約公元前240年

研究人員：

阿基米德

研究領域：

流體靜力學

結論：

發現浮力

浴盆里的水為什么會溢出來？

阿基米德的靈光一閃

公元前287年左右，阿基米德出生在西西里島的敘拉古；公元前212年，這座古城被羅馬攻陷，阿基米德死于戰火之中。阿基米德是古代最杰出的數學家，他最引以為傲的成就是證明了如果一個球正好能放進一個圓柱體里，就像橘子放進罐頭，那么這個球的體積和表面積分別是圓柱容積和表面積的2/3。要知道，那個年代根本沒有我們今天耳熟能詳的定理和方程。阿基米德要求后人在他的墓碑上刻一幅球放在圓柱里的示意圖，137年后，羅馬演說家西塞羅正好發現了這塊墓碑。

戰爭機器

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阿基米德是一位嫻熟的工程師。公元前212年，羅馬軍隊兵臨城下時，他制造了各種各樣的防御器械，其中包括投石機和起重機（可以把敵人船只的一頭從水里吊起來，讓船沉進水里），甚至還有一種“死亡射線”：他指揮大批士兵把閃亮的盾牌舉到某個特定的角度，反射陽光燒毀來犯的敵船。

阿基米德還發現了杠桿和滑輪的原理，他曾利用一系列滑輪組成的裝置搬運一艘滿載的大船，你應該聽過他的這句名言：“給我一個支點和一根足夠長的杠桿，我就能撬動整個地球。”

可疑的王冠

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不過，阿基米德最偉大的成就是幫助國王鑒定王冠。暴君希倫二世命令皇家工匠用一塊金子為他制造一頂新的王冠，金子的重量大約是2磅（1千克左右）。可是金光閃閃的王冠造好以后，國王卻懷疑工匠偷工減料，用等重量的白銀換掉了一部分金子。王冠的重量還是2磅，可它真是純金的嗎？希倫派人去見阿基米德，請他解決這個問題。這個任務確實有點困難。王冠非常精美，國王不允許阿基米德對它進行任何破壞。阿基米德冥思苦想，可是一直沒有找到答案。有一天，他難得地決定去城里的公共澡堂洗個澡。

洗了個非常重要的澡

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阿基米德走進浴盆的時候，他注意到了兩件事：第一，他的身體浸入水里以后，浴盆里的水位上升了一點，還有一部分水從浴盆邊緣溢了出去。第二，他感覺自己的身體很輕，像是漂了起來。就在這時候，他靈光一閃——有傳說稱，阿基米德從浴盆里一躍而起，大喊一聲“Eureka！”（意思是“我發現了”或者“我知道答案了”），然后赤身裸體地跑回了家里。

阿基米德的兩個發現都很重要：

1．身體浸入水里時會排開一部分水——因為這部分水的位置被占據了。

2．浸在水里的任何物體都會感覺變輕，因為它受到了向上的浮力，浮力的大小等于它排開的水的重量。今天我們稱之為“阿基米德定律”。

按照這套理論，阿基米德可以把王冠浸沒在一個裝滿水的桶里，根據溢出來的水的重量，就能算出王冠的體積，用王冠的重量除以體積，最終得到它的密度。

阿基米德知道，2磅純金的體積是3.17立方英寸（約52毫升），如果王冠里面摻了銀，那么它排開的水體積應該大于52毫升，因為銀的密度比金小——所以同質量的銀體積大于金。

運用阿基米德定律

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不過，準確測量體積相當困難，所以阿基米德可能運用了浮力定律。他從國王那里借來了2磅黃金，把王冠和金塊分別放在天平的兩頭：天平保持平衡，說明二者重量相等。然后，阿基米德把整套裝置都放進了水里。如果王冠不是純金的，那么它排開的水體積應該大于52毫升，因此它會受到更大的浮力，因為浮力由體積決定。所以，水里的天平放著王冠的那頭應該會上翹。

結果不出所料，放著王冠的天平托盤果然往上翹了。工匠的確摻了假，最終他遭到了嚴厲的懲罰。

阿基米德撰寫了多本著作，有一部分留存至今，其中包括《論球與圓柱》《論浮體》和《數沙者》。在最后這本著作中，他提出了一個問題：要填滿整個宇宙，需要多少粒沙子？為了計算這么龐大的數目，阿基米德發明了一整套新的數字。