科学启蒙之路-Day16

阿基米德(公元前287年—公元前212年),是伟大的古希腊哲学家、科学家、数学家、物理学家,他发现了许多理论原理,被誉为“力学之父”,与高斯和牛顿并列世界三大数学家,但是身处的时代却比他们早得多。

阿基米德诞生于希腊西西里岛叙拉古附近的一个小村庄,他出生于贵族,家庭十分富有,与叙拉古的赫农王是亲戚。阿基米德的父亲是天文学家兼数学家,学识渊博,为人谦逊。阿基米德的意思是大思想家,表明他的父亲对他的殷切希望。阿基米德受家庭的影响,从小就对数学、天文学特别是古希腊的几何学产生了浓厚的兴趣。

阿基米德十一岁时,阿基米德被父亲送到埃及的亚历山大城学习。亚历山大城位于尼罗河口,是当时世界的知识、文化贸易中心,学者云集,人才荟萃,被世人誉为“智慧之都”。举凡文学、数学、天文学、医学的研究都很发达。在那里,阿基米德跟许多著名的学者学到了几何学、物理学等丰富的知识,包括几何学大师欧几里德。阿基米德能在生活中灵活的运用他学到的知识,并且他的许多发现也都来源于生活。

有一次,叙拉古赫农王让工匠替他做了一顶纯金的王冠。王冠做好后,虽然跟之前的金块重量一样,但是国王仍然疑心工匠做的金冠并非纯金,所以他想找个人检验一下王冠是否是纯金的。这个问题难倒了国王和诸位大臣。经一大臣建议,国王请来阿基米德来检验皇冠。于是,赫农王找来阿基米德,让他在不能破坏王冠的情况下,检查王冠是否掺了其他金属。

最初阿基米德对这个问题无计可施。他想了很多办法,都没法在不破坏王冠的情况下检查出来。有一天,他在家洗澡,当他坐进澡盆里时,看到水往外溢。水为什么往外溢呢?对,因为他坐进去把一部分水挤出去了,而挤出多少水,跟他身体进入水中的体积有关系。

然后他拿来一块石头和一块木头扔进了澡盆里,石头一下子就沉到了水里,但是木头却漂在水面上,需要他花一些力气压着木头才能让木头完全进入水中。一旦他松手了,木头就又浮到了水面上。他注意到,石头和木头的体积相差不多,但是很明显的,这块石头要比木头重很多。于是他总结出,不同材质的物质,相同体积的情况下,重量是不同的。他把表示这种物质的单位体积的重量标准,叫做密度。相同材质的物质,体积相同,重量应该是一样的。

他突然想到可以用测定王冠在水中排水量的办法,来确定王冠的体积。如果王冠完全沒入水中的排水量,跟相同重量的纯金的排水量相同,说明王冠是纯金的。如果不同,说明王冠中肯定掺杂了其他物质。于是他兴奋地跳出澡盆,连衣服都顾不得穿上就跑了出去,大声喊着:“找到了!找到了!”

他经过了进一步的实验以后,确信没有问题,便来到了王宫,他把王冠和同等重量的纯金放在盛满水的两个盆里,比较两盆溢出来的水,发现放王冠的盆里溢出来的水比另一盆多。这就说明王冠的体积比相同重量的纯金的体积大,密度不相同,所以证明了王冠里掺进了其他金属。

之后他又进一步研究,提出了这一原理的总结:物体在液体中所获得的浮力,等于它所排出液体的重量。这就是著名的阿基米德原理,也叫做浮力定律。

他还发现了杠杆原理,并制作出了杠杆和滑轮等工具。他曾说过:“给我一个支点,我就能撬起整个地球。”

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