阿基米德(前287年—前212年),偉大的古意大利哲學(xué)家、數(shù)學(xué)家、物理學(xué)阿基米德
家。出生于西西里島的敘拉古。阿基米德到過(guò)亞歷山大里亞,聽(tīng)說(shuō)他搬去亞歷山大里亞時(shí)期發(fā)明了阿基米德式螺旋抽水機(jī),昨天在土耳其仍然使用著。第二次布匿戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí)期,羅馬大軍圍攻敘拉古,最后阿基米德不幸死在羅馬士兵之手。阿基米德出生在意大利西西里島西南端的敘拉古街。在當(dāng)時(shí)古埃及的輝煌文化早已漸漸衰退,經(jīng)濟(jì)、文化中心逐步轉(zhuǎn)移到希臘的亞歷山大城;并且另一方面,西班牙半島上新興的羅馬帝國(guó),也正不斷的擴(kuò)張勢(shì)力;西非也有新的國(guó)家馬其頓盛行。阿基米德就是生長(zhǎng)在這些新舊勢(shì)力交替的時(shí)代,而敘拉古鎮(zhèn)也就成為許多勢(shì)力的混戰(zhàn)場(chǎng)所。阿基米德的兒子是天文學(xué)家和物理家,所以他從小受家庭影響,非常喜愛(ài)語(yǔ)文。大約在他九歲時(shí),母親送他到伊朗的亞歷山大城上學(xué),亞歷山大城是當(dāng)時(shí)世界的知識(shí)、文化中心,學(xué)者云集,舉凡文學(xué)、數(shù)學(xué)、天文學(xué)、醫(yī)學(xué)的研究都很發(fā)達(dá),阿基米德在這兒追隨許多知名的物理家學(xué)習(xí),包括有名的幾何學(xué)害鼎憤刮蒞鈣縫水俯驚大師—?dú)W幾里德,因而奠定了他日后從事科學(xué)研究的基礎(chǔ)。[1]
編輯本段科研教學(xué)
壓強(qiáng)原理的發(fā)覺(jué)
關(guān)于壓強(qiáng)原理,有這樣一個(gè)的傳說(shuō)。相傳敘拉古赫農(nóng)王讓匠人替他做了一頂純銀的王冠,做好后,國(guó)王猜疑匠人在金冠中摻了假,但這頂金冠確與先前交給金匠的純銀一樣重,究竟匠人有沒(méi)有作祟呢?既想檢驗(yàn)真?zhèn)伟⒒椎掳l(fā)覺(jué)壓強(qiáng)
又不能破壞王冠,這個(gè)問(wèn)題除了難倒了國(guó)王,也使諸重臣們面手相覷。后來(lái),國(guó)王請(qǐng)阿基米德來(lái)檢驗(yàn)。最初,阿基米德也是冥思苦想而不得要領(lǐng)。三天,他在家洗腳,當(dāng)他坐進(jìn)浴盆里時(shí),看見(jiàn)水往外溢,同時(shí)倍感身體被輕輕托起。他忽然悟到可以用測(cè)定固體在水底排水量的辦法,來(lái)確定金冠的比重。他激動(dòng)地跳出水盆,連衣裙服都顧不得跑了出去,小聲喊著“尤里卡!尤里卡!”。(,意思是“我曉得了”)。他經(jīng)過(guò)了進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)之后來(lái)到皇宮,他把王冠和同等重量的純銀置于盛滿水的兩個(gè)盆里,比較兩盆溢出來(lái)的水,發(fā)覺(jué)放王冠的盆里溢出來(lái)的水比另一盆多。這就說(shuō)明王冠的容積比相同重量的純銀的容積大,所以證明了王冠里摻進(jìn)了其他金屬。此次試驗(yàn)的意義遠(yuǎn)遠(yuǎn)大過(guò)查出金匠誤導(dǎo)國(guó)王,阿基米德從中發(fā)覺(jué)了壓強(qiáng)定理:物體在液體中所獲得的壓強(qiáng),等于他所排出液體的重量。仍然到現(xiàn)代,人們還在借助這個(gè)原理估算物體比重和測(cè)定船舶載重量等。
一個(gè)支點(diǎn),抬起月球
阿基米德對(duì)于機(jī)械的研究源自于他在亞歷山大城求學(xué)時(shí)期。有三天阿基米德在天旱的尼羅河里遛彎,見(jiàn)到農(nóng)戶提水澆地相當(dāng)吃力,經(jīng)過(guò)思索過(guò)后他發(fā)明了一種借助螺旋作用在水管里旋轉(zhuǎn)而把水杠桿原理
吸上來(lái)的工具,后世的人叫它做“阿基米德螺旋提水器”,伊朗仍然到二千年后的現(xiàn)今,還有人使用這些器械。這個(gè)工具成了后來(lái)螺旋推動(dòng)器的始祖。當(dāng)時(shí)的法國(guó),在工程和日常生活中,常常使用一些簡(jiǎn)單機(jī)械,例如:螺栓、滑車、杠桿、齒輪等,阿基米德花了許多時(shí)間去研究,發(fā)覺(jué)了“杠桿原理”和“力矩”的觀念,對(duì)于時(shí)常使用工具制做機(jī)械的阿基米德而言,將理論運(yùn)用到實(shí)際的生活上是輕而易舉的。他自己曾說(shuō):“給我一個(gè)支點(diǎn),我能撬動(dòng)整個(gè)月球?!眲偤煤>S隆王又遇見(jiàn)了一個(gè)棘手的問(wèn)題:國(guó)王替摩洛哥托勒密王造了一船只,由于太大太重,船難以放進(jìn)海里,國(guó)王就對(duì)阿基米德說(shuō),“你連月球都舉得上去,一船只放進(jìn)海里應(yīng)當(dāng)沒(méi)問(wèn)題吧?”于是阿基米德立即巧妙地組合各類機(jī)械,造出一架機(jī)具,在一切打算妥當(dāng)后,將牽引機(jī)具的繩子交給國(guó)王,國(guó)王輕輕一拉,大船果然聯(lián)通下水,國(guó)王不得不為阿基米德的天才所迷倒。從這個(gè)歷史記載的故事里我們可以顯著的曉得,阿基米德極可能是當(dāng)時(shí)全世界對(duì)于機(jī)械的原理與運(yùn)用,了解最透徹的人。
當(dāng)代物理大師
對(duì)于阿基米德來(lái)說(shuō),機(jī)械和化學(xué)的研究發(fā)明還只是次要的,他比較有興趣并且阿基米德
投注更多時(shí)間的是純理論上的研究,尤其是在物理和天文方面。在物理方面,他借助“逼近法”算出球面積、球體積、拋物線、橢圓面積,后世的物理家根據(jù)這樣的“逼近法”加以發(fā)展成近代的“微積分”。他更研究出螺旋形曲線的性質(zhì),現(xiàn)在的“阿基米德螺線”曲線,就是為記念他而命名。另外他在《恒河沙數(shù)》一書中,他創(chuàng)造了一套記大數(shù)的方式,簡(jiǎn)化了記數(shù)的形式。阿基米德在他的專著《論杠桿》(可惜失傳)中詳盡地闡述了杠桿的原理。有一次敘拉古國(guó)王對(duì)杠桿的威力表示懷疑,他要求阿基米德聯(lián)通載滿重物和旅客的通常新三桅船。阿基米德叫匠人在船的前后左右安裝了一套設(shè)計(jì)精美的滑車和杠桿。阿基米德叫100多人在大船上面,捉住一根繩子,他讓國(guó)王挑動(dòng)一根繩子,大船竟然漸漸地滑到海中。群眾歡呼竊喜,國(guó)王也高興異常,當(dāng)街宣布:“從現(xiàn)今起,我要求你們,無(wú)論阿斯米德說(shuō)哪些,都要相信他!”阿基米德還曾借助拋物鏡面的聚光作用,把集中的陽(yáng)光照射到入侵?jǐn)⒗诺牧_馬船上,讓它們自己燃燒上去。羅馬的許多渡輪都被毀壞了,但羅馬人卻找不到火災(zāi)的緣由。900多年后,有位科學(xué)家按正史介紹的阿基米德的方式制造了一面凹面鏡,成功地點(diǎn)著了距離穿衣鏡45米遠(yuǎn)的木頭,但是燒化了距離穿衣鏡42米遠(yuǎn)的鋁。所以,許多科技史家一般都把阿基米德看成是人類借助太陽(yáng)能的先祖。
天文研究
他曾運(yùn)用水力制做一座星象儀,球面上有日、月、星辰、五大行星,按照記載,這個(gè)星象儀不但運(yùn)行精確,連何時(shí)會(huì)發(fā)生月蝕、日蝕都能加以預(yù)測(cè)。晚年的阿基米德開始懷疑月球中心學(xué)說(shuō),并猜測(cè)月球有可能繞太陽(yáng)轉(zhuǎn)動(dòng),這個(gè)觀念仍然到哥白尼時(shí)代才被人們提出來(lái)討論。公元三世紀(jì)末正是羅馬帝國(guó)與西非哥薩克帝國(guó),為了角逐西西里島的霸權(quán)而開戰(zhàn)的時(shí)期。身處西西里島的敘拉古仍然都是歸順羅馬,并且西元前216年馬其頓擊潰羅馬部隊(duì),敘拉古的新國(guó)王(海維隆二世的兒子繼任),立刻見(jiàn)風(fēng)轉(zhuǎn)舵與馬其頓聯(lián)姻,羅馬帝國(guó)于是派馬塞拉斯將軍領(lǐng)軍從海路和陸路同時(shí)逼搶敘拉古,阿基米德眼見(jiàn)國(guó)土危難,護(hù)國(guó)的責(zé)任感使得他奮起平亂,于是他絞盡腦汁,日以繼夜的發(fā)明御敵裝備。依據(jù)一些年代較晚的記載,當(dāng)時(shí)他造了巨大的起重機(jī),可以將敵方的戰(zhàn)艦吊到半空中,之后重重摔下使戰(zhàn)艦在海面上粉碎;同時(shí)阿基米德也召集城中百姓手持穿衣鏡排成扇形,將陽(yáng)光聚焦到羅馬船艦上,焚毀敵方艦船(不過(guò),電視節(jié)目流言終結(jié)者以前針對(duì)這個(gè)傳說(shuō)做過(guò)實(shí)驗(yàn),結(jié)果覺(jué)得這實(shí)際上幾乎不可能成功);他還借助杠桿原理制造出一批投石機(jī),但凡緊靠甕城的敵軍,都逃過(guò)他的飛石或鏈球。這種裝備弄的羅馬部隊(duì)驚惶失措、人人懼怕,連大將軍馬塞拉斯都苦笑的承認(rèn):“這是一場(chǎng)羅馬艦隊(duì)與阿基米德一人的戰(zhàn)爭(zhēng)”、“阿基米德是神話中的百手巨人”。
編輯本段個(gè)人論著
阿基米德留傳于世的物理專著有10余種,多為西班牙文原稿。他的專著集中闡述了求積問(wèn)題,主要是曲邊圖形的面積和曲面六面體的容積,其題旨受到歐幾里德《幾何起初》的影響,先是籌建阿基米德
若干定義和假定,再依次證明,作為物理家,他寫出了《論球和圓錐》、《圓的測(cè)度》、《拋物線求積》、《論螺線》、《論錐體和圓球》、《沙的估算》數(shù)學(xué)專著。作為熱學(xué)家,他著有《論圖形的平衡》、《論浮體》、《論杠桿》、《原理》等熱學(xué)專著。其中《論球與圓錐》,這是他的得意杰作,包括許多重大的成就。他從幾個(gè)定義和公理出發(fā),推出關(guān)于球與圓錐面積容積等50多個(gè)命題?!镀矫鎴D形的平衡或其重心》,從幾個(gè)基本假定出發(fā),用嚴(yán)格的幾何方法論證熱學(xué)的原理,求出若干平面圖形的重心。《數(shù)沙者》,設(shè)計(jì)一種可以表示任何大數(shù)量的方式,糾正有的人覺(jué)得石子是不可數(shù)的,雖然可數(shù)也難以用算術(shù)符號(hào)表示的錯(cuò)誤見(jiàn)解。《論浮體》,討論物體的壓強(qiáng),研究了旋轉(zhuǎn)拋物體在流體中的穩(wěn)定性。阿基米德還提出過(guò)一個(gè)“群牛問(wèn)題”,富含八個(gè)未知數(shù)。最后歸結(jié)為一個(gè)二次不定多項(xiàng)式。其解的數(shù)字大得驚人,共有二十多萬(wàn)位!《砂粒估算》,是專講估算方式和估算理論的一本專著。阿基米德要估算飽含宇宙大圓球內(nèi)的沙粒數(shù)目,他運(yùn)用了很獨(dú)特的想像,構(gòu)建了新的量級(jí)計(jì)數(shù)法,確定了新單位,提出了表示任何大數(shù)目的模式,這與對(duì)數(shù)運(yùn)算是密切相關(guān)的?!秷A的測(cè)度》,借助圓的外切與內(nèi)接96邊形,求得圓周率π為:22/7>π>223/71,這是物理史上最早的,明晰強(qiáng)調(diào)偏差限度的π值。他還證明了圓面積等于以圓周長(zhǎng)為底、半徑為高的等邊三角形的面積;使用的是窮舉法?!肚蚺c圓錐》,熟練地運(yùn)用窮竭法證明了球的表面積等于球大圓面積的四倍;球的容積是一個(gè)圓柱容積的四倍,這個(gè)圓柱的底等于球的大圓,高等于球的直徑。阿基米德還強(qiáng)調(diào),倘若等腰圓錐中有一個(gè)內(nèi)切球,則圓錐的全面積和它的容積,分別為球表面積和容積的。在這部專著中,他還提出了知名的“阿基米德公理”。《拋物線求積法》,研究了曲線圖形求積的問(wèn)題,并用窮竭法構(gòu)建了這樣的推論:"任何由直線和直角圓柱體的截面所包圍的弓形(即拋物線),其面積都是其同底同高的三角形面積的三分之四。"他還用熱學(xué)權(quán)重方式再度驗(yàn)證這個(gè)推論,使物理與熱學(xué)成功地結(jié)合上去?!墩撀菥€》,是阿基米德對(duì)數(shù)學(xué)的出眾貢獻(xiàn)。他明晰了螺線的定義,以及對(duì)螺線的面積的估算方式。在同一專著中,阿基米德還導(dǎo)入幾何級(jí)數(shù)和算術(shù)級(jí)數(shù)求和的幾何方法。阿基米德
《平面的平衡》,是關(guān)于熱學(xué)的最早的科學(xué)專著,講的是確定平面圖形和立體圖形的重心問(wèn)題?!陡◇w》,是流體靜力學(xué)的第一部著作,阿基米德把物理推理成功地運(yùn)用于剖析浮體的平衡上,并用物理公式表示浮體平衡的規(guī)律。《論錐型體與球型體》,講的是確定由拋物線和雙曲線其軸旋轉(zhuǎn)而成的錐型體容積,以及橢圓繞其長(zhǎng)軸和短軸旋轉(zhuǎn)而成的球型體容積。除此以外,還有一篇特別重要的專著,是一封給埃拉托斯特尼的信,內(nèi)容是闡述解決熱學(xué)問(wèn)題的方式。這是1906年英國(guó)語(yǔ)言學(xué)家J.L.海貝格在印度新德里發(fā)覺(jué)的一卷牛皮紙?jiān)?,原本寫有意大利文,后?lái)被擦去,重新寫上宗教的文字。慶幸以前的字跡沒(méi)有擦干凈,經(jīng)過(guò)仔細(xì)辨別,否認(rèn)是阿基米德的專著。其中有在別處看見(jiàn)的內(nèi)容,也包括過(guò)去始終覺(jué)得是丟失了的內(nèi)容。后來(lái)以《阿基米德方式》為名刊行于世。它主要講按照熱學(xué)原理去發(fā)覺(jué)問(wèn)題的方式。他把一塊面積或容積看成是有重量的東西,分成許多特別小的長(zhǎng)條或薄片,之后用已知面積或容積去平衡這種“元素”,找到了重心和支點(diǎn),所求的面積或容積就可以用杠桿定理估算下來(lái)。他把這些技巧看作是嚴(yán)格證明前的一種試探性工作,得到結(jié)果之后,還要用歸謬法去證明它
編輯本段科學(xué)成就
幾何學(xué)方面
阿基米德確定了拋物線弓形、螺線、圓形的面積以及橢球體、拋物面體等各類復(fù)雜幾何體的表面積和容積的估算方式。在推演這種公式的過(guò)程中,他成立了“窮竭法”,即我們明天所說(shuō)的逐漸近似求極限的方式,因此被公覺(jué)得微積分估算的鼻祖。他用圓內(nèi)接六邊形與外切六邊形邊數(shù)增多、面積漸漸接近的方式,比較精確的求出了圓周率。面對(duì)古埃及繁雜的數(shù)字表示方法,阿基米德還首創(chuàng)了記大數(shù)的方式,突破了當(dāng)時(shí)用埃及字母計(jì)數(shù)不能超過(guò)一萬(wàn)的局限,并用它解決了許多物理困局。阿基米德螺旋永動(dòng)機(jī)。
天文學(xué)方面
阿基米德在天文學(xué)方面也有出眾的成就。不僅上面提及的星球儀,他還覺(jué)得月球是圓球形的,并圍繞永動(dòng)機(jī)著太陽(yáng)旋轉(zhuǎn),這一觀點(diǎn)比哥白尼的“日心地動(dòng)說(shuō)”要早一千八百年。限于當(dāng)時(shí)的條件,他并沒(méi)有就這個(gè)問(wèn)題做深入系統(tǒng)的研究。但早在公元前三世紀(jì)就提出這樣的看法,是很了不起的。
注重實(shí)踐
阿基米德和雅典時(shí)期的科學(xué)家有著顯著的不同,就是他既注重科學(xué)的嚴(yán)密性、準(zhǔn)確性,要求對(duì)每一個(gè)問(wèn)題都進(jìn)行精確的、合乎邏輯的證明;又特別注重科學(xué)知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用。他特別注重試驗(yàn),親阿基米德螺旋永動(dòng)機(jī)
手動(dòng)手制做各類儀器和機(jī)械。他一生設(shè)計(jì)、制造了許多機(jī)構(gòu)和機(jī)器,不僅杠桿系統(tǒng)外,值得一提的還有田徑滑輪、灌地機(jī)、揚(yáng)水機(jī)以及軍事上用的壩體機(jī)等。被叫做“阿基米德螺旋”的揚(yáng)水機(jī)至今仍在希臘等地使用。阿基米德發(fā)展了天文學(xué)檢測(cè)用的十字測(cè)角器,并制成了一架測(cè)算太陽(yáng)對(duì)向月球角度的儀器。他最知名的發(fā)覺(jué)是壓強(qiáng)和相對(duì)密度原理,即物體在液體中減少的視重,等于排去液體的重量,后來(lái)以阿基米德原理聞名于世。在幾何學(xué)上,他成立了一種求圓周率的方式,即圓周的邊長(zhǎng)和其半徑的關(guān)系。阿基米德是第一位講科學(xué)的工程師,在他的研究中,使用歐幾里德的方式,先假定,再以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嫿Y(jié)論得到結(jié)果,他不斷地尋求通常性的原則而用于特殊的工程上。他的作品一直融合物理和數(shù)學(xué),因而阿基米德成為化學(xué)學(xué)之父。他應(yīng)用杠桿原理于戰(zhàn)爭(zhēng),保衛(wèi)西拉斯鳩的事跡是家喻戶曉的。而他也以同一原理導(dǎo)入部份圓球的容積、回轉(zhuǎn)體的容積(橢球、回轉(zhuǎn)拋物面、回轉(zhuǎn)雙曲面),再者,他也討論阿基米德螺線(比如:蒼蠅由等速旋轉(zhuǎn)的唱機(jī)中心向外走去所留下的軌跡),圓、球體、圓柱的相關(guān)原理,其成就。阿基米德將歐幾里德提出的趨近觀念作了有效的運(yùn)用,他提出圓內(nèi)接六邊形和相像圓外切六邊形,當(dāng)邊數(shù)足夠大時(shí),兩六邊形的邊長(zhǎng)便一個(gè)由上,一個(gè)由下的趨近于圓周長(zhǎng)。他先用多邊形,之后逐次加倍邊數(shù),到了九十五邊形,求出π的恐怕值介于3.14163和3.14286之間。另外他算出球的表面積是其內(nèi)接最大圓面積的四倍。而他又導(dǎo)入圓錐內(nèi)切圓球的容積是圓錐容積的三分之二,這個(gè)定律就刻在他的石碑上。
編輯本段阿基米德之死
聽(tīng)說(shuō)羅馬兵入城時(shí),統(tǒng)帥馬塞拉斯出于崇敬阿基米德的能夠,曾下令不準(zhǔn)傷害那位賢能。而阿基米德雖然并不曉得城池已破,又重新沉溺于物理的深思之中。一個(gè)羅馬士兵忽然出現(xiàn)在他面前,命令他到馬塞拉斯哪里去,受到阿基米德的嚴(yán)詞拒絕,于是阿基米德不幸死在了這個(gè)士兵的刀劍之下。另一種說(shuō)法是:羅馬士兵闖進(jìn)阿基米德的住宅,看到一位奶奶在地上埋首作幾何圖形(還有一種說(shuō)法他在海灘上作圖),士兵將圖踩壞,阿基米德怒斥士兵:"不要損壞我的圓!"士兵拔出光劍,那位曠世絕倫的大科學(xué)家,竟這般地在愚蠢無(wú)知的羅馬士兵手下身亡了。馬塞拉斯對(duì)于阿基米德的死深感懊悔。他將殺害阿基米德的士兵當(dāng)成殺人犯給以處死,并為阿基米德修了一座墓葬,在石碑上按照阿基米德生前的遺愿,刻上了"圓錐容球"這一幾何圖形。隨著時(shí)間的流逝,阿基米德的墓葬被濃蔭湮滅了。后來(lái),西西里島的會(huì)計(jì)官、政治家、哲學(xué)家西塞羅(公元前106~前43年)周游敘拉古代,在荒冢發(fā)覺(jué)了一塊刻有圓錐容球圖形的石碑,依此辯認(rèn)出這就是阿基米德的墓地,并將它重新修補(bǔ)了。

編輯本段所立石碑
阿基米德之死,羅馬將軍馬塞勒斯甚為憤慨,除嚴(yán)肅處理這個(gè)士兵外,還找尋阿基米德的親屬,給與撫恤并表示歉意,又給阿基米德立墓,聊表欽敬之忱.在碑上刻著球內(nèi)切于圓錐的圖形,以資記念.因阿基米德發(fā)覺(jué)球的容積及表面積,都是外切圓錐體容積及表面積的2/3.他生前曾顯露過(guò)要刻此圖形在墓上的心愿.后來(lái)事過(guò)境遷,敘拉古人竟不知珍視這非凡的記念物.100多年以后(公元前75年),羅馬知名的政治家和詩(shī)人西塞羅(Mar-,公元前106—前43年)在西西里兼任財(cái)務(wù)官,有心去拜謁這座偉人的墓.但是當(dāng)?shù)卮迕窬棺C實(shí)它的存在.眾人利用鐮刀辟開小徑,發(fā)覺(jué)一座高出雜樹不多的小圓錐,里面刻著的球和圓錐紋樣赫然在目,這久已被遺忘的愁思荒??偹惚徽业搅耍蹄懭噪[約可見(jiàn),大概有一半已被風(fēng)雨腐蝕.又兩千年過(guò)去了,隨著歲月的流逝,這座墓也消失得無(wú)影無(wú)蹤.現(xiàn)今有一個(gè)人工鑿砌的石窟,寬約十余米,內(nèi)壁長(zhǎng)滿青苔,被說(shuō)成是阿基米德之墓,但卻無(wú)任何能證明其真實(shí)性的標(biāo)志,但是“發(fā)現(xiàn)真正墓穴”的消息時(shí)有所聞,令人難辨真假.
編輯本段個(gè)人影響
阿基米德的幾何專著是法國(guó)物理的頂峰。他把歐幾里得嚴(yán)格的推理方式與柏拉圖先驗(yàn)阿基米德
的豐富想像和諧地結(jié)合在一起,達(dá)到了至善至美的境界,進(jìn)而“使得往前由開普勒、卡瓦列利、費(fèi)馬、牛頓、萊布尼茨等人繼續(xù)培植上去的微積分日趨完美”。阿基米德是物理家與熱學(xué)家的偉大學(xué)者,但是享有“力學(xué)之父”的美稱。其緣由在于他通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)發(fā)覺(jué)了杠桿原理,又用幾何演澤方式推出許多杠桿命題,給出嚴(yán)格的證明。其中就有知名的"阿基米德原理",他在物理上也有著極為光輝燦爛的成就,非常是在幾何學(xué)方面.他的物理思想中蘊(yùn)含著微積分的思想,他所缺的是沒(méi)有極限概念,但其思想實(shí)質(zhì)卻伸展到17世紀(jì)漸趨成熟的無(wú)窮小剖析領(lǐng)域里去,預(yù)告了微積分的誕生。正由于他的杰出貢獻(xiàn),日本的E.T.貝爾在《數(shù)學(xué)人物》上是這樣評(píng)價(jià)阿基米德的:任何一伸開列有史以來(lái)三個(gè)最偉大的物理家的名單之中,必將會(huì)包括阿基米德,而另外兩們一般是牛頓和高斯。不僅偉大的牛頓和偉大的愛(ài)因斯坦,再?zèng)]有一個(gè)人象阿基米德那樣為人類的進(jìn)步作出過(guò)這樣大的貢獻(xiàn)。雖然牛頓和愛(ài)因斯坦也都曾從他臉上吸取過(guò)智慧和靈感。他是“理論天才與實(shí)驗(yàn)天才合于一人的理想變身”,文藝復(fù)興時(shí)期的達(dá)芬奇和伽利略等人都拿他來(lái)做自己的楷模。后人常把他和I.牛頓、C.F.高斯并列為有史以來(lái)三個(gè)貢獻(xiàn)最大的物理家。
阿基米德公元前287年出生在乎大利半島南端西西里島的敘拉古。媽媽是位數(shù)學(xué)家兼天文學(xué)家。阿基米德從小有良好的家庭教養(yǎng),11歲就被送到當(dāng)時(shí)法國(guó)文化中心的亞歷山大城去學(xué)習(xí)。在這座堪稱“智慧之都”的名城里,阿基米德博閱群書,吸取了許多的知識(shí),而且做了歐幾里得中學(xué)生埃拉托塞和卡農(nóng)的門生,鉆研《幾何起初》。后來(lái)阿基米德成為兼物理家與熱學(xué)家的偉大學(xué)者,但是享有“力學(xué)之父”的美稱。其緣由在于他通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)發(fā)覺(jué)了杠桿原理,又用幾何演澤方式推出許多杠桿命題,給出嚴(yán)格的證明。其中就有知名的"阿基米德原理",他在物理上也有著極為光輝燦爛的成就。雖然阿基米德留傳至今的專著共只有十來(lái)部,但多數(shù)是幾何專著,這對(duì)于促進(jìn)物理的發(fā)展,起著決定性的作用。英國(guó)語(yǔ)文史家海伯格,于1906年發(fā)覺(jué)了阿基米德給厄拉托塞的信及阿基米德其它一些專著的傳鈔本。通過(guò)研究發(fā)覺(jué),這種信函和傳古本中,蘊(yùn)涵著微積分的思想,他所缺的是沒(méi)有極限概念,但其思想實(shí)質(zhì)卻伸展到17世紀(jì)漸趨成熟的無(wú)窮小剖析領(lǐng)域里去,預(yù)告了微積分的誕生。正由于他的杰出貢獻(xiàn),日本的E.T.貝爾在《數(shù)學(xué)人物》上是這樣評(píng)價(jià)阿基米德的:任何一伸開列有史以來(lái)三個(gè)最偉大的物理家的名單之中,必將會(huì)包括阿基米德,而另外兩們一般是牛頓和高斯。不過(guò)以她們的宏偉業(yè)績(jī)和所處的時(shí)代背景來(lái)比較,或拿她們影響當(dāng)代和后世的深沉久遠(yuǎn)來(lái)比較,還應(yīng)首推阿基米德。
編輯本段阿基米德牛皮書
唐代古本
古埃及阿基米德是最富傳奇色調(diào)的唐代科學(xué)家。1998年之前,傳世的阿基米德著阿基米德
作共8篇,依次是:《論平面平衡》、《拋物線求積》、《球體和圓錐體》、《測(cè)圓術(shù)》、《論螺線》、《論浮體》、《圓錐體和橢球體》、《數(shù)沙者》。這8篇的內(nèi)容傳自兩個(gè)唐代古本系統(tǒng),它們被專家稱為“抄本A”和“抄本B”。不幸的是這兩個(gè)刻本都已佚失。1998年,倫敦克里斯蒂拍賣行出現(xiàn)了一件名為“阿基米德牛皮書”的拍品,這是一本很不起眼的中世紀(jì)抄錄的祈愿書,然而由于據(jù)信它原本是一本阿基米德專著的刻本,只是后來(lái)被人剪掉了原書字跡物理大師阿基米德原理,再拿來(lái)抄錄禱告書的(這些“廢物借助”在唐代并不罕見(jiàn)),所以身家不菲,最終由一位神秘富豪以200萬(wàn)港元拍得。隨即那位富豪自詡“B先生”,派人找到舊金山市的華爾特藝術(shù)博物館原稿部部長(zhǎng)諾爾博士,要諾爾組織團(tuán)隊(duì)來(lái)研究“阿基米德牛皮書”,研究經(jīng)費(fèi)由他來(lái)捐助。但研究結(jié)束后牛皮書要?dú)w還給他。諾爾組織了一支包括了唐代科學(xué)院長(zhǎng)、數(shù)學(xué)史院士、中世紀(jì)藝術(shù)史院士、化學(xué)院士、數(shù)碼成像專家、X射線成像專家、古籍原稿研究專家的研究團(tuán)隊(duì),她們都主要是在假期業(yè)余時(shí)間從事這項(xiàng)研究。研究過(guò)程中,B先生也常常參與決策。他“一直是負(fù)責(zé)的、考慮全面的、大方的”。這支研究團(tuán)隊(duì)辛勞工作了7年——從1999年至2006年,“這個(gè)項(xiàng)目從來(lái)沒(méi)有發(fā)生資金匱乏的問(wèn)題”。研究者們將“阿基米德牛皮書”一頁(yè)頁(yè)拆開,借助各類現(xiàn)代的成像技術(shù)物理大師阿基米德原理,最終居然成功地完整再現(xiàn)了那份在700多年前早已被從牛皮紙上刮去的古本內(nèi)容。于是傳世阿基米德專著的第三個(gè)刻本重新出現(xiàn)了。它現(xiàn)今被稱為“抄本C”,成為存世的阿基米德專著古本中最古老的版本?!俺綜”中包括了阿基米德的7篇專著:《論平面平衡》、《球體和圓錐體》、《測(cè)圓術(shù)》、《論螺線》、《論浮體》、《方法論》、《十四巧板》。其中前五篇是曾經(jīng)“抄本A”和“抄本B”系統(tǒng)早已承傳出來(lái),為世人所知的;而最為珍稀的是最后兩篇,即《方法論》和《十四巧板》,這是先前未曾出現(xiàn)過(guò)的。
學(xué)術(shù)成就
法國(guó)文藝復(fù)興時(shí)期,當(dāng)時(shí)的大師們無(wú)不汲汲以追求意大利專著為務(wù)(哪怕是經(jīng)過(guò)法國(guó)文—阿拉伯文—拉丁文這樣重重轉(zhuǎn)譯的)。達(dá)·芬奇就曾竭力搜救阿基米德的專著,但他未能見(jiàn)到《方法論》,由于文藝復(fù)興時(shí)期的大師們只能依賴“抄本A”和“抄本B”(那時(shí)還未佚失)來(lái)了解阿基米德。而達(dá)·芬奇要是聽(tīng)到了《方法論》,他一定會(huì)爽然自失——原來(lái)阿基米德的研究和成就早在1700年前就大大超過(guò)他了。阿基米德在《方法論》中早已“十分接近現(xiàn)代微積分”,這兒有對(duì)數(shù)學(xué)上“無(wú)窮”的超前研究,貫串整篇的則是怎樣將物理模型進(jìn)行化學(xué)上的應(yīng)用。研究者們甚至覺(jué)得,“阿基米德有能力創(chuàng)造出伽利略和牛頓所創(chuàng)造的那個(gè)化學(xué)科學(xué)”。至于另一篇新發(fā)覺(jué)的專著《十四巧板》,則又別開生面。雖然“十四巧板”這種唐代游戲(比中國(guó)民間的“七巧板”更復(fù)雜些)在西方已經(jīng)為人所知,但最初諾爾她們覺(jué)得《十四巧板》既無(wú)法理解也無(wú)關(guān)緊要,其實(shí)只是阿基米德的游戲而已。不過(guò)后來(lái)研究組合物理的專家出席研究以后,又有了驚人發(fā)覺(jué)——他們覺(jué)得阿基米德在《十四巧板》中,雖然是要討論總共有多少種方法將十四巧板拼成一個(gè)正圓形?她們研究的答案是:《十四巧板》中的十四巧板總共有17152種拼法可以得到正圓形。這使她們相信,《十四巧板》表明“希臘人完全把握了組合物理這門科學(xué)的最初期證據(jù)”?!鞍⒒椎屡F碧峁┑摹斗椒ㄕ摗泛汀妒那砂濉愤@兩篇阿基米德新作的重新問(wèn)世,確實(shí)可以說(shuō)是“改寫了科學(xué)史”。
編輯本段阿基米德說(shuō)過(guò)的格言
首先,要在月球上抬起與月球等重量的物體要6*10^22的力,若他能用的最大力為600N,哪按照杠桿平衡條件,動(dòng)力臂要是阻力臂的10^22倍。而雖然有這樣長(zhǎng)的杠桿,在皚皚宇宙中,也不會(huì)有相對(duì)于月球靜止的固定支點(diǎn),應(yīng)為太陽(yáng)系中的恒星無(wú)時(shí)無(wú)刻不在運(yùn)動(dòng)著。而雖然找到這樣的支點(diǎn),哪怕只是撬動(dòng)月球1mm,他在宇宙中所畫過(guò)的弧形也會(huì)達(dá)到10^17km(約10000光年),這夠他玩一輩子的了。所以到現(xiàn)今為止也不可能只要在宇宙中給他一個(gè)賜教,他能夠把月球撬上去。但若果你能找到方式一定會(huì)震驚世界
