笔趣阁 > 世界五千年全知道 > 阿基米德

阿基米德

    阿基米德是古希腊著名的数学家、物理学家和天文学家。他创造了“阿基米德原理”,创立了微积分学,发明了“阿基米德螺旋”,同时还为战争发明了几项战术武器。

    阿基米德公元前287年生于希腊西西里岛的叙拉古。他的家庭属于贵族,是叙拉古僭主希耶隆二世的亲戚,但据说并不富裕。父亲费狄阿斯是一位天文学家和数学家。阿基米德在其父的影响下,从小热爱学习,善于思考,喜欢辩论,并且酷爱数学,学习过欧几里得的几何学。他在家乡受了教育后,11岁时就漂洋过海,到亚历山大里亚去求学深造。

    亚历山大里亚是著名学者云集的地方,不但有当时世界上最大的图书馆——藏书达五十多万卷,而且有十分优越的学术研究环境。

    亚历山大里亚的研究工作主要分为文学、数学、天文学和医学四项,而数学在科学研究中占有主要地位,因此逐步形成了一个以几何学研究为中心的亚历山大里亚数学学派,从而进入了古希腊几何学的黄金时代。

    阿基米德在这里结识了许多学者,特别是以欧氏几何学名垂千古的欧几里得。欧几里得于公元前300年前后活跃在亚历山大里亚,他的《原本》集古希腊时期几何学之大成,归纳成一个严谨的逻辑演绎系统,至今仍是世界各民族中几何学教科书的蓝本。

    欧几里得为亚历山大里亚培养了一大批数学家,而阿基米德的到来,使这片群星灿烂的文化天空升起了一颗灿烂的明星。

    他受业于欧几里得的门徒柯农,学习了哲学和数学、天文学、物理学等科学知识,博古通今,掌握了丰富的古希腊文化遗产。他的同学阿波罗尼、埃拉托色尼、多西费、色夫柯西等也都是有名的数学家。

    阿基米德

    他回到叙拉古后,在宫廷中专心从事科学研究。据说,他整天都像被他所钟情的妖魔迷住了一样,废寝忘食。他常常被人逼着才去洗澡,擦香膏,就在这个时候,他还要在炭灰地上画几何图形,甚至用手指在涂了油膏的肚皮上画那些条条杠杠。

    据说有一个青年问欧几里得学习几何有什么用处,他听了随即吩咐仆人:“给他点钱,让他走吧,他想靠几何学发财呢!”

    在数学方面,阿基米德著有《沙的计算》一书,他努力探求用最少的符号表示极大数目的方法,提出了一个具有重大意义的计算方法,即按级计算法。同时,他还大大发展和加深了著名的穷竭法。所谓穷竭法,就是把要求面积(或体积)的曲线形分割成若干直线形,无限加多这些直线形的数目,则这些直线形面积(或体积)总和,就是其所求的曲线形的面积(或体积)。

    在亚历山大里亚求学期间,他经常到尼罗河畔散步。在久旱不雨的季节,他看到农人一桶一桶地从尼罗河里把水提上来浇地,非常吃力,便发明创造了一种螺旋提水器,通过螺杆的旋转把水从河里取上来,省了许多气力。这种提水器在埃及一直沿用到2200年后的今天,它也是当代用于水中和空中的一切螺旋推进器的原始雏形。阿基米德在《论杠杆》(已失传)中详细论述了这个杠杆原理。

    有一次,国王要阿基米德移动一艘载满重物和乘客的新三桅船,阿基米德接受了挑战。他设计并制造了一组复杂的滑轮装置。表演那天,观者如堵,只见阿基米德摇着手柄,船慢慢地进入水中,群众发出了欢呼声,国王也对其心服口服。

    据说,希耶隆二世造了一顶金王冠,他怀疑金匠欺骗了他,在王冠中掺有银,便请阿基米德鉴定,但不许弄坏王冠。那时,人们还不知道不同的物质有不同的密度,阿基米德冥思苦想,一时也无计可施。

    有一天,他去洗澡,当他躺进盛满温水的浴盆中的时候,浴盆中的水漫溢出来,而他则感到身体微微上浮。一道灵感的闪光掠过他的脑际:相同重量的物体,由于其体积不同,排出的水量也不同……他猛地从浴盆中跳出来,一丝不挂,高兴地喊着“攸勒卡!攸勒卡!”(古希腊语,意为“找到了”)跑上了大街,跑回了家。他的仆人气喘吁吁地追上大街,追到了家,看到阿基米德正在做实验。他把王冠放在盛满水的盆中,量了溢出的水,又把同样重量的纯金放在盛满水的盆中,发现溢出的水比刚才溢出的少,问题解决了:王冠中掺有银子。他发现了各种物质有不同的密度,发现了流体静力学的基本原理——物体在液体中减轻的重量,等于它所排出液体的重量。他的名著《论浮体》记载了这个原理,在今天被称为“阿基米德定律”。

    公元前214年,罗马的执政官马赛拉斯率领军队攻打叙拉古。当罗马的舰队和陆军逼近叙拉古城时,许多又大又重的石头以飞快的速度投向罗马人的陆军。而一些粗梁则撞沉了罗马人的军舰,有的军舰还被一种起重机式的机械抓吊到空中,掀翻过来,或摔在岩石上,掉入海里,连人带船粉身碎骨。原来,阿基米德多年前造的机械在叙拉古城保卫战中发挥了作用。

    马赛拉斯遭受惨重损失,便佯装退却,而在当天夜里迅速逼近城墙。他以为阿基米德的机器无法发挥作用了。可是阿基米德早就准备了投石机之类的短距离器械,再次打退了罗马人的进攻。

    罗马人一筹莫展,望城兴叹,甚至谈城色变,草木皆兵,一看到城墙上出现绳子或木梁,就以为又是阿基米德开动机器了,惊叫着“阿基米德来了!”抱头鼠窜。

    马赛拉斯不能取胜,只好采用长期围困的办法,就这样整整过了两年,到公元前212年,通过围攻才占领了叙拉古。

    马赛拉斯十分敬佩使他屡次败北的阿基米德,下令不准伤害他,还派了一个士兵去请他。谁知阿基米德还不知道城池已破,此时正全神贯注地凝视着几何图形沉思呢。他要求把问题论证完再去,激怒了鲁莽而无知的士兵,拔出剑来刺死了这位75岁的老科学家。

    马赛拉斯对阿基米德的死十分痛心,严惩了那个士兵,抚恤了阿基米德的亲属,隆重地追悼阿基米德,并为他建了陵墓。根据他生前的愿望,在他的墓碑上刻下了标明体积比为32的一个圆柱体和内切球。

    阿基米德被后世的数学界尊称为“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。