阿基米德

阿基米得(公元前287-前212)古希腊学者。生于叙拉古,父亲是当地的著名学者。发现杠杆定律和阿基米得定律(浸在流体中的物体受到向上的浮力,其大小等于物体所排开流体的重量),确定许多物体的表面积和体积的计算方法,并设计了多种机械和建筑物。曾担任叙拉古亥尼洛王的顾问。罗马军队进犯叙拉古时,他应用机械技术来帮助防御。城破时被害。

1.公元前287年,阿基米得诞生于叙拉古(即今意大利锡腊库扎)城。阿基米得刚一出世,他家就在大门口插上一根橄榄枝,意思是向全城人宣布,天文学家和数学家菲狄阿斯有儿子了。

2.阿基米得出世后第10天,是他的命名日。菲狄阿斯为此举行宴会,亲戚、朋友都参加了。菲狄阿斯郑重其事地宣布儿子叫“阿基米得”。阿基米得是大思想家的意思。这孩子果然没辜负父亲的希望,长大后成了一位伟大的科学家。

3.阿基米得8岁开始上学。他像其他希腊孩子一样,每天黎明起床,穿上羊毛束腰和便鞋,吃完一个面包卷就步行去学校。奴录拿着学习用品,跟随在后。奴隶不仅管理阿基米得的生活,还负责品德等方面的教育。

4.那时还没有发明纸和笔,阿基米得和同学们一样,用尖头刻刀在涂蜡的木板上写字画图。当时科学虽不发达,但学的东西也还不少,有数学、几何、天文、哲学、文学等课程。

5.埃及的亚历山大是古代世界上最大的城市,也是古希腊文化的发源地。在那里集中了世界上许多大学问家。菲狄阿斯想送阿基米得去那里学习,却没钱。叙拉古亥尼洛王是菲狄阿斯的亲戚,得到他的资助,阿基米得才到了亚历山大。

6.11岁的阿基米得第一次到亚历山大,只见宽阔的街道,路面洁净,还有公园、博物馆和图书馆。阿基米得一边欣赏,一边不住地赞叹:真不愧是一座聚集了众多学者的智慧之城!

7.亚历山大图书馆的藏书非常丰富,达50万册。这里还有许多由国家聘请的著名学者担任馆员,如地理学家埃拉托色尼、天文学家阿里斯塔恰斯等。在图书馆学习的,除了像阿基米得这样的希腊人,还有来自印度、阿拉伯等地的东方人。

8.阿基米得在学习中结识了一位好友,叫柯农。他俩除在数学学校读书,常在图书馆如饥似渴地进行学习。羊皮和莎草纸十分昂贵,他俩在有限的羊皮上,只能摘抄一些定理、公式,更多的知识,还得靠自己牢记在心中。

9.阿基米得和柯农都喜欢数学,特别是几何学。而学几何学,要画几何图形,推导公式,进行演算;他俩还喜欢设计一些机械。他们没仃更多的羊皮和莎草纸,阿基米得就把炉灰铺在地上,用树枝在灰上写字画图形,克服了无纸的困难。

10.一天,柯农见阿基米得洗完澡出来,一边走,一边用手指在身上画着。原来那时洗完澡后,身上要涂一层香膏,用手指一划就会出现指痕。阿基米得正在身上演算数学、求证几何呢。

11.每天吃过晚饭,阿基米得喜欢到海边沙滩上散步,借此机会叫忆一天看过的图书,思考没有找到答案的问题。有一天他走在沙滩上,突然发现沙上也可以写字画图。于是他就在沙滩上进行演算,把求得的结论阿抄到羊皮上去。

12.阿基米得边学边把学到的知识运用到实际中去。埃及雨季短,干旱期长,水十分宝贵。到阿基米得时代,埃及人已开始懂得建坝储水。阿基米得就帮他们设计图纸,计算土石方和储水量,受到当地人民的欢迎。

13.当时埃及人使用的灌溉工具,是一种与中国桔槔相仿的吊水装置。阿基米得觉得这个工具使用起来太费力,决心设计种很省力的灌溉工具。

14.阿基米得日思夜想这个省力的灌溉工具,他首先想到水要沿斜坡上升才省力,而且坡度越小越省力。但水怎么才能沿斜坡上升呢?后来他从海螺的螺旋线上得到启发,设计了被埃及人叫作“阿基米得螺旋”的提水器。

15.阿基米得对自己的发现发明并不满足,他进一步从理论上对螺旋线进行了研究。他把研究的结论,写在羊皮上,那就是阿基米得的著作之一《论螺旋线》。螺旋线原理有着广泛的用途,生产、生活中时刻都碰到,螺丝钉、千斤顶等都是。

16.公元前240年,阿基米得从亚历山大回到叙拉古,做了亥尼洛王的顾问。一天亥尼洛王把他叫去,原来他做了一顶纯金王冠,他怀疑金匠从中偷了金子,但王冠与交给金匠的纯金一样重。他问阿基米得有无办法来确定金匠是否偷了金子。

17.阿基米得觉得这个问题虽难但有趣,便答应了国王的要求。他想到仅仅重量相等是不能证明王冠是纯金的,因为一块重量相等的石头并不是一块纯金。因此关键要证明它们的体积是否相等。可是王冠是不规则物体……阿基米得陷入了沉思。

18.为了思考这个问题,阿基米得一连几天连澡也没洗。奴隶们硬把阿基米得架到澡堂。当阿基米得跨进澡盆时,由于水是满盆的,那满出的水,便从盆边流到了地上。他看了若有所思:这些水是我身体所排出去的……

19.突然眼前闪过一道光辉:“我知道了!”他大叫一声,从澡盆里跳出来,跑回家中,把一只瓦罐盛满水,放在一只大钵里,然后把王冠放进瓦罐,仔细计量王冠溢出的水。用同样的方法,测得纯金溢出的水量。他发现纯金溢出的水要少些。

20.这个实验证明金匠欺骗了国王,金匠承认在下冠中搀了银子。但实验所发现的科学原理比这重要得多。阿基米得由此发现了区别不同物质的比重定理,又发现了浮力定理,并写下《浮体论》。这条定理对现代科学技术的发展,有着重要影响。

21.一天,阿基米得发现了杠杆原理,对国王说:“如果有另外一块地方可站,我可以挪动地球。”他要求一个人挪动一个非常重的穿西,来证明他的力量。正巧港口有一艘新近造好的三桅船,全部造船人无法推它下水。国王要阿基米得去试一试。

22.过了几天,阿基米得准备就绪。表演的那天,全城男女老少都涌向港口,船坞周围人山人海,人人都想亲眼看一看阿基米得是否真有魔法一样的力量。为了增加船的重量,国王让人在船上装满了货物,还上去了许多人。

23.阿基米得在船边装置了滑轮、螺杆,用绳子连结起来。阿基米得作了最后一次检查,然后站在那个螺杆边,只用一只手捍着螺杆的手柄,静候国王下达启动命令。四周鸦雀无声,大家都为阿基米得捏一把汗。而阿基米得神态自若,信心十足。

24.“开始!”一声令下,只见阿基米得摇动螺杆手柄,奇迹出现了,庞大的三桅船缓缓地离开了造船架,稳稳当当地向前滑动到水上。阿基米得发现的杠杆原理成功了!表演结束时,国王特地下令:“从令起,无论阿基米得说什么,都要相信他。”

25.当时地中海沿岸到处战火连绵,主要是两个人强国——罗马和迦太基之间为争夺海上霸权而发生长期的战争。他们都想征服处在中间立场的叙拉古,纳入自己的势力范围。亥尼洛王知道战争迟早发生,使召见阿基米得商量对策。

26.阿基米得画了一张张设汁图,把他所知道的机械学知识,全部都用上了。他又指挥工匠们认真地按图制造出一架架能保卫城市的机器。这些机器,阿基米得认为侵略者一旦兵临城下,一定会叫敌人大吃一惊。

27.公元前215年,侵略叙拉古的战争终于爆发了。罗马军队由罗马将军马塞拉斯率领,分水陆两路攻击叙拉古。面对强大的罗马军队,叙拉占军民惊恐万状。这时,有人把一心在演算数学的阿基米得找来了。他一到便东奔西走,忙着安置打仗机器。

28.罗马军队开始攻城了。阿基米得指挥开动打仗机器,只见朝陆上的敌军发射出各种各样的镖和箭。许多的石头发出惊天动地的巨响,向敌军砸去,大批的敌军被打倒在地。很快,陆上的敌军便溃退了。

29.同时,城墙上伸出一些巨大的木杆,直向罗马舰船伸去。许多大石头从高空掷下,把好几艘船打沉。有一些敌船被鸟嘴般的铁钳夹住,提到高空再扔下海里。还有一些船,被拖着往城墙根下的岩石上猛撞。马塞拉斯只好下令退兵。

30.马塞拉斯知道硬攻是战胜不了阿基米得的机器的,便采取围闲叙拉古的办法。围了3年之后,守军失去了警惕,罗马军乘虚攻入城内。马塞拉斯一入城便宣布:“不许任何人碰阿基米得和他的一切。若找到他,立刻带来见我,我要向他致敬。”

31.当罗马士兵冲进阿基米得的屋子时,阿基米得正在地上画图、演算,连敌人进来也没发现,直到士兵用脚踩住了他的图形时,才恼怒地说:“别踩掉我的图形!”士兵粗暴地说:“老头儿,我命令你马上地去见马塞拉斯将军!”

32.这时,阿基米得才看清了站在面前的是凶伸恶煞般的罗马士兵,但他的心还在他的演算上,不耐烦地说:“别打扰我!等我解答完这个问题才能去。你们走吧!”说着把手里的棒戳在士兵的鞋上。士兵气坏了,一剑刺死了阿基米得。

33.马塞拉斯很快知道了阿基米得被害的消息,感到十分痛惜。他下令把那个杀害阿基米得的士兵,作为杀人犯赶出了军队,并像对一个朋友似的悼念了阿基米得。马塞拉斯还找遍了老人的亲友,向他们表示了敬意。

34.全城人为阿基米得举行了隆重的葬礼,并遵照他生前的意愿,在他的墓碑上刻着他发现的圆柱体与球体的比例关系的图形。还刻上了纪念诗句,纪念这位在数学、力学、天文学等方面作出重大贡献的伟大科学家。