阿基米德是古希腊科学巨人,古代最伟大的科学家,在数学、物理学、天文学和机械科学等各方面都有卓越成就。
阿基米德发现浮力定律的故事脍炙人口。传说叙拉古的海罗王让金匠制作了一顶纯金的皇冠,却有人告发说,皇冠被掺了白银,并非纯金。国王请阿基米德作鉴定。阿基米德冥思苦想,一时也没有找到好的鉴别方法。一次在澡盆洗澡时,阿基米德突然悟到物体的体积等于物体排开水的体积,因而忘形裸奔,跑到街上大喊“尤里卡”(希腊语“我找到了”)。阿基米德把皇冠放在水里,测出排开水的体积,也就是皇冠的体积,再把与皇冠同等重量的金子放在水里,测出这些金子的体积,两个体积相互比较,如果皇冠的体积更大,则说明其中掺了假。在对沉浮现象进行了大量研究之后,阿基米德发现了浮力定律:物体在水中所受的浮力等于它排开水的重量。该定律通常被我们称为阿基米德定律。
阿基米德Ⓦ
其实,阿基米德的研究并非传说中那么简单,他没有停留在浮力大小的问题上。阿基米德非常注重推理方法的应用,他找到了更为根本的液压原理,即在连通的液体中,同一水平位置的液体如果受到的压力有差别就不会静止,但容器中深处的液体可在其上面液体的压缩下而不至于移动。根据此原理,他证明静止的液面必然是以地球中心为球心的球面,阐述了固体在液体中的沉浮和重量变化,包括浮力大小与所排液体的关系等。这些内容都记载在其名著《论浮体》中。
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在另一名著《论平面图形的平衡或其重心》中,阿基米德提出了基本的杠杆原理:“两重物平衡时,所处的距离与重量成反比。”阿基米德名言“给我一个支点,我就能撬起地球”虽然夸张,但其理论依据就是杠杆原理。
投石机Ⓢ
阿基米德还以发明的各种巧妙的机械在当时的叙拉古享有崇高的声誉。据说,为了让叙拉古国王相信他能移动地球的说法,他设计了一套滑轮装置。利用这套装置,他几乎不费什么力气,就把一艘轮船拖动了一段距离。更让人惊叹的是阿基米德发明的军事机械。据说在一次战争中,阿基米德发明的投石机、投火器等发挥了神奇的作用,使前来进攻叙拉古的罗马军团遭受惨重的伤亡。
阿基米德是具有无比旺盛原创能力的科学家,他留下了足足十一部传世作品,失传的也有七八部之多。这些作品都是原创性的论文或专著,其严谨和精妙令人叹服,重要性和价值也经久不衰。