阿基米德是谁啊?

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阿基米德是谁啊?阿基米德是谁啊?阿基米德是谁啊?阿基米德简介古代世界最伟大的科学家阿基米德约于公元前287年生于南意大利西西里岛的叙拉古,他的父亲是一位天文学家,这使阿基米德从小就学到了许多天文知识.

阿基米德是谁啊?
阿基米德是谁啊?

阿基米德是谁啊?
阿基米德简介 古代世界最伟大的科学家阿基米德约于公元前287年生于南意大利西西里岛的叙拉古 ,他的父亲是一位天文学家,这使阿基米德从小就学到了许多天文知识.青年时代,同许 多求学青年一样,来到了古代世界的学术中心亚历山大里亚.在这里,他就学于欧几里德 的弟子柯农门下,学习几何学,据说阿基米德螺线实际上是柯农的发现.几年之后,阿基 米德没有继续呆在亚历山大城,而是回到了他的故乡叙拉古.据说,他与叙拉古国王希龙 二世是亲戚,是希龙二世邀请他回国的. 阿基米德是希腊化时代的科学巨匠.希腊化时期,古典希腊人那种纯粹、理想、自由的演 绎科学与东方人注重实利、应用的计算型科学进行了卓有成效的融合,实际上为近代科学 ――既重数学、演绎又重操作、效益――树立了榜样,阿基米德是希腊化科学的杰出代表 .他不仅在数理科学上是第一流的天才,而且在工程技术上颇多建树.阿基米德也是希腊 最富有传奇色彩的科学家,他的传奇故事很多,而且每一个故事都从一个侧面展露了希腊 化科学的风采. 前面已经说过,阿基米德与欧几里德、阿波罗尼并列为希腊三大数学家,也有人甚至说他 是有史以来最伟大的三个数学家之一(其他二位是牛顿与高斯).他的主要数学贡献是求 面积和体积的工作.在他之前的希腊数学不重视算术计算,关于面积和体积,数学家们顶 多证明一下两个面积或体积的比例就完了,而不再算出每一个面积或体积究竟是多少.当 时连圆面积都算不出来,因为比较精确的π值还不知道.从阿基米德开始,或者说从以阿 基米德为代表的亚历山大里亚的数学家开始,算术和代数开始成为一门独立的数学学科. 阿基米德发现的一个著名的定理是,任一球的面积是外切圆柱表面积的三分之二,而任一 球的体积也是外切圆柱体积的三分之二.这个定理是从球面积等于大圆面积的四倍这一定 理推来的,据说,该定理遵遗嘱被刻在阿基米德的墓碑上. 只有直边形的面积以及直边体的体积才可以用算术简单的算出,而曲面的面积和由曲 面的运动构成的三维体的体积都无法直接算出.欧多克斯发明了穷竭法来解决曲面面积问 题,阿基米德更进一步发展了穷竭法.他关于球面面积和球体体积的定理大多是用穷竭法 证明的.所谓穷竭法,就是用内接和外切的直边形不断逼近曲边形,这是近代极限概念的 直接先驱.运用穷竭法,阿基米德从正6边形开始一直计算到正96边形周长,得到3 <π <3 ,取两位小数得π=3.14.除球面积和球体积的计算外,阿基米德还在抛物面和旋 转抛物体的求积方面做了许多杰出的工作. 阿基米德在数学方面的另一著名工作是创造了一套记大数方法,这种方法记载在他流 传下来的《恒河沙数》(原名《砂粒计算者》)一书中.当时希腊人用字母记数,记大数 尤其不方便.阿基米德向自己提出了一个任务:如果宇宙中充满了砂粒,如何表示这个惊 人的数字?他把数字分为若干级,从1到108为第1级,从108到1016为第2级,从1016到10 24为第3级,直到10 ,以P表示.但P仍不过是记数法的第一位,P2是第2位,P3是第 3位,直到P108是第108位.阿基米德按照当时流行的宇宙论推测,宇宙中的砂粒是一个 第8级数字,只用了第1位数字. 阿基米德在物理学方面的工作主要有两项,一是关于平衡问题的研究,杠杆原理即属 于此.另一项是关于浮力问题的研究,中学物理所学的浮力定律属于此类.阿基米德这两 方面的工作记载于他的著作《论平板的平衡》和《论浮力》中,所幸的是这两部著作都流 传下来了.在《论平板的平衡》中,阿基米德用数学公理的方式提出了杠杆原理,即杠杆 如平衡,则支点两端力(重量)与力臂长度的乘积相等.在这里,重要的是建立杠杆的概 念,其中包括支点、力臂等概念.对于一般的平面物即平板,为了使杠杆原理适用,阿基 米德还建立了“重心”的概念.有了重心,任何平板的平衡问题都可以由杠杆原理解决, 而求重心又恰恰可以归结为一个纯几何学的问题. 杠杆原理解释了为什么人可以用一根棍子抬起很大的石头.对此,阿基米德有一句名言: “给我支点,我可以撬动地球”.据说,国王希龙对此话生疑,阿基米德没有多加解释, 只是请他到港口看了一次演示.阿基米德在那里事先安装了一组滑轮,他叫人把绳子的一 端栓在港口里一只满载的船上,自己则坐在一张椅子上轻松地用一只手将大船拖到了岸边 .国王顿时为之折服. 有关浮力定律的传说更为人熟知.希龙国王请金匠用纯金打了一顶王冠,王冠打好后,国 王觉得不太象是纯金的,可是又没有办法证实这一点.他请阿基米德来做这一鉴定工作, 而且要求不破坏王冠本身,因为并不能肯定其中掺有别的金属,要是把王冠毁坏了而其中 又没有掺假,那代价又太大了.阿基米德一直在思考这一问题,但没有找到较好的鉴定方 法.有一天,他正在潜心思考时,仆人让他去洗澡.这一次仆人把水放得太满了,当他坐 进浴盆时有许多水溢了出来.他心不在焉地看着溢出的水,突然一下子豁然开朗起来.他 意识到溢出的水的体积正好应该等于他自己的体积,如果他把王冠浸在水中,根据水面上 升的情况可以知道王冠的体积.拿与王冠同等重量的金子放在水里浸一下,就可以知道它 的体积是否与王冠体积相同,如果王冠体积更大,则说明其中掺了假.阿基米德想到这里 ,十分激动,他一下从浴盆里跳了起来,光着身子就跑了出去,一边跑还一边喊,“尤里 卡(希腊语:发现了),尤里卡(发现了)”.阿基米德的一声“尤里卡”,喊出了人类 探寻到大自然奥秘时的惊喜,正是为了纪念这一事件,现代世界最著名的发明博览会以“ 尤里卡”命名. 也许在今人看来,阿基米德的这一发现并不惊人、十分平常,但我们必须注意到,古代希 腊人既没有比重的概念,甚至也没有重量的概念,安排这样的实验确实是了不起的.有意 思的是,我国历史上著名的曹冲称象的故事,讲的也是少年曹冲运用浮力原理称大象体重 . 阿基米德根据这一次浴盆经验进一步总结出了浮力原理:浸在液体中的物体所受到的向上 的浮力,其大小等于物体所排开的液体的重量.这个原理定量的给出了浮力的大小,是流 体静力学的基本原理之一. 据说,阿基米德在机械工程方面有许多创造发明.在亚历山大里亚求学期间,他曾发明了 一种螺旋提水器,现在仍被称作阿基米德螺旋,而且到了20世纪,埃及还有人使用这种器 械.又据说,他制作了一个利用水力作动力的天象仪,它可以模拟天体的运动,演示日食 和月食现象. 阿基米德的去世更具有传奇色彩.阿基米德晚年,也就是公元前3世纪末叶,正值罗马与 迦太基开战,叙拉古也被卷入其中.罗马是意大利北部新兴的国家,当时已征服了整个意 大利,势力扩展到了地中海域.迦太基(carthage)位于现在北非的突尼斯,也是一个强大 的国家,垄断了全部西地中海的商业.起先,为了对付希腊人的殖民统治,迦太基曾与罗 马联合.但等到希腊的势力被消弱之后,双方就为西西里岛的霸权争斗起来,爆发了历史 上著名的布匿战争(punic wars).位处西西里岛的叙拉古本来一直投靠罗马,但是公元 前216年迦太基著名的军事统帅汉尼拔大败罗马军队,促使叙拉古的新国王、希龙二世的 孙子希龙尼姆急着与迦太基结盟.希龙尼姆显然没有远见,没有意识到罗马虽然一时惨败 ,但元气很快就会恢复过来.果不其然,等罗马重新休整后,就首先向叙拉古开刀.在这 次保卫叙拉古的战争中,阿基米德大显身手,大败罗马军队,但也最终献出了自己的生命 . 罗马军队在马塞拉斯将军率领下从海路和陆路同时进攻叙拉古.据说,阿基米德运用 杠杆原理造出了一批投石机,有效的阻止了罗马人的攻城;还据说,阿基米德发明的大吊 车将罗马军舰直接从水里提了起来,使海军根本接近不了叙拉古城.还有一次,阿基米德 召集全城所有的妇女老幼手持镜子排成一个扇面形,将阳光会聚到罗马军舰上,将敌人的 舰只全部烧毁.这些新式武器使罗马军队十分害怕,叙拉古城因而久攻不克.军中都在传 说着阿基米德的威力,马塞拉斯也苦笑着承认这是一场罗马舰队与阿基米德一人之间的战 争. 围城三年后,由于内部出现叛徒,致使叙拉古在里应外合下被攻克.攻城前,马塞拉 斯命令士兵一定要活捉阿基米德,不得伤害他.可是命令尚未下达,城池已经攻陷.一位 罗马士兵闯进阿基米德的居室时,他正在沙堆上专心研究一个几何问题.他由于过于专注 于演绎的逻辑,没有意思到危险正在迫近.杀红了眼的士兵高声喝问没有得到答复便拔刀 相向,沉思中的阿基米德只叫了一声“不要踩坏了我的圆”便被罗马士兵一刀刺死.事后 ,马塞拉斯十分悲痛,因为他深深知道阿基米德的价值.希腊科学精英就这样死在野蛮尚 武的罗马士兵剑下,这一事件所具有的象征意义不久就显示了出来.