阿基米德的故事

阅读（一）：阿基米德有许多故事，其中最著名的要算发现阿基米德定律的那个洗澡的故事了。国王做了一顶金王冠，他怀疑工匠用银子偷换了一部分金子，便要阿基米德鉴定它是不是纯金制的，且不能损坏王冠。阿基米德捧着这顶王冠整天苦苦思索，有一天，阿基米德去浴室洗澡，他跨入浴桶，随着身子浸入浴桶，一部分水就从桶边溢出，阿基米德看到这个现象，头脑中像闪过一道闪电，“我找到了!”。阿基米德拿一块金块和一块重量相等的银块，分别放入一个盛满水的容器中，发现银块排出的水多得多。于是阿基米德拿了与王冠重量相等的金块，放入盛满水的容器里，测出排出的水量;再把王冠放入盛满水的容器里，看看排出的水量是否一样，问题就解决了。随着进一步研究，沿用至今的流体力学最重要基石——阿基米德定律诞生了。另外还有他用镜子烧掉敌人战船。被杀前叫敌人等一等，让他做完一道数学题目的故事也脍炙人口。（详篇）二千一百九十年前，在古希腊西西里岛的叙拉古国，出现一位伟大的物理学家。他叫阿基米德（公元前287——212年）。阿基米德的一生勤奋好学，专心一志地献身于科学，忠于祖国，受到人们的尊敬与赞扬。阿基米德曾发现杠杆定律和以他的名字命名的阿基米德定律。并利用这些定律设计了多种机械，为人民、为祖国服务。关于他生平的详细状况，已无法考证。但关于他发明创造和保卫祖国的故事，却流传至今。杠杆定律的确立人们从远古时代起就会使用杠杆，并且懂得巧妙地运用杠杆。在埃及造金字塔的时候，奴隶们就利用杠杆把沉重的石块往上撬。造船工人用杠杆在船上架设桅杆。人们用汲水吊杆从井里取水，等等。但是，杠杆为什么能做到这一点呢？在阿基米德发现杠杆定律之前，是没有人能够解释的。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”。阿基米德却不承认是什么“魔性”。他懂得，自然界里的种种现象，总有自然的原因来解释。杠杆作用也有它自然的原因，他决心把它解释出来。阿基米德经过反复地观察、实验和计算，最后确立了杠杆的平衡定律。就是，“力臂和力（重量）成反比例。”换句话说，就是：小重量是大重量的多少分之一重，长力臂就应当是短力臂的多少倍长。阿基米德确立了杠杆定律后，就推断说，只要能够取得适当的杠杆长度，任何重量都能够用很小的力量举起来。据说他以前说过这样的豪言壮语：“给我一个支点、我就能举起地球！”叙拉古国王听说后，对阿基米德说：“凭着宙斯（宙斯是希腊神话中的众神之王，主管天、雷、电和雨）起誓，你说的事真是稀奇古怪，阿基米德！”阿基米德向国王解释了杠杆的特性以后，国王说：“到哪里去找一个支点，把地球举起来呢？”“这样的支点是没有的。”阿基米德回答说。“那么，要叫人坚信力学的神力就不可能了？”国王说。“不，不，你误会了，陛下，我能够给你举出别的例子。”阿基米德说。国王说：“你太吹牛了！你且替我推动一样重的东西，看你讲的话怎样。”当时国王正有一个困难的问题，就是他替埃及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。阿基米德说：“好吧，我替你来推这一只船吧。”阿基米德离开国王后，就利用杠杆和滑轮的子理，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。顿时，那艘大船慢慢移动起来，顺利地滑下了水里，国王和大臣们看到这样的奇迹，好象看耍魔术一样，惊奇不已！于是，国王信服了阿基米德，并向全国发出布告：“从此以后，无论阿基米德讲什么，都要坚信他……”称量皇冠的难题在一般人看来，阿基米德是个“怪人”。用罗马历史学家普鲁塔克的话说：“他象是一个中了邪术的人，对于饭食和自己的身体全不关心。”有时候，饭摆在桌子上叫他吃饭，他好象没听见，仍旧在火盆的灰里画他的几何图形。他的妻子，要时时看守他。譬如他用油擦身的时候，便呆坐着用油在自己身上画图案，而忘记原来是作什么事的了。他的妻子更怕送他到浴堂里去洗澡，这个笑话是正因国王的一个新冠冕而引起的。国王在前不久，叫一个工匠替他打造一顶金皇冠。国王给了工匠他所需要的数量的黄金。工匠的手艺十分高明，制做的皇冠精巧别致，而且重量跟当初国王所给的黄金一样重。但是，有人向国王报告说：“工匠制造皇冠时，私下吞没了一部分黄金，把同样重的银子掺了进去。”国王听后，也怀疑起来，就把阿基米德找来，要他想法测定，金皇冠里掺没掺银子，工匠是否私吞黄金了。这次，可把阿基米德难住了。他回到家里苦思苦想了好久，也没有想出办法，每一天饭吃不下，觉睡不好，也不洗澡，象着了魔一样。有一天，国王派人来催他进宫汇报。他妻子看他太脏了，就逼他去洗澡。他在澡堂洗澡的时候，脑子里还想着称量皇冠的难题。突然，他注意到，当他的身体在浴盆里沉下去的时候，就有一部分水从浴盆边溢出来。同时，他觉得入水愈深，则他的体量愈轻。于是，他立刻跳出浴盆，忘了穿衣服，就跑到人群的街上去了。一边跑，一边叫：“我想出来了，我想出来了，解决皇冠的办法找到啦！”他进皇宫后，对国王说：“请允许我先做一个实验，才能把结果报告给你。”国王同意了。阿基米德将与皇冠一样重的金子、一块银子和皇冠，分别一一放在水盆里，看金块排出的水量比银块排出的水量少，而皇冠排出的水量比金块排出的水量多。阿基米德对国王说：“皇冠掺了银子！”国王看了实验，没有弄明白，让阿基米德给解释一下。阿基米德说：“一公斤的木头和一公斤的铁比较，木头的体积大。如果分别把它们放入水中，体积大的木头排出的水量，比体积小的铁排出的水量多。我把这个道理用在金子、银子和皇冠上。正因金子的密度大，而银子的密度小，因此同样重的金子和银子，必然是银子的体积大于金子的体积。因此同样重的金块和银块放入水中，那么金块排出的水量就比银块的水量少。刚才的实验证明，皇冠排出的水量比金块多，说明皇冠的密度比金块的密度小，这就证明皇冠不是用纯金制造的。”阿基米德有条理的讲述，使国王信服了。实验结果证明，那个工匠私吞了黄金。阿基米德的这个实验，就是“静水力学”的胚胎。但他并不停留在这一点上，继续深入研究浮体的问题。结果发现了自然科学中的一个重要原理——阿基米德定律。即：把物体浸在一种液体中时，所排开的液体体积，等于物体所浸入的体积；维持浮体的浮力，跟浮体所排开的液体的重量相等。战争史上的一个奇观公元前213年，罗马的军队由玛尔凯路率领进犯阿基米德的国家叙拉古。这时，年已七十五岁的阿基米德，也立刻竭尽自己的所有才能，帮忙祖国，打击敌人。罗马统帅玛尔凯路，接连攻下叙拉古的两座城后，更加狂妄自大。他认为，只要用五天的准备时刻，就能够攻陷国都叙拉古城。但他恰恰没有想到，就是正因有一位热爱祖国的白发苍苍的老人阿基米德，就把他的一切计划打破了。这场距今二千一百九十年前的战斗，被历史学家们称为：战争史上的一个奇观！玛尔凯路率领着船队，从水上进攻叙拉古。他的每只战舰上的士兵都装备着弓箭、投石器和轻镖枪，要把叙拉古的守卫者赶下城去，然后透过架在战舰上的攻城机，让士兵冲进叙拉古。但是，阿基米德做了充分的准备。当敌人的舰队接近的时候，阿基米德就开动他制造的那些巨大的远程投射机器。远程投射机器能把二百多公斤的石块，投射一千多米远（相当于18世纪大炮的射程）。这些巨大的石块，象冰雹似地打在战舰上，打得玛尔凯路手忙脚乱，船沉兵死，一片惊慌。玛尔凯路只得急急忙忙把剩下的战舰撤走。玛尔凯路又决定夜间进攻。他以为夜间阿基米德看不远，等舰队到了城下他那些巨大的远程投射机器就用不上了。但是，当玛尔凯路夜间进攻的时候，又倒了大霉。阿基米德短射程的机器开动了，这些机器不断地投掷出短镖枪、石块，使罗马军队又一次遭到沉重打击，连玛尔凯路也差一点丧命。玛尔凯路不甘心放下占领叙拉古的企图。他还是催促军队和强迫他的工程师们，继续同阿基米德较量。结果，都是徒劳。有时，罗马把带有攻城机的战舰冲到叙拉古的城下，守城者就把一种挂着“长嘴”的机器开动起来，一块块石头从“长嘴”里倾落下来，不但把攻城机打得粉碎，而且也把战舰砸个稀烂，使罗马的士兵陷入绝境。有时，还从城上放下一种铁钩，这种铁钩用机器操纵着十分灵活，铁钩能钩住罗马兵船的船头，然后把兵船拉起来，使兵船向一边翻倒，扣进水里。玛尔凯路使尽了各种进攻手段，都被阿基米德的发明打破了。罗马军队变得胆小如鼠，一看见从墙头上伸出条绳子，就抱头鼠窜拼命逃跑，并叫喊着：“阿基米德又使出一种机器来作弄我们了！”玛尔凯路最后没有办法了，只得把叙拉古城团团围住，妄图把城里的人困死。他的这种办法，使得阿基米德也无能为力了。罗马军队一向围困了八个月，最后乘叙拉古人欢度节日，而疏于防范的机会，从一个冷僻的城门偷袭进去，才把叙拉古攻陷。当罗马军队冲进城的时候，玛尔凯路曾下令不好杀害这位伟大的物理学家。但是那时，阿基米德正在他的实验室里画他的图形。士兵冲进后，脚踏声惊扰了他。这种惊扰，使他惊醒过来，愤怒地喊道：“喂！你弄坏了我的图画，赶快跑开些！”结果，他的愤慨激怒了罗马士兵，阿基米德便死于刀下。伟大的物理学家阿基米德虽然遇难了，但是，他在科学上给人类做出的贡献，是无法估量的！阅读（二）：阿基米德（公元前287-前212）是古希腊伟大的数学家、力学家。生于西西里岛的叙拉古，卒于同地。早年在当时的文化中心亚历山大跟随欧几里得的学生学习，以后和亚历山大的学者持续紧密联系，因此他算是亚历山大学派的成员。后人对阿基米德给以极高的评价，常把他和牛顿、高斯并列为有史以来三个贡献最大的数学家。他的生平没有详细记载，但关于他的许多故事却广为流传。据说他确立了力学的杠杆定律之后，曾发出豪言壮语：“给我一个立足点，我就能够移动这个地球！”叙拉古的亥厄洛王叫金匠造一顶纯金的皇冠，因怀疑里面掺有银子，便请阿基米德鉴定一下。当他进入浴盆洗澡时，水漫溢到盆外，于是悟得不一样质料的物体，虽然重量相同，但因体积不一样，排去的水也必不相等。根据这一道理，就能够决定皇冠是否掺假。阿基米德高兴得跳起来，赤身奔回家中，口中大呼：“尤里卡！尤里卡！”（希腊语意思是“我找到了”）他将这一流体静力学的基本原理，即物体在液体中减轻的重量，等于排去液体的重量，总结在他的名著《论浮体》中，之后以“阿基米德原理”著称于世。第二次布匿战争时期，罗马大军围攻叙拉古，阿基米德献出自己的一切聪明才智为祖国效劳。传说他用起重机抓起敌人的船只，摔得粉碎；发明奇妙的机器，射出大石、火球。还有一些书记载他用巨大的火镜反射日光去焚毁敌船，这大概是夸张的说法。总之，他曾竭尽心力，给敌人以沉重打击。最后叙拉古因粮食耗尽及奸细的出卖而陷落，阿基米德不幸死在罗马士兵之手。流传下来的阿基米德的著作，主要有下列几种。《论球与圆柱》，这是他的得意杰作，包括许多重大的成就。他从几个定义和公理出发，推出关于球与圆柱面积体积等50多个命题。他的思想是具有划时代好处的，无愧为近代积分学的先驱。他还有许多其他的发明，没有一个古代的科学家，象阿基米德那样将熟练的计算技巧和严格证明融为一体，将抽象的理论和工程技术的具体应用紧密结合起来。阅读（三）：“给我一个支点，我能撬动地球”——阿基米德关于杠杆原理的故事在埃及公元前一千五百年前左右，就有人用杠杆来抬起重物，但是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，是没有人能够解释的。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。阿基米德却不承认是什么魔性。阿基米德确立了杠杆定律后，就推断说，只要能够取得适当的杠杆长度，任何重量都能够用很小的力量举起来。据说他以前说过这样的豪言壮语：给我一个支点、我就能举起地球”叙拉古国王听说后，对阿基米德说：凭着宙斯起誓，你说的事真是个性，阿基米德！阿基米德向国王解释了杠杆的特性以后，国王说：到哪里去找一个支点，把地球撬起来呢？阿基米德：“给我一个支点，我能撬动地球”这样的支点是没有的。阿基米德回答说。那么，要叫人坚信力学的神力就不可能了？国王说。不，不，你误会了，陛下，我能够给你举出别的例子。阿基米德说。国王说：你太吹牛了！你且替我推动一样重的东西，看你讲的话怎样。当时国王正有一个困难的问题，就是他替埃及国王造了一艘很大的船。船造好后，动员了叙拉古