阿基米德的故事
阿基米德是古希腊伟大的数学家和力学专家。他出身贵族,但酷爱学习,11岁时就来到埃及的亚历山大里亚城学习哲学、数学、天文学和物理学等学科。还受到过埃拉托塞和卡农(二人均为欧几里得的学生)的亲自指点,是与牛顿、高斯齐名的伟大数学家。
阿基米德一心扑在科学研究上面,达到了忘我的境地,留下了许多佳话。比如他发现浮力定律的过程便是这样一个典型。
故事是这样的:叙拉古国王命王城的金匠打造一顶新王冠,要求纯金制作。按现在的说法也就是24K吧。但是,金匠在制造金银器皿时掺杂使假、中饱私囊,这在当时已是司空见惯。所以等到王冠打造完成以后,国王想到的第一件事便是如何检验王冠的纯度,但又不能破坏近乎完美的王冠。这可愁坏了叙拉古国王和朝臣。最后大家一致决定把这道难题交给宫廷教师阿基米德来解答。
阿基米德开始也想不出什么好办法,但没有放弃。这也许就是科学家与普通人的差距所在。有一天,他在洗澡时浴盆中溢出的水触发了他的灵感:既然人体入水愈深,溢出的水愈多,那么若是将王冠投入水中,溢出的水量也就应等于同等重量的黄金排出的水量。如若不相等,就是掺了假。想到此,他从澡盆中一跃而起,赤身裸体地跑到大街上,一边跑还一边喊:“尤里卡,尤其卡(找到了)!”自己却浑然不觉。事后人们知道了事情的来龙去脉,无不感叹阿基米德专注于科研的精神。
这是拜占庭壁画中的一部分,描绘了罗马大军攻破叙拉古城时,阿基米德仍沉醉于数学研究之中,图中他双手保护着自己的数学工具,两眼愤怒地回望着什么(原图中站在他身后的是一持剑的罗马士兵)。
阿基米德的科学成就
阿基米德在许多科学领域取得令同时代科学家高山仰止的成就。在数学领域,阿基米德使用“穷竭法”求得了抛物线弓形、螺线、圆形的面积和椭形体、抛物面体等复杂几何体的体积,被公认为微积分计算的鼻祖。他还利用此法估算出了π值,得出了三次方程的解法。他还提出了一套按级计算法,并利用它解决许多数学难题。他主要的数学著作有《论球和圆柱》、《论劈锥曲面体与球体》、《抛物线求积》和《论螺线》。在力学领域,阿基米德的成就主要集中在静力学和流体力学方面。在研究机械的过程中,他发现了杠杆原理。在研究浮体过程中,他发现了浮力定律。他著有《论平板的平衡》《论浮体》《论杠杆》《论重心》等力学著作。在天文学领域,阿基米德设计了表现日、月食现象的仪器。他还提出地球是球状的,并绕太阳旋转,比哥白尼的“日心地动说”早1800多年。
传说阿基米德到公共浴池洗澡受到了启发,发现了有名的浮力定律,即浸在液体中的物体受到向上的浮力,其大小等于物体所排出液体的重量。
阿基米德有一颗聪明的脑袋,解决了许多复杂的问题,但有时也把问题想得十分简单。例如,在他发现了杠杆原理(力臂和力的大小成反比)后,就对国王说:“在宇宙中给我一个支点,我就可以撬起地球!”而叙拉古国王笑笑说:“可爱的阿基米德先生,向宙斯起誓,你说的这个支点是无论如何也不存在的。”阿基米德这才意识到自己把事情想得太理想化了。这也反映出他对自己的观点深信不疑,而且永远是那么肯定,不论在别人看来是如何荒唐。
难怪罗马历史学家普鲁塔克说:“他是一个中了邪的人。”令人惋惜的是,这位智慧、可爱的阿基米德先生最后竟死于罗马人的利剑之下。那是公元前212年的一天,罗马远征军攻破了叙拉古的城防,一名士兵闯进了他的住所,用一把利剑指向他的咽喉刚要开口,阿基米德却出人意料地说道:“先等我把这个原理证完再说。”这位罗马士兵没能理解他的意思,一怒之下竟杀死了这位科学大师,给后人留下无尽的遗憾。
罗马统治者为阿基米德的智慧所折服,为他举行盛大的葬礼,将其安葬在西西里岛,并为之建造了圆柱内切球状的墓碑,以彰显他在数学上的杰出贡献。