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            阿基米德的“支点”

            时间:2009/2/27 9:06:46  点击:4135 次
              公元前212年的一天,在西西里岛的叙拉古城里,一位老人正在花园里的一块沙地上,专心致志地做着一道几何题.这道几何题他已经苦思冥想好长时间了.这位老人名叫阿基米德,已经七十五岁了,是一位天才的数学家.此时,他并不知道外面发生的事.
                原来,罗马军队对叙拉古城包围了两年,久攻不下.就在这天早晨,罗马军队终于攻破了叙拉古城.罗马军团的指挥官叫马赛拉斯,早已知道阿基米德是一位伟大的数学家,又擅长制造攻城机械,于是,就派了一个士兵去请他.
                这个士兵来到阿基米德家中,要阿基米德立刻跟他走,去见军团指挥官.此时阿基米德正在做着那道几何题呢.
                “让我把这道题解开后再跟你走,请你稍等一会儿吧.”阿基米德说.
                “你说什么?让我等你!这绝对不可能.”这个鲁莽的士兵勃然大怒,拔出佩剑来,一剑刺死了阿基米德.
                马赛拉斯听说阿基米德死了,感到十分惋惜,下令严惩那个士兵.他隆重地为阿基米德举行了葬礼,并为他建造了陵墓.
                阿基米德出生在希腊殖民城市叙拉古.他从小热爱学习,善于思考,喜欢辩论.早年他来到埃及的亚历山大求学.当时,亚历山大是托勒密王朝的首都,也是一个希腊化的城市.在亚历山大,建有世界上最大的图书馆,藏书多达五十万卷.这里的学术气氛浓厚,许多希腊的年轻人来此深造.阿基米德在这里学习了哲学和数学、天文学、物理学等科学知识,掌握了丰富的希腊文化遗产.后来,他返回了叙拉古,专心致志地从事科学研究.阿基米德在几何学、物理学、工程学等方面都作出了杰出的发明和贡献.
                当时在几何学方面,有一个难题一直困扰着学者们:如何计算圆形的面积?
                阿基米德想出了一个巧妙的方法.他利用无数个多边形来求证——通过成倍地增加边数而接近圆,最终求证出圆面积公式.同样,他还用无数个宽度相等的矩形,论证了椭圆面积公式.进而,阿基米德发现了球与圆柱体的关系:一个球的体积是一个外切圆柱体体积的三分之二.    
              阿基米德还是流体静力学的创始人.
                一次,叙拉古国王要打造一顶金王冠.他找来了城里有名的金匠,给了他一些金子.他担心金匠可能会私吞金子,特地用秤称了一下金子的重量.过了几个月,金王冠打造好了.国王看着金光灿灿的王冠,爱不释手.可是,他又心怀疑虑,金匠是否欺骗了他,在金冠中掺入了银子?国王已经付给了金匠很高的工钱,他不想再损失金子了.
                这时,国王想起了叙拉古的大学问家阿基米德,于是,他把阿基米德请到了王宫,想请阿基米德鉴定一下金王冠中是否掺入了银子.同时,国王又告诉阿基米德,不能损坏王冠的一丝一毫,因为他实在太喜欢这顶金王冠了.
                阿基米德把金王冠拿回了家.他小心翼翼地捧着金王冠,苦思冥想,绞尽脑汁.几天后,阿基米德去街上浴室洗澡,当他躺进盛满温水的浴缸时,浴缸中的水溢了出来,他感到自己的身体微微上浮.这时,一个灵感突然闪过了他的脑海:相同重量的物体,由于其比重的不同,排出的水量也不同……
                阿基米德猛地从浴缸中跳了起来,全然不顾自己还未穿衣服,高兴地大喊:“找到了!找到了!”
                他兴奋地跑上大街,一口气奔回了家.他的仆人气喘吁吁地追到了家,看到阿基米德正在做试验.他把王冠放进盛满水的盆中,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!这个试验证明,王冠中掺有银子.阿基米德把试验结果告诉了国王,国王被他的聪明才智折服了.
                阿基米德的这个试验意义重大,他发现了流体静力学的基本原理——物体在水中所产生的浮力,等于它所排开的水的重量.这个原理,通常被人们称为“阿基米德原理”.
                国王对阿基米德的才华十分赞赏,经常把他作为贵宾请到宫里.阿基米德不失时机地向国王和大臣们展示他的新发现.有一天,阿基米德把他刚发现的杠杆原理告诉了国王.他认为,只要力臂足够长,一个力可以推动任何重物.他十分自信地对国王说:“如果给我一个支点,我就可以移动地球!”
                国王和大臣们将信将疑.阿基米德把他们带到了王宫附近的一条河边,一条大船正搁浅在岸上.阿基米德在船身下安装了杠杆装置,接着,他用力按动杠杆,只见船身缓缓地向前移动,十几分钟以后,船慢慢地进入河里.围观的群众发出了欢呼声,国王和大臣们也心服口服.
                阿基米德经常把他的发明运用到实践中去.还在亚历山大求学时,他经常到尼罗河畔散步.在久旱不雨的季节,他看到农民在尼罗河边一桶一桶地提水浇地,非常吃力.于是,他设计制造了一种螺旋提水器,通过旋转螺杆把水从河里抽上来,省了许多气力.在今天的埃及,人们仍在使用这种螺旋提水器.
                为了保卫叙拉古不受外敌侵犯,阿基米德还发明和制造了许多护城机械.
                公元前三世纪末,罗马和迦太基为争夺地中海的霸权,爆发了第二次布匿战争.叙拉古站在迦太基一方.公元前214年,罗马军队开始进攻叙拉古.就在罗马舰队逼近叙拉古城时,一些粗梁突然从城墙旁伸出来,撞沉了罗马的军舰;一些起重机式的机械从城墙上伸出机械爪,抓住敌舰,掀翻过来.原来,阿基米德多年前造的护城机械发挥了作用.罗马海军遭到沉重打击,军团指挥官马赛拉斯改变战略,佯装撤退.
                到了晚上,马赛拉斯派出步兵悄悄逼近城墙,他以为阿基米德的机械无法发挥作用了.可是,阿基米德早就准备了投石机等短距离器械,再次打退了罗马人的进攻.这时,罗马人一筹莫展,望城兴叹,甚至谈虎色变,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!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,这样整整过了两年,到公元前212年才占领了叙拉古.
                阿基米德虽然被一个鲁莽的罗马士兵杀死了,但无论是叙拉古人还是罗马人,都对他怀有深深的敬意.根据阿基米德生前的愿望,人们在他的墓碑上,刻了一个由圆柱体所包围的圆球,标明其体积比为3∶2,以纪念这一美妙的发现.
             

             
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