登陆注册
5679500000004

第4章 “阿基米德定律”的发现与证明

在古希腊叙拉古城,有一天,人们忽然看见大学者阿基米德竟然光着身子冲出浴室,边跑边嚷:“找到了!找到了!”他疯了吗?没有。他是在洗澡时在水盆里受到启发,发现了流体静力学的基本原理,从而找到了银匠在金王冠里掺银的秘密。他是为此而兴奋得忘乎所以了。

事情是这样的:叙拉古国王艾希罗曾交给金匠一块黄金,让他做一顶王冠。王冠做成后,国王拿在手里觉得有点轻。他怀疑金匠掺了假,可是金匠以脑袋担保说没有,并当面拿秤来称,结果与原来的金块一样重。国王还是有些怀疑,可他又拿不出证据,于是把阿基米德叫来,要他来解决这个难题。回家后,阿基米德闭门谢客,冥思苦想,但百思不得其解。

一天,他的夫人逼他洗澡。当他跳入池中时,水从池中溢了出来。阿基米德听到那哗哗哗的流水声,灵感一下子冒了出来。于是他从池中跳出来,连衣服都没穿,就冲到了街上。原来,阿基米德由澡盆溢水找到了解决王冠问题的办法:相同质量的相同物质泡在水里,溢出的水的体积应该相同。如果把王冠放到水里,溢出的水的体积应该与相同质量的金块的体积相同,否则王冠里肯定掺了假。

阿基米德跑到王宫后立即找来一盆水,又找来同样重量的一块黄金,一块白银,分两次泡进盆里,白银溢出的水比黄金溢出的几乎要多一倍,然后他又把王冠和金块分别泡进水盆里,王冠溢出的水比金块多,显然王冠的质量不等于金块的质量,王冠里肯定掺了假。在铁的事实面前,金匠不得不低头承认,王冠里确实掺了白银。烦人的王冠之谜终于解开了。

这次试验的意义远远大过查出王冠掺假的秘密。阿基米德从中发现了一条原理:即物体在液体中减轻的重量,等于他所排出液体的重量。这条原理后人以阿基米德的名字命名。一直到现代,人们还在利用这个原理测定船舶的载重量。

公元前287年,阿基米德诞生于西西里岛的叙拉古(今意大利锡拉库萨)。他出身于贵族,与叙拉古的赫农王有亲戚关系,家庭十分富有。阿基米德的父亲是天文学家兼数学家,学识渊博,为人谦逊。他11岁时,借助与王室的关系,被送到古希腊文化中心亚历山大里亚城去学习。

亚历山大位于尼罗河口,是当时文化贸易的中心之一。这里有雄伟的博物馆、图书馆,而且人才荟萃,被世人誉为“智慧之都”。阿基米德在这里学习和生活了许多年,曾跟很多学者密切交往。他在学习期间对数学、力学和天文学有浓厚的兴趣。在他学习天文学时,发明了用水力推动的星球仪,并用它模拟太阳、行星和月亮的运行及表演日食和月食现象。为解决用尼罗河水灌溉土地的难题,它发明了圆筒状的螺旋扬水器,后人称它为“阿基米德螺旋”。

阿基米德在力学方面的成绩最为突出,他系统并严格地证明了杠杆定律,为静力学奠定了基础。在总结前人经验的基础上,阿基米德系统地研究了物体的重心和杠杆原理,提出了精确的确定物体重心的方法,指出在物体的中心处支起来,就能使物体保持平衡。阿基米德曾说过:“假如给我一个支点,我就能撬动地球。”

阿基米德确定了抛物线弓形、螺线、圆形的面积以及椭球体、抛物面体等各种复杂几何体的表面积和体积的计算方法。在推演这些公式的过程中,他创立了“穷竭法”,即我们今天所说的逐步近似求极限的方法,因而被公认为微积分计算的鼻祖。他用圆内接多边形与外切多边形边数增多,面积逐渐接近的方法,比较精确地求出了圆周率。面对古希腊繁冗的数字表示方式,阿基米德还首创了记大数的方法,突破了当时用希腊字母计数不能超过一万的局限,并用它解决了许多数学难题。阿基米德被后来的数学家尊称为“数学之神”,在人类有史以来最重要的三位数学家中,阿基米德占首位,另两位是牛顿和高斯。

阿基米德在天文学方面也有出色的成就。除了前面提到的星球仪,他还认为地球是圆球状的,并围绕着太阳旋转,这一观点比哥白尼的“日心说”要早1800年。限于当时的条件,他并没有就这个问题进行深入系统的研究。但早在公元前三世纪就提出这样的见解,是很了不起的。

在阿基米德晚年时,罗马军队入侵叙拉古,阿基米德指导同胞们制造了很多攻击和防御的作战武器。当侵略军首领马塞勒塞率众攻城时,他设计的投石机把敌人打得哭爹喊娘。他制造的铁爪式起重机,能将敌船提起并倒转。

另一个难以置信的传说是,他曾率领叙拉古人民手持凹面镜,将阳光聚焦在罗马军队的木制战舰上,使它们焚烧起来。罗马士兵在这频频的打击中已经心惊胆战,草木皆兵。一见到有绳索或木头从城里扔出,他们就惊呼“阿基米德来了”,随之抱头鼠窜。

罗马军队被阻入城外达三年之久。最终,于公元前212年,罗马人趁叙拉古城防务稍有松懈,大举进攻闯入了城市。此时,75岁的阿基米德正在潜心研究一道深奥的数学题。一个罗马士兵闯入,用脚践踏了他所画的图形,阿基米德愤怒地与之争论,残暴无知的士兵举刀一挥,一位璀璨的科学巨星就此陨落了。

同类推荐
  • 虎门销烟

    虎门销烟

    李玉敏编著的《虎门销烟》为丛书之一,介绍了虎门销烟的有关内容。 《虎门销烟》中优美生动的文字、简明通俗的语言、图文并茂的形式,把中国文化中的物态文化、制度文化、行为文化、精神文化等知识要点全面展示给读者。点点滴滴的文化知识仿佛颗颗繁星,组成了灿烂辉煌的中国文化的天穹。能为弘扬中华五千年优秀传统文化、增强各民族团结、构建社会主义和谐社会尽一份绵薄之力。
  • 依羽飞

    依羽飞

    古代魏国的青年许飞和萧羽,机缘巧合之下,为了一个看似不起眼的理由,走入官场争斗,在与命运的抗争中,仗着自身的才干和谋略,治县郡、平边患、理国政。打破了豪门枷锁,创造出一个新的世界。
  • 大唐最强路人甲

    大唐最强路人甲

    别人穿越变太子,我却穿越变乞丐,这到底是现实的唐朝还是虚构的武侠世界?好像,穿越过来的不是我一个人……
  • 温故(之二)

    温故(之二)

    人类始终生活在历史的投影里。这投影,既非上帝的恩赐,也不是什么神做的手脚,而是源自人类将自己与动物区分开来的那个重要特征——记忆。历史的投影有过远有近,远的如原始祖先迈向文明渺然足迹,所的如昨天刚刚发生的事情。时间之流,不舍昼夜,不仅把已经发生的,而且终将把正在发生的以及行将发生的一切,都裹挟而去,统统融入历史的投影。最早意识到这投影价值的,不是别人,正是我们的至圣先师孔夫子,他老人家一句“温故而知新”,虽平白如话,却如醍醐灌顶。历史既是人类活动的归宿,更是面向未来的智慧之源。谈到历史与现实的关系,英国作家奥威尔的表述则更加直截了当,他说:谁掌握了历史,谁就掌握了现在。
  • 中华上下五千年(卷一、卷二)

    中华上下五千年(卷一、卷二)

    中华文明源远流长,一脉相承,从茹毛饮血的远古时代,到封建文明极度繁荣的明清时代,在上下五千年的历史进程中,中华民族创造了无数的辉煌与成就,也经历了无数的苦难与挫折,数不清的英雄豪杰、仁人志士在历史的征途上留下了自己的足迹。本书力求在尊重历史的前提下,将严肃的史实改编为数百个生动的小故事,通过波澜壮阔的历史场景、性格鲜明的历史人物来展现中华五千年的文明历程。
热门推荐
  • 鬼眼皇妃

    鬼眼皇妃

    【日更万字】凌紫衣,天生重瞳,可见鬼怪。却在二八年华被厉鬼所害,穿越成为端木薰的皇妃。初嫁为妃,她被人陷害,与皇帝达成协议,终在协议完成一刻获准离宫,却不曾想竟再嫁为妃。番外镜头:紫衣:今早门口的树枝刮了我的衣衫。端木薰皱了皱眉:砍了。紫衣:有个男鬼对我扮鬼脸。端木薰伸了个懒腰:阉了。紫衣:皇后找我麻烦。端木薰不屑一顾:废了。紫衣:皇上,您惹我不高兴了。端木薰眯了眯眸,嘴角划过一抹坏笑
  • 锦绣田缘,农户家的小娘子

    锦绣田缘,农户家的小娘子

    二十一世纪的商业女强人丁晚因为意外而魂穿到架空朝代的一个与她同名的女子身上。婆婆不喜?不要紧,相公疼她就行;身子不好,遭人笑话?不要紧,相公疼她就行;丁晚觉得,有一个疼她、护她的相公,比什么都重要。于是,在万年好相公的庇护之下,她再次开启女强人模式:从一个小绣娘,到整个绣坊的老板;从一家分店到两家分店……她立志,要在这异世建立一个属于自己的商业王朝。而对于她的雄图大志,他只说了三个字——我陪你。情节虚构,请勿模仿
  • 离垢慧菩萨所问礼佛法经

    离垢慧菩萨所问礼佛法经

    本书为公版书,为不受著作权法限制的作家、艺术家及其它人士发布的作品,供广大读者阅读交流。汇聚授权电子版权。
  • 重生之豪门霸气妻

    重生之豪门霸气妻

    前世,她掏心掏肺对待舅舅一家,却被倒打一耙。不仅被夺了公司,财产和男友,还被陷害。落魄而死。这一世重来,势必夺回一切,并且加倍奉还。可是,那个,郝少啊!你一直当我跟屁虫,貌似不太好吧。
  • 妃常彪悍之娘亲揍他

    妃常彪悍之娘亲揍他

    新书已发《最强医妃:邪王,太狂野!》,她是众所周知的废物,胆小懦弱人可欺,被亲姐害死;她是21世纪的医生,车祸穿越,从此废物翻身,斗继母,惩亲姐,习魔法,把第一天才踩在脚下;惹上腹黑男,招来小包子,异世的生活也可以风生水起、甜甜蜜蜜!--情节虚构,请勿模仿
  • 毒爱哟毒爱

    毒爱哟毒爱

    王清蕊原本有一个幸福的家庭,可是突然有一天,收到了丈夫偷情的录影带,顷刻,她的世界开始倒塌。儿时的好友罗昊天及时地给她帮助与安慰,让她的人生重现光彩,在他的苦苦追求下,她嫁给了他。以为幸福再次光临,却发现只是另一个阴谋的开始......罗昊天是A城公认的钻石王老五,身边美女如云,却始终忘不了年少时暗恋过的王清蕊。他原本只想远远地守望她,可是最终却无法克制自己的占有欲,终于有一天,他觉得只有他才能给她真正的幸福,于是,开始了一连串的巧合,一连串的阴谋。。。。。。**********************************************************书友群:87032532,暗号:毒爱。新作《不做好女人》书号:1348287
  • 都市剑说

    都市剑说

    异界回归的李白,专职斩妖除魔,从心理到生理专治各种不服。作者是中央八局关注第四类人员,主角是第五类人员,侬晓得了伐!
  • 万千宠爱给予一身

    万千宠爱给予一身

    一场生日前的逛街,成了莫茜茜这一生都不可原谅自己的事,因为自己的任性,自己的无理取闹,让本来自己和朋友一起过一个完美的生日宴会,变成了个丧礼,没有任何人的怪罪,自己却得了抑郁症,消失了一年后,从新归来,成为了一个活泼开朗的美少女,但终归没有人懂她的心,而他却解开了她最后的心扉......
  • 天上掉下个鬼老公

    天上掉下个鬼老公

    惊鸿一瞥的男神在她眼前死去,还缠着她不放,要她做他的老婆......呵呵,听过人鬼殊途么!男主:没听过,不管是人,是鬼,你都是我的。我:妈妈,地球好可怕啊!!!
  • 洞玄灵宝自然九天生神玉章经解

    洞玄灵宝自然九天生神玉章经解

    本书为公版书,为不受著作权法限制的作家、艺术家及其它人士发布的作品,供广大读者阅读交流。汇聚授权电子版权。