治者為阿基米德的智慧所折服,為他舉行盛大的葬禮,將其安葬在西西里島,并為之建造了圓柱內(nèi)切球狀的墓碑,以彰顯他在數(shù)學(xué)上的杰出貢獻。