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數學家阿基米德的故事

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說起阿基米德,大多數人覺得陌生的話。那麼“給我一個支點,我可以翹起整個地球。”這句話,我相信大多數人都聽說過。而說這句話的人就是他,一位古希臘著名的數學家,物理學家。他與數學王子高斯,尤拉,牛頓一起被稱為世界四大數學家,由此可見他對世界數學發展的傑出貢獻。下面是小編幫大家整理的數學家阿基米德的故事,僅供參考,大家一起來看看吧。

數學家阿基米德的故事

二千一百九十年前,在古希臘西西里島的敘拉古國,出現一位偉大的物理學家。他叫阿基米德(公元前287——212年)。阿基米德的一生勤奮好學,專心一志地獻身於科學,忠於祖國,受到人們的尊敬與讚揚。阿基米德曾發現槓桿定律和以他的名字命名的阿基米德定律。並利用這些定律設計了多種機械,為人民、為祖國服務。關於他生平的詳細狀況,已無法考證。但關於他發明創造和保衛祖國的故事,卻流傳至今。

槓桿定律的確立

人們從遠古時代起就會使用槓桿,並且懂得巧妙地運用槓桿。在埃及造金字塔的時候,奴隸們就利用槓桿把沉重的石塊往上撬。造船工人用槓桿在船上架設桅杆。人們用汲水吊杆從井裡取水,等等。但是,槓桿為什麼能做到這一點呢?在阿基米德發現槓桿定律之前,是沒有人能夠解釋的。當時,有的哲學家在談到這個問題的時候,一口咬定說,這是“魔性”。阿基米德卻不承認是什麼“魔性”。他懂得,自然界裡的種種現象,總有自然的原因來解釋。槓桿作用也有它自然的原因,他決心把它解釋出來。阿基米德經過反覆地觀察、實驗和計算,最後確立了槓桿的平衡定律。就是,“力臂和力(重量)成反比例。”換句話說,就是:小重量是大重量的多少分之一重,長力臂就應當是短力臂的多少倍長。阿基米德確立了槓桿定律後,就推斷說,只要能夠取得適當的槓桿長度,任何重量都能夠用很小的力量舉起來。據說他以前說過這樣的豪言壯語:死心的句子

“給我一個支點、我就能舉起地球!”

敘拉古國王聽說後,對阿基米德說:“憑著宙斯(宙斯是希臘神話中的眾神之王,主管天、雷、電和雨)起誓,你說的事真是稀奇古怪,阿基米德!”阿基米德向國王解釋了槓桿的特性以後,國王說:“到哪裡去找一個支點,把地球舉起來呢?”

“這樣的支點是沒有的。”阿基米德回答說。

“那麼,要叫人堅信力學的神力就不可能了?”國王說。

“不,不,你誤會了,陛下,我能夠給你舉出別的例子。”阿基米德說。

國王說:“你太吹牛了!你且替我推動一樣重的'東西,看你講的話怎樣。”當時國王正有一個困難的問題,就是他替埃及王造了一艘很大的船。船造好後,動員了敘拉古全城的人,也沒法把它推下水。阿基米德說:“好吧,我替你來推這一隻船吧。”

阿基米德離開國王后,就利用槓桿和滑輪的子理,設計、製造了一套巧妙的機械。把一切都準備好後,阿基米德請國王來觀看大船下水。他把一根粗繩的末端交給國王,讓國王輕輕拉一下。頓時,那艘大船慢慢移動起來,順利地滑下了水裡,國王和大臣們看到這樣的奇蹟,好象看耍魔術一樣,驚奇不已!於是,國王信服了阿基米德,並向全國發出佈告:“從此以後,無論阿基米德講什麼,都要堅信他……”

稱量皇冠的難題

在一般人看來,阿基米德是個“怪人”。用羅馬歷史學家普魯塔克的話說:“他象是一箇中了邪術的人,對於飯食和自己的身體全不關心。”有時候,飯擺在桌子上叫他吃飯,他好象沒聽見,仍舊在火盆的灰裡畫他的幾何圖形。他的妻子,要時時看守他。譬如他用油擦身的時候,便呆坐著用油在自己身上畫圖案,而忘記原來是作什麼事的了。他的妻子更怕送他到浴堂裡去洗澡,這個笑話是正因國王的一個新冠冕而引起的。

國王在前不久,叫一個工匠替他打造一頂金皇冠。國王給了工匠他所需要的數量的黃金。工匠的手藝十分高明,製做的皇冠精巧別緻,而且重量跟當初國王所給的黃金一樣重。但是,有人向國王報告說:“工匠製造皇冠時,私下吞沒了一部分黃金,把同樣重的銀子摻了進去。”國王聽後,也懷疑起來,就把阿基米德找來,要他想法測定,金皇冠裡摻沒摻銀子,工匠是否私吞黃金了。這次,可把阿基米德難住了。他回到家裡苦思苦想了好久,也沒有想出辦法,每一天飯吃不下,覺睡不好,也不洗澡,象著了魔一樣。

有一天,國王派人來催他進宮彙報。他妻子看他太髒了,就逼他去洗澡。他在澡堂洗澡的時候,腦子裡還想著稱量皇冠的難題。突然,他注意到,當他的身體在浴盆裡沉下去的時候,就有一部分水從浴盆邊溢位來。同時,他覺得入水愈深,則他的體量愈輕。於是,他立刻跳出浴盆,忘了穿衣服,就跑到人群的街上去了。一邊跑,一邊叫:“我想出來了,我想出來了,解決皇冠的辦法找到啦!”

他進皇宮後,對國王說:“請允許我先做一個實驗,才能把結果報告給你。”國王同意了。阿基米德將與皇冠一樣重的金子、一塊銀子和皇冠,分別一一放在水盆裡,看金塊排出的水量比銀塊排出的水量少,而皇冠排出的水量比金塊排出的水量多。

阿基米德對國王說:“皇冠摻了銀子!”國王看了實驗,沒有弄明白,讓阿基米德給解釋一下。阿基米德說:“一公斤的木頭和一公斤的鐵比較,木頭的體積大。如果分別把它們放入水中,體積大的木頭排出的水量,比體積小的鐵排出的水量多。我把這個道理用在金子、銀子和皇冠上。正因金子的密度大,而銀子的密度小,因此同樣重的金子和銀子,必然是銀子的體積大於金子的體積。因此同樣重的金塊和銀塊放入水中,那麼金塊排出的水量就比銀塊的水量少。剛才的實驗證明,皇冠排出的水量比金塊多,說明皇冠的密度比金塊的密度小,這就證明皇冠不是用純金製造的。”阿基米德有條理的講述,使國王信服了。實驗結果證明,那個工匠私吞了黃金。

阿基米德的這個實驗,就是“靜水力學”的胚胎。但他並不停留在這一點上,繼續深入研究浮體的問題。結果發現了自然科學中的一個重要原理——阿基米德定律。即:把物體浸在一種液體中時,所排開的液體體積,等於物體所浸入的體積;維持浮體的浮力,跟浮體所排開的液體的重量相等。

戰爭史上的一個奇觀

公元前213年,羅馬的軍隊由瑪爾凱路率領進犯阿基米德的國家敘拉古。這時,年已七十五歲的阿基米德,也立刻竭盡自己的所有才能,幫忙祖國,打擊敵人。

羅馬統帥瑪爾凱路,接連攻下敘拉古的兩座城後,更加狂妄自大。他認為,只要用五天的準備時刻,就能夠攻陷國都敘拉古城。但他恰恰沒有想到,就是正因有一位熱愛祖國的白髮蒼蒼的老人阿基米德,就把他的一切計劃打破了。

這場距今二千一百九十年前的戰鬥,被歷史學家們稱為:戰爭史上的一個奇觀!

瑪爾凱路率領著船隊,從水上進攻敘拉古。他的每隻戰艦上的士兵都裝備著弓箭、投石器和輕鏢槍,要把敘拉古的守衛者趕下城去,然後透過架在戰艦上的攻城機,讓士兵衝進敘拉古。但是,阿基米德做了充分的準備。當敵人的艦隊接近的時候,阿基米德就開動他製造的那些巨大的遠端投射機器。遠端投射機器能把二百多公斤的石塊,投射一千多米遠(相當於18世紀大炮的射程)。這些巨大的石塊,象冰雹似地打在戰艦上,打得瑪爾凱路手忙腳亂,船沉兵死,一片驚慌。瑪爾凱路只得急急忙忙把剩下的戰艦撤走。

瑪爾凱路又決定夜間進攻。他以為夜間阿基米德看不遠,等艦隊到了城下他那些巨大的遠端投射機器就用不上了。但是,當瑪爾凱路夜間進攻的時候,又倒了大黴。阿基米德短射程的機器開動了,這些機器不斷地投擲出短鏢槍、石塊,使羅馬軍隊又一次遭到沉重打擊,連瑪爾凱路也差一點喪命。

瑪爾凱路不甘心放下佔領敘拉古的企圖。他還是催促軍隊和強迫他的工程師們,繼續同阿基米德較量。結果,都是徒勞。有時,羅馬把帶有攻城機的戰艦衝到敘拉古的城下,守城者就把一種掛著“長嘴”的機器開動起來,一塊塊石頭從“長嘴”裡傾落下來,不但把攻城機打得粉碎,而且也把戰艦砸個稀爛,使羅馬的士兵陷入絕境。有時,還從城上放下一種鐵鉤,這種鐵鉤用機器操縱著十分靈活,鐵鉤能鉤住羅馬兵船的船頭,然後把兵船拉起來,使兵船向一邊翻倒,扣進水裡。

瑪爾凱路使盡了各種進攻手段,都被阿基米德的發明打破了。羅馬軍隊變得膽小如鼠,一看見從牆頭上伸出條繩子,就抱頭鼠竄拼命逃跑,並叫喊著:“阿基米德又使出一種機器來作弄我們了!”

瑪爾凱路最後沒有辦法了,只得把敘拉古城團團圍住,妄圖把城裡的人困死。他的這種辦法,使得阿基米德也無能為力了。羅馬軍隊一向圍困了八個月,最後乘敘拉古人歡度節日,而疏於防範的機會,從一個冷僻的城門偷襲進去,才把敘拉古攻陷。

當羅馬軍隊衝進城的時候,瑪爾凱路曾下令不好殺害這位偉大的物理學家。但是那時,阿基米德正在他的實驗室裡畫他的圖形。士兵衝進後,腳踏聲驚擾了他。這種驚擾,使他驚醒過來,憤怒地喊道:“喂!你弄壞了我的圖畫,趕快跑開些!”結果,他的憤慨激怒了羅馬士兵,阿基米德便死於刀下。

偉大的物理學家阿基米德雖然遇難了,但是,他在科學上給人類做出的貢獻,是無法估量的!