浮力定律偶然见

我们今天已经对浮力定律了解和掌握得非常熟悉，但在2000多年前却是另外一种情况。发现浮力定律的是古希腊伟大的科学家阿基米德。

阿基米德于公元前287年出生于古希腊的叙拉古城，父亲是一位天文学家。刚满11岁时，阿基米德就来到了当时被称为世界第一流的学问城——亚历山大城学习。他勤奋刻苦，成绩优异，不仅懂得了数学和物理，还懂得机械。他学成归乡后继续深造，并发明了许多机械。他发现了杠杆原理，设计制成了复杂的杠杆和滑轮、举水螺旋器、灌地机、扬水机、投射器等多种装置，不久就成了远近闻名的名人。叙拉古国王希罗看到阿基米德亲自设计制作的杠杆和滑轮，能够拉动一条又笨又重的船，十分佩服他，并表示以后有什么难题都要找阿基米德来解决。

有一次，希罗国王想做一顶王冠，准备在祭神时佩戴。国王命人把一位珠宝匠召到宫殿，给了他一锭称过重量的金子，要求工匠做出的王冠既要漂亮、又要分量足够。不久，工匠把做好的王冠送进宫来。国王看到王冠做得非常漂亮，很高兴。但大臣们有的怀疑王冠里面不是纯金，而是掺了银子。国王大怒，立即召来工匠，问他是否在王冠里掺了银子。工匠坚决否认，并当场称量，王冠和国王当初给他的纯金重量一样。但有些大臣们还是不相信，有人提议让阿基米德来鉴定王冠是否掺假。国王同意了大臣们的请求，阿基米德被召进宫殿。

阿基米德面对王冠想：要想查明王冠是否掺假，只要计算出它的体积就可以了。但王冠的形状很复杂，上面刻着各式各样的图案和花纹，如果只用几何方法是很难计算出王冠准确的体积来的。阿基米德冥思苦想，怎么也想不出办法，一顶小小的王冠几乎难倒了这位伟大的科学家，有几次几乎要放弃这项任务。无奈之中，阿基米德拖着疲惫的身体去洗个澡，借此来放松一下，然后再想办法。当阿基米德的身体泡入浴盆时，他的思绪还在王冠上，没有察觉水的变化。当他的身体从浴盆里漂起来，水已经溢出了很多。突然，阿基米德从这个偶然的现象中受到了很大启发，他豁然开朗。他想：为什么不以同样的方法来检验一下王冠呢？于是，他顾不得穿衣服，边跑便喊：“找到了，找到了！”阿基米德在这个突然而至的灵感启发下，回家立即对王冠进行了测量，并发现了浮力定律。

原来，液体具有流动性和不可压缩性，物体完全沉浸在水中所排出的水量，只取决于物体体积的大小，而与物体的重量无关。如果王冠确系纯金制作，那么它所排出的水量就应该跟工匠领得的黄金排出的水量相同。如果工匠在制作王冠过程中往里掺进了银子，用金银合成制成的王冠，其体积一定要比同等重量黄金的体积要大得多。因为同体积的银子比金子重量要轻得多。阿基米德由身体在水中受到的浮力作用，从而想到物体在水中或者是其他液体中所受到的浮力作用，进而联想到王冠，断定用这种方法一定能够检验出王冠是不是由纯金制作的。于是，阿基米德取来两份金属：一份是黄金，一份是白银，它们的重量都与王冠的重量相等。他把黄金、白银和王冠分别浸放在一个盛满水的容器内。结果发现，王冠所排出的水量多于黄金排出的水量，少于白银排出的水量。

检验鉴定完毕，阿基米德知道了王冠不是纯金制作的，也不是纯白银制作的，而是在金子里面掺进了一定量的白银，偷去了等量的黄金。阿基米德用科学方法揭穿了珠宝工匠的把戏，使他受到了应有的严惩，为国王解决了王冠的难题。

这个问题放在今天，我们可以用先进的检测仪器等现代化手段，很快就能鉴定真伪。但在2000多年前的古代却不是轻而易举能做到的。阿基米德在冥思苦想、山穷水尽当中产生了灵感的火花，一瞬间，长久未能解决的难题迎刃而解了。这是阿基米德思想高度集中、紧张，遇有外界环境变异所导致的结果，但绝不是一蹴而就的。此后，阿基米德又对沉浸在液体中各种物体的浮力进行了一系列分析和研究。是什么力量使木头浮在水面上，而石头却沉到水底呢？为了揭开这个奥秘，阿基米德把各种物体分别放进盛满水的容器里，发现浸在水中的甲物体所受到的浮力，等于甲物体所排出水的重量。乙物体所受到的浮力，等于乙物体所排出的水的重量，依此类推。然后，阿基米德又用同样方法在各种液体中做实验，结果发现，浸在这些液体中的物体所受到的浮力，分别等于所排出的各个液体的重量。阿基米德从甲、乙各种物体在水中所受到的浮力情况，得出了一个带有普遍性的结论：物体所受到的浮力等于它排开同样体积液体的重量。这就是著名的阿基米德浮力定律。在他的名著《论浮体》一书中，他对该项科研成果进行了总结，从许多个别事例中总结概括出一般性原理，揭开了自然界的奥秘。

阿基米德的成就还有许多，也有许多伟大的科学著作。最有名的是《论抛物线的问题》《球体和柱体》《论螺旋》《关于圆周的测量》《劈锥曲面与扁球体》《论浮体》《致爱拉斯特芬关于某些机械原理的书信》等。他最大的功绩是把科学和技术很好地结合起来，为后代科学家树立了光辉的榜样。