登陆注册
10149800000004

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,我就能推动地球。”

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
  • 世界之最

    世界之最

    《世界之最》自从被辑录成书以来,因其集知识性、科学性和趣味性于一身而一直深受读者喜爱,被世界各国视为开启心智、扩大视野的经典读物。《世界之最》分为天文地理、动物界、植物界、科学技术、文化艺术、人类社会、体育运动七个部分,力图通过简明的体例、精练的文字、新颖的版式、精美的图片等多种要素的有机结合,将大千世界中引人入胜的世界之最全方位、立体地展现出来,使读者轻松获取知识的同时,为其提供更广泛的文化视野、审美感受、想象空间和愉快体验。
  • 青少年爱玩的魔术全集:科学魔术

    青少年爱玩的魔术全集:科学魔术

    本书内容包括:魔术中的物理原理、魔术中的化学表演、数学魔术的魅力体验、当魔术遭遇心理学。
  • 破译世界历史悬案之谜(破译奥秘大世界丛书)

    破译世界历史悬案之谜(破译奥秘大世界丛书)

    《破译奥秘大世界丛书:破译世界历史悬案之谜》讲述的是揭晓世界历史上的离奇死亡案件之谜。
  • 中外帝王未解之谜

    中外帝王未解之谜

    帝王们的性情、脾气、性格、才华、手腕也是形形色色、丰富多彩的,有明君、暴君、昏君、庸君……他们的兴趣、爱好更是五花八门、光怪陆离,有喜欢做和尚的君主,有喜欢当木匠的皇帝,有喜欢吟诗作赋的皇帝,有喜欢书法绘画的皇帝,当然也有以杀人、折磨人为乐的帝王……他们之中有可恨、可耻之人,也有可爱、可怜之人,当然他们也是神秘不可莫测之人。
  • 青少年应该知道的摄影

    青少年应该知道的摄影

    本书带我们走入图像的世界——摄影。主要介绍了摄影的基本概念、工作原理、分类、摄影器材及其摄影技巧等知识,语言生动,科学实用,富有情趣。利用摄影这一现代生活的图像工具,科学艺术地记忆美好生活,提高了人们的生活质量。希望本书能让广大的青少年朋友了解和掌握更多的摄影知识。
热门推荐
  • 信则有兮

    信则有兮

    我本是一个好有天分的服装设计师,阴差阳错进入了不同的几个平行世界,啊,比道理还深刻的道理,比幸福还幸福的故事,比感叹还感叹的经历,比沉默还沉默的思索,比不说还不说的参考,都在里头...
  • 三岔口

    三岔口

    蒋中天是个人到中年却一事无成的杂志编辑,而刚刚带着百万巨款从深圳回来的儿时好友洪原给了他个机会,邀请他一起做本新杂志。可是蒋中天却带着巨款潜逃了,还抛下了同居女友文馨。洪原没有报警,不过他和文馨计划了一次惊人的复仇,只等蒋天中回来。 多年后,快花光钱的蒋中天回来了,复仇计划开始实施。于是,在蒋中天的身边发生了“酒店遇女鬼”、“把墓地当别墅”等一系列不可思议的鬼怪事件,终于他经受不住打击疯了。洪原和文馨虽然没有拿回钱,不过却满意复仇的效果,并相爱了。可是那些原本是他们装神弄鬼搞出来的怪事并没有停止,并继续困扰着他们。于是,洪原想起当初他在深圳弄到这笔百万巨款时,也是用不择手段的方法。难道那个被他引到鲨鱼海域被鲨鱼咬死的深圳女老板,也来找他复仇了吗?而那个曾经有着变性人历史的女老板又有什么秘密呢……
  • 灭神再世,娘子,莫伤心

    灭神再世,娘子,莫伤心

    她是21世纪的毒医—白玲珑,代号:千面牡丹,是拥有最强大易容术与出神入化的演艺,虽然演戏到深处有些难回头,但这并不影响她的地位。他是21世纪第二杀手—苏煞,代号:煞神,擅长暗杀,速度和善于观察是他最尖锐的武器。一朝穿越,两个互不相识的人在异世相遇。她是废柴公主——白无双,穿越方法:寄生,因而穿越改天改名。他是天道使者——苏煞,穿越方法:个体穿越,各种玩,各种狠,各种低调。很好很好,两个现代人,看他们玩转天下。“不许勾搭别人!”“是,娘子我错了,莫要伤心。”“不许关系别人,除了我。”“是,娘子,都听你的,莫伤神。”“不许给我动手动脚。”“娘子,这可不行,我夫会憋死的……”某只一脸认真,某女汗颜。
  • 我是谁:意象对话解读自我

    我是谁:意象对话解读自我

    本书内容包括:意象对话技术的理论、意象对话技术两部分。心灵的领域浩翰无比,远不是大海和星空可以比拟。只有更了解心灵,我门才能知道什么是人真正需要的,才能知道如何减少贪婪、仇恨和不明智的行为。更重要的是,了解自己的心灵是最幸福的事情,可以让每个挣扎于心灵障碍中的人,早日走出自我迷宫。 本书共分二部分,十二章,通过对意象对话技术的理论阐述以及意象对话技术在实际中的运用,系统地就心理咨询与意象对话技术作了深入细致的探讨。本书内容全面、结构严谨、条理清晰,具有较高的科学性、系统性、理论性及实用性,可供从事心理咨询的人士参阅。
  • 网游之大神,打个劫!

    网游之大神,打个劫!

    网络上劫他全服第一大神镖的大胆女刺客是她,“大哥……”女玩男号的元素师,他最疼爱的小弟,其实还是她!只在直播间露个声音,就引得土豪砸钱求见面!却被他一怒对砸,怼得土豪体无完肤!她就是他命中的劫!他这辈子就别想逃出她的手心!
  • 御兽武神

    御兽武神

    尚未出世就失去双亲,天赋惊人的他传承功法得到了凤翎诀,小小年纪就晋升为中级武师,斩杀黑狼王白狼皇,对战洪冥妖邪灵虎王,手刃仇人,威震九重,终成巅峰武帝!
  • 进化者联盟

    进化者联盟

    为了赚快钱,不幸变成了一个犯罪组织的试验品,王强,一个普通的毕业生在临死时,突然进入异空间,被关在一个时间静止的小屋内。生存下去就是不断的完成主神的任务,换取生存的奖励。在不断的奋斗中,他渐渐发现,自己变得强大起来。要么强大的生存,要么去死。这就是这个空间的法则。主角获得初始技能初始副本:红色警戒苏军第一次任务:红色黎明游戏开始,进化者准备进入···进化者联盟群:221270309
  • 逆势霸王

    逆势霸王

    修为越高,寿命越长,每当寿命所剩不多时,晏紫御都会产生感应,那时他便知道,如果短时间内不能突破便只有死路一条。他经历过三次,有一次只差半线,他已经一只脚迈向了死亡,可是一种熟悉的力量又将他拉了回来。那是紫心的呼唤,他绝不会感觉错误……
  • 超级大乱斗

    超级大乱斗

    当电影、动漫、游戏当中的能力出现在现实的当中的时候世界将会变成何种样子?海贼王对战复仇者死神大战地下城火影PK指环王一个因任务而瘫痪的特种战士在获得能力后从新回到了自己热爱的部队,但是他却发现拥有能力的人并不只是他一个,能力乱战的时代就此开启!
  • 佛说数经

    佛说数经

    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。