要完整地描述阿基米德(Archimedes)是很困難的。其一、時代遙遠(yuǎn),其事跡中傳奇的成分居多,已無從考證。其二、大家都知道那些神奇的 故事,和那些流傳廣泛的豪言。 一、理想的化身阿基米德(Archimedes,約公元前 287~212),古希臘物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家,靜力學(xué)和流體靜力學(xué)的奠基人。阿基米德有驚人的創(chuàng)造力,是“理論天才與實驗天才合于一人的理想化身”。 阿基米德出生于貴族,與敘拉古的赫農(nóng)王有親戚關(guān)系,家庭富有。其父親是天文學(xué)家兼數(shù)學(xué)家,學(xué)識淵博,為人謙遜。他十一歲時,借助與王室的關(guān)系,被送到古希臘文化中心亞歷山大里亞城去學(xué)習(xí)。 亞歷山大位于尼羅河口,是當(dāng)時文化貿(mào)易的中心,人才薈萃,被世人譽為“智慧之都”。 公元前 240 年,阿基米德回敘古拉,當(dāng)了赫農(nóng)王的顧問,幫助國王解決各種科學(xué)技術(shù)問題。公元前 212 年,古羅馬軍隊攻陷敘拉古,阿基米德被蠻橫的羅馬士兵殺死,終年七十五歲。 阿基米德的驚人才智,引起了人們的關(guān)注和敬佩。朋友們稱他為“阿爾法”,即一級數(shù)學(xué)家(α—阿爾法,是希臘字母中第一個字母)。20 世紀(jì)數(shù)學(xué)史 學(xué)家 E.T.貝爾說:“任何一張列出有史以來三個最偉大的數(shù)學(xué)家的名單中,必定包括阿基米德。另外兩個數(shù)學(xué)家通常是牛頓和高斯。不過以他們的豐功偉績和所處的時代背景來對比,拿他們的影響當(dāng)代和后世的深邃久遠(yuǎn)來比較,還應(yīng)首推阿基米德。” 二、靈感,來自于平常的水大家都知道的阿基米德檢驗國王的王冠是否摻假的問題,其靈感來自于水。他去澡堂洗澡,當(dāng)他坐進(jìn)澡盆里時,看到水往外溢,同時感到身體被輕輕托起。他突然悟到可以用測定固體在水中排水量的辦法來確定金冠的比重。他興奮地跳出澡盆,連衣服都顧不得跑了出去,大聲喊著“尤里卡!尤里卡!”。 (Eureka,意思是“我知道了”)。 他經(jīng)過了進(jìn)一步的實驗以后來到王宮,他把王冠和同等重量的純金放在盛滿水的兩個盆里,比較兩盆溢出來的水,發(fā)現(xiàn)放王冠的盆里溢出來的水比另一盆多。這就說明王冠的體積比相同重量的純金的體積大,所以證明了王冠里摻進(jìn)了其他金屬。 這次試驗的意義遠(yuǎn)遠(yuǎn)大過查出金匠欺騙國王,阿基米德從中發(fā)現(xiàn)了浮力定律:物體在液體中所獲得的浮力等于他所排出液體的重量。后來,該定律就被命名為阿基米德定律。一直到現(xiàn)代,人們還在利用這個原理計算物體比重和測定船舶載重量等。 但阿基米德更為看重的,刻在墓志銘上的發(fā)現(xiàn),靈感也是來自于水。 阿基米德的鄰居的兒子詹利到阿基米德家的院子玩耍。小詹利把圓柱立好后,按照教堂門前柱子的模型,準(zhǔn)備在柱子上加上一個圓球。他找到一個圓柱, 由于它的直徑和圓柱體的直徑和高正好相等,所以球“撲通”一下掉入圓柱體內(nèi),倒不出來了。 這時小詹利端來了一盆水說:“對不起,讓我用水來給圓球沖洗一下,它會更干凈的。” 阿基米德眼睛一亮,抱著小詹利,慈愛地說:“謝謝你,小詹利,你幫我解決了一個大難題。” 阿基米德把水倒進(jìn)圓柱體,又把內(nèi)接球放進(jìn)去;再把球取出來,量量剩余的水有多少;然后再把圓柱體的水加滿,再量量圓柱體到底能裝多少水。這樣反復(fù)的測試,他發(fā)現(xiàn)了一個驚人的奇跡:圓柱體和它內(nèi)接球體的比例,或兩者之間的關(guān)系,是 3∶2。 為了這個不平凡的發(fā)現(xiàn),他囑咐后人,將一個有內(nèi)接球體的圓柱體圖案,刻在他的墓碑上作為墓志銘。 三、阿基米德的抱負(fù)當(dāng)阿基米德專注于杠桿問題的研究時,國王責(zé)問阿基米德:“為什么你的研究只停留在學(xué)問的游戲上?你所研究的學(xué)問到底有什么用處?”當(dāng)他發(fā)現(xiàn)了杠桿原理后曾說:“給我一個支點,我就能撬動地球。” 赫農(nóng)王要求阿基米德去拖動海岸上的那條大船。阿基米德設(shè)計了一套復(fù)雜的杠桿滑輪系統(tǒng)安裝在船上,將繩索的一端交到赫農(nóng)王手上。赫農(nóng)王拉動繩索,大船緩緩地挪動起來,最終下到海里。國王從驚訝轉(zhuǎn)為佩服,派人貼出告示“今后,無論阿基米德說什么,都要相信他。” 雖然阿基米德有眾多的機械發(fā)明,如阿基米德螺旋泵,但多數(shù)評論家猜測,他對于自己在理論上的發(fā)現(xiàn)比實用發(fā)明更重視。 希臘傳記學(xué)家普廬塔克的《英雄傳》中是這樣評價阿基米德的:因為他具有極高的品格、深邃的心靈以及豐富的理論基礎(chǔ),所以他視一般實用技術(shù)為糞土,而將一己的抱負(fù)置于不摻雜必要性,唯獨兼具美與高貴的事物中。 他的確輕視實用性跟世俗的名利。羅馬將領(lǐng)馬塞魯斯包圍敘拉古城的時候,雖然阿基米德發(fā)明的投石機跟凹面鏡讓羅馬軍傷透腦筋,不過對這項戰(zhàn)果,他不屑一顧。另外,當(dāng)敘拉古城破,羅馬軍上岸展開攻防戰(zhàn)的時候,他仍不顧自己的性命,致力于研究工作。對他而言,沒有什么比探求真理更重要的了。 “就是那份純真,讓人無法抗拒。” 對,就是這樣。 四、阿基米德的報復(fù)傳說阿基米德是在一時的憤怒之中,設(shè)計出一個關(guān)于牧牛的極其困難的數(shù)字問題。他的報復(fù)一直持續(xù)了22個世紀(jì),直到1981年,使用剛誕生的一臺巨型計算機才徹底解決了這一問題。 雖然阿基米德的拋石機和凹面鏡使敘拉古推遲滅亡了三年,但在一個敘拉古人忙于宗教慶典的夜晚,羅馬將軍馬塞盧斯的軍隊成功地蜂擁而入時,雖然將軍告訴部下說:“任何人都不得斗膽對阿基米德妄動一個手指頭,這人是我們的座上賓。” 但馬塞盧斯的一個士兵在庭院中找到阿基米德時,還是違抗指令而拔出了劍。其時,阿基米德正在沙地上畫幾何圖形——一個三角形,阿基米德請求說:“我的朋友,在你殺死我之前,請告訴我怎樣根據(jù)三條邊的長度,將三角形的面積求出來好嗎?”這位士兵沒有等待就把劍刺向阿基米德,阿基米德躺倒在地,喃喃地說:“他們奪走了我的軀體,但我將取走我的靈魂。” 我將取走我的靈魂。這,才是他真正的報復(fù)! |
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