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敢于“撬地球”的阿基米德

时间:2022-02-10 理论教育 版权反馈
【摘要】:阿基米德的父亲是天文学家兼数学家,学识渊博,为人谦逊。于是,当阿基米德年纪尚小的时候,他的父母借助王室的关系将他送到埃及去学习,使阿基米德开始了对科学的研究。阿基米德当时所在的学校充满了科学的氛围。阿基米德因此成了民族英雄。阿基米德在物理学和天文学上具有十分突出的贡献。阿基米德在科学上的贡献,将永垂史册。其他人也给予了阿基米德很高的评价。因此可以肯定阿基米德将成为人类科学史上一颗永不坠落的明星!

阿基米德是古希腊著名的科学家,他的一生充满了传奇色彩。他诞生于希腊叙拉古附近的一个小村庄,出身于贵族家庭,与叙拉古的赫农王有亲戚关系,家境十分富裕。阿基米德的父亲是天文学家兼数学家,学识渊博,为人谦逊。阿基米德受家庭的影响,从小就对数学、天文学和几何学产生了浓厚的兴趣。于是,当阿基米德年纪尚小的时候,他的父母借助王室的关系将他送到埃及去学习,使阿基米德开始了对科学的研究。

阿基米德当时所在的学校充满了科学的氛围。这里有雄伟的博物馆、图书馆,而且人才济济,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,他兼收并蓄了东方和古希腊的优秀文化遗产,并在其后的科学生涯中作出了重大的贡献。后人为了纪念他,在他的墓碑上刻着一个圆柱内切球的图形,以纪念他的卓越贡献。

一、浮力定理诞生记

关于阿基米德发现浮力原理的过程,曾经流传着这样一个故事:相传叙拉古赫农王让工匠替他做了一顶纯金的王冠,做好后,国王疑心工匠在金冠中掺了假。但是,这顶金冠确实与当初交给金匠的纯金一样重。到底工匠有没有捣鬼呢?国王便请来阿基米德来验证真假。

国王既想验证真假又不想破坏王冠,这实在不是一件容易的事,难坏了阿基米德。一天,他去澡堂洗澡,当他坐进澡盆里时,看到水往外溢,同时感到身体被轻轻拖起。他突然悟到,可以用测定固体在水中排水量的办法,来确定金冠的比重。他兴奋地跳出澡盆,连衣服都顾不得穿就跑了出去,大声喊道:“我知道了!我知道了!”一个伟大的科学发现就此诞生。

阿基米德首先对自己的猜想进行了验证,他经过了进一步的实验以后,来到王宫。他把王冠和同等重量的纯金放在盛满水的两个盆里,比较两盆溢出来的水,发现放王冠的盆里溢出来的水比另一盆多。这就说明王冠的体积比相同重量的纯金的体积大,证明王冠里掺进了其他金属。这次实验的意义要比国王本来的目的大得多,因为阿基米德从此发现了浮力定理,而这个定理一直到现代社会依旧在被使用。

二、杠杆定律的发现

在距今1500年左右,埃及人就用杠杆来抬起重物。不过,那时的人们不知道它的道理,阿基米德潜心研究了这个现象并发现了杠杆原理

在阿基米德发现杠杆原理之前,没有人能够解释为什么用杠杆可以抬起人力所不能及的重物。当时,有的哲学家在谈到这个问题的时候,一口咬定说,这是“魔性”。阿基米德并不相信是什么“魔性”,并由此确立了杠杆定律,并且断定,只要能够取得适合的杠杆长度,世界上的任何物体都可以被轻松举起来。

阿基米德

据说,阿基米德对自己发现的杠杆定律十分有信心,他甚至这样说过:“给我一个支点,我就能举起地球。”当时,国王听说之后,对阿基米德说:“凭着宙斯起誓,你说的事真是奇怪,阿基米德!”阿基米德向国王解释了杠杆的特性。但是,国王并不相信,他质问道:“到哪里去找一个支点,把地球撬起来呢?”“这样的支点是没有的。”阿基米德回答。但是,阿基米德接着说,“我能够用同样的方法举出例子来证明。”

刚好,当时国王也遇到了一个难题。这个国王替埃及国王造了一艘很大的船,船造好后,动员了叙拉古全城的人,也没法把它推下水。阿基米德见状说:“好吧,我替你来推这只船吧。”

阿基米德离开国王后,就利用杠杆和滑轮的原理,设计、制造了一套巧妙的机械。把一切都准备好后,阿基米德请国王来观看大船下水。他把一根粗绳的末端交给国王,让国王轻轻拉一下。当时,那艘大船就开始缓缓移动,直到顺利滑进了水里。国王和大臣们看着这样的奇迹,都十分惊奇。

从此以后,国王完全信服了阿基米德,他甚至向全国发出布告:“从此以后,无论阿基米德讲什么,都要相信他……”

在阿基米德晚年的时候,罗马军队侵略了他的国家。为了抵抗侵略者,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;另外,他制造的铁爪式起重机,能将敌船提起并倒转。阿基米德因此成了民族英雄。

阿基米德在物理学和天文学上具有十分突出的贡献。正因为他的杰出贡献,美国的E·T·贝尔在《数学人物》上是这样评价阿基米德的:任何一张开列有史以来三个最伟大的数学家的名单之中,必定会包括阿基米德。不过以他们的宏伟业绩和所处的时代背景来比较,或拿他们影响当代和后世的深邃久远来比较,还应首推阿基米德。阿基米德在科学上的贡献,将永垂史册。

其他人也给予了阿基米德很高的评价。世人普遍认为,除了艾萨克·牛顿和阿尔伯特·爱因斯坦,再没有一个人像阿基米德那样为人类的进步作出过这样大的贡献——即使牛顿和爱因斯坦也都曾从他身上汲取过智慧和灵感。他是“理论天才与实验天才合于一人的理想化身”,文艺复兴时期的达·芬奇和伽利略等人都拿他来作自己的楷模。因此可以肯定阿基米德将成为人类科学史上一颗永不坠落的明星!

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