敘拉古的阿基米德

除了偉大的牛頓和偉大的愛因斯坦，再沒有一個人象他那樣為人類的進(jìn)步做出過這樣大的貢獻(xiàn)。即使牛頓和愛因斯坦也都曾從他身上汲取過智慧和靈感。他是“理論天才與實驗天才合于一人的理想化身”，他就是敘拉古的阿基米德。

阿基米德生平

阿基米德，誕生于希臘敘拉古附近的一個小村莊。他出生于貴族，與敘拉古的赫農(nóng)王有親戚關(guān)系，家庭十分富有。阿基米德的父親是天文學(xué)家兼數(shù)學(xué)家，學(xué)識淵博，為人謙遜。阿基米德受家庭的影響，從小就對數(shù)學(xué)、天文學(xué)特別是古希臘的幾何學(xué)產(chǎn)生了濃厚的興趣。當(dāng)他剛滿十一歲時，借助與王室的關(guān)系，被送到埃及的亞歷山大里亞城去學(xué)習(xí)。亞歷山大位于尼羅河口，是當(dāng)時文化貿(mào)易的中心之一。這里有雄偉的博物館、圖書館，而且人才薈萃，被世人譽為“智慧之都”。阿基米德在這里學(xué)習(xí)和生活了許多年，曾跟很多學(xué)者密切交往。他兼收并蓄了東方和古希臘的優(yōu)秀文化遺產(chǎn)，在其后的科學(xué)生涯中作出了重大的貢獻(xiàn)。公元前二一二年，古羅馬軍隊入侵?jǐn)⒗牛⒒椎卤涣_馬士兵殺死，終年七十五歲。阿基米德的遺體葬在西西里島，墓碑上刻著一個圓柱內(nèi)切球的圖形，以紀(jì)念他在幾何學(xué)上的卓越貢獻(xiàn)。

阿基米德的成就

阿基米德無可爭議的是古代希臘文明所產(chǎn)生的最偉大的數(shù)學(xué)家及科學(xué)家，他在諸多科學(xué)領(lǐng)域所作出的突出貢獻(xiàn)，使他贏得同時代人的高度尊敬。

阿基米德求得了拋物線弓形、螺線、圓形的面積和體積以及橢球體、拋物面體等復(fù)雜幾何體的體積。在推演這些公式的過程中，他熟練的啟用了“窮竭法”，即我們今天所說的逐步近似求極限的方法，因而被公認(rèn)為微積分計算的鼻祖。他還利用此法估算出Π值在和之間，并得出了三次方程的解法。面對古希臘繁冗的數(shù)字表示方式，阿基米德提出了一套有重要意義的按級計算法，并利用它解決了許多數(shù)學(xué)難題。

阿基米德在力學(xué)方面的成績最為突出，這些成就主要集中在靜力學(xué)和流體靜力學(xué)方面。他在研究機械的過程中，發(fā)現(xiàn)了杠桿原理，并利用這一原理設(shè)計制造了許多機械。他在研究浮體的過程中發(fā)現(xiàn)了浮力定律，也就是有名的阿基米德定律。

阿基米德在天文學(xué)方面也有出色的成就。他設(shè)計了一些圓球，用細(xì)繩和木棒將它們聯(lián)接起來模仿日月和星辰的運動，并利用水力使它們轉(zhuǎn)動。這樣日食和月食就可以生動的表現(xiàn)出來了。阿基米德認(rèn)為地球是圓球狀的，并圍繞著太陽旋轉(zhuǎn)，這一觀點比哥白尼的“日心地動說”要早一千八百年。限于當(dāng)時的條件，他并沒有就這個問題做深入系統(tǒng)的研究。但早在公元前三世紀(jì)就提出這樣的見解，是很了不起的。

阿基米德的著作很多，作為數(shù)學(xué)家，他寫出了《論球和圓柱》、《論劈錐曲面體與球體》、《拋物線求積》、《論螺線》等數(shù)學(xué)著作。作為力學(xué)家，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《論平板的平衡》中，他系統(tǒng)地論證了杠桿原理。在論浮體中、他論證了浮體定律。

阿基米德不僅在理論上成就璀璨，還是一個富有實踐精神的工程學(xué)家。他一生設(shè)計、制造了許多機構(gòu)和機器，除了杠桿系統(tǒng)外，值得一提的還有舉重滑輪、灌地機、揚水機以及軍事上用的投射器等。被稱作“阿基米德舉水螺旋”的揚水機是為了將水從大船的船艙中排出而發(fā)明的。揚水機可以利用螺旋把搬運到高處，在埃及得到了廣泛的應(yīng)用，是現(xiàn)代螺旋泵的前身。“給我一個支點，我將移動地球”

阿基米德不僅是個理論家，也是個實踐家，他一生熱衷于將其科學(xué)發(fā)現(xiàn)應(yīng)用于實踐，從而把二者結(jié)合起來。在埃及，公元前一千五百年前左右，就有人用杠桿來抬起重物，不過人們不知道它的道理。阿基米德潛心研究了這個現(xiàn)象并發(fā)現(xiàn)了杠桿原理。

赫農(nóng)王對阿基米德的理論一向持半信半疑的態(tài)度。他要求阿基米德將它們變成活生生的例子以使人信服。阿基米德說：“給我一個支點，我就能移動地球。”國王說：“這恐怕實現(xiàn)不了，你還是來幫我拖動海岸上的那條大船吧。”這條船是赫農(nóng)王為埃及國王制造的，體積大，相當(dāng)重，因為不能挪動，擱淺在海岸上已經(jīng)很多天了。阿基米德滿口答應(yīng)下來。

阿基米德設(shè)計了一套復(fù)雜的杠桿滑輪系統(tǒng)安裝在船上，將繩索的一端交到赫農(nóng)王手上。赫農(nóng)王輕輕拉動繩索，奇跡出現(xiàn)了，大船緩緩地挪動起來，最終下到海里。國王驚訝之余，十分佩服阿基米德，并派人貼出告示“今后，無論阿基米德說什么，都要相信他。”

金冠之謎

赫農(nóng)王讓金匠替他做了一頂純金的王冠，做好后，國王疑心工匠在金冠中摻了銀子，但這頂金冠確與當(dāng)初交給金匠的純金一樣重，到底工匠有沒有搗鬼呢？既想檢驗真假，又不能破壞王冠，這個問題不僅難倒了國王，也使諸大臣們面面相覷。后來，國王將它交給了阿基米德。阿基米德冥思苦想出很多方法，但都失敗了。有一天，他去澡堂洗澡，他一邊坐進(jìn)澡盆里，一邊看到水往外溢，同時感到身體被輕輕拖起。他突然恍然大悟，跳出澡盆，連衣服都顧不得穿就直向王宮奔去，一路大聲很著“尤里卡”，“尤里卡”原來他想到，如果王冠放入水中后，排出的水量不等于同等重量的金子排出的水量，那肯定是摻了別的金屬。這就是有名的浮力定律，既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。后來，該定律就被命名為阿基米德定律。

愛國者阿基米德

在阿基米德晚年時，羅馬軍隊入侵?jǐn)⒗?，阿基米德指?dǎo)同胞們制造了很多攻擊和防御的武器。當(dāng)侵略軍首領(lǐng)馬塞勒塞率眾攻城時，他設(shè)計的投石機把敵人打得哭爹喊娘。他制造的鐵爪式起重機，能將敵船提起并倒轉(zhuǎn)，拋至大海深處。傳說他還率領(lǐng)敘拉古人民制作了一面大凹鏡，將陽光聚焦在靠近的敵船上，使它們焚燒起來。羅馬士兵在這頻頻的打擊中已經(jīng)心驚膽戰(zhàn)，草木皆兵，一見到有繩索或木頭從城里扔出，他們就驚呼“阿基米德來了”，隨之抱頭鼠竄。羅馬軍隊被阻入城外達(dá)三年之久。最終，于公元前二一二年，羅馬人趁敘拉古城防務(wù)稍有松懈，大舉進(jìn)攻闖入了城市。此時，阿基米德正在潛心研究一道深奧的數(shù)學(xué)題，一個羅馬士兵闖入，用腳踐踏他所畫的圖形，阿基米德憤怒地與之爭論，殘暴的士兵哪里肯聽，只見他舉刀一揮，一位璀璨的科學(xué)巨星就此隕落。