數學之神，力學之父-阿基米德

2020-09-11 許竹君

01. 在大街上裸奔的科學家

2千多年前古希臘的某一天，突然一個男子赤身裸體地在大街上奔跑，邊朝皇宮跑去，邊喊：我知道了，我知道了！

直到他被皇家侍衛擋住：問他幹什麼。他說：我要見皇上。侍衛客氣地說：大人，請你穿好衣服再來。

這個洗澡時發現問題，連衣服都不記得穿，就要見皇上的大人是誰呢？他就是浮力定理的發現者阿基米德。

阿基米德知道了什麼呢？他在洗澡時想起了他的浮力原理。完全浸沒在水中的物體，物體排開水的體積等於它自身的體積。

原來 最近皇帝交給阿基米德一件任務。要阿基米德檢測他新做的精美的皇冠是否為純金打造。阿基米德為這件事情，苦思冥想好幾天了，終於在他洗澡時想出了這個好辦法。

02. 阿基米德是何方大神？

阿基米德（公元前287-公元前212年）。是古希臘偉大的哲學家、數學家、物理學家和天文學家。享有「力學之父」、「數學之神」的美譽。其膾炙人口的名言：給我一個支點，我將撬起整個地球。至今為人們津津樂道。

阿基米德傳奇的一生，留下許多為人稱道的故事。鏡子聚光，浮力原理只是其中的一部分。

阿基米德出生在義大利半島南端西西里島的敘拉古。父親是位數學家兼天文學家，是敘拉古國王的親戚。阿基米德從小有良好的家庭教養，11歲就被送到希臘文化中心埃及的亞歷山大城去學習，師從歐幾裡德的學生，鑽研過《幾何原本》。並終生和這裡的圖書館聯繫，和這裡的科學界的朋友書信往來，切磋學問。

03. 數學之神

任何一張開列有史以來三個最偉大的數學家的名單之中。必定會包括阿基米德，而另外兩位通常是牛頓和高斯。不過以他們的宏偉業績和所處的時代背景來比較，或拿他們影響當代和後世的深邃久遠來比較，還應首推阿基米德。

阿基米德有很多光輝的力學和數學著作。在漫長的中世紀，歐洲很少有人知道阿基米德。後來一個威尼斯人根據一部抄於10世紀的稿本，將包括《圓的度量》的七種阿基米德原著譯成拉丁文，於1501年出版。阿基米德著作才重新流傳開來。1670年英國牛津出版了《阿基米德遺著全集》，流傳至今的共十來部，多是幾何著作，也有一些為力學著作和計算問題。

《球和圓柱》中，他證明了球的表面積是其大圓面積的4倍；球體積是一個底面為球的大圓，高為球的半徑的圓錐體積的4倍；等邊圓柱（圓柱的高等於底面直徑）的體積和表面積為其其內切球的體積和表面積的二分之三。後者是阿基米德最為得意的發現，他希望人們在他死後將這個幾何體刻在其墓碑上。

《拋物線求積法》中，他用三種方法，證明了拋物線被任何直線截得的弓形面積均為其等底等高的三角形面積的三分之四。他分別用幾何法，窮竭法（相當於現在的積分法）和力學權重方法證明了。想想這可是二千多年以前的事。真是個數學之神。做為現代人，你證得出嗎？

《論螺線》，是阿基米德對數學最出色的貢獻。筆者認為非常簡潔且有意思。有興趣的讀者不妨找來讀讀。

04. 力學之父

阿基米德的《平面的平衡》，是關於力學最早的著作，講的是確定平面圖形和立體圖形的重心問題。

《浮體》，是流體靜力學的第一部著作。阿基米德把數學推理和數學公式成功地應用於力學。反過來他又用力學方法解決數學問題。

阿基米德建立了數學在力學上的成功應用，他在亞歷山大期間，就開始很好地將理論應用於實際。他到埃及旅行時，利用力學和螺旋知識，製作了阿基米德螺線揚水器用於農業水利。

據說阿基米德製作蝸牛、滑輪組機械等，他共製作了40多鍾。他是一個將數學和力學完美揉和在一起的科學大匠，同時他也是一個理論和應用相結合的巨匠。

05. 給我一個支點，我將撬起整個地球

當羅馬將領馬塞拉斯率領海陸兩路精兵圍攻敘拉古時。阿基米德用自己的聰明才智造出精銳的軍械抗擊入侵者，仗著這些武器，使得人民堅守國門3年之久。

阿基米德製造了許多機器，能夠把炮彈送到任何所希望的距離去。敵人離城市還很遠，他就把自己巨大的遠射程投射器，發射大量的箭和重炮彈，擊敗了敵人的戰船。

阿基米德還發明了鳥嘴梁，伸向高空，投下巨石，使敵人船破喪生；巨大的鐵爪式起重機，抓住船頭，提出水面，使敵人船翻沉海，葬身魚腹。

阿基米德還發動人民拿出鏡子，用聚光鏡燒毀敵船。敵軍中的將士對這個數學之神恨之入骨，咬牙切齒。恨不得殺了他。

後來是羅馬人趁敘拉古人的狂歡之夜，收買內奸，打開城門。如猛獸下山般奪路衝來。據說75歲的阿基米德正在研究他的幾何問題，羅馬士兵闖入室內，赴劍而來……儘管他們的長官一再申令：不許任何人碰一碰阿基米德，應該讓他做我們的上賓。

一個偉大的巨人隕落了。但是阿基米德在科學界留下的東西卻永不褪色。

相關焦點

  • 力學之父阿基米德
    公元前287年位於歐洲文明發源地古希臘的敘古拉的一戶人家裡降生了一個小男孩，作為天文學家兼數學家的父親給他取名叫阿基米德，阿基米德意為大的思想家。 阿基米德從小對數學天文學和古希臘的幾何學產生了濃厚興趣。
  • 阿基米德:「力學之父」
    阿基米德，偉大的古希臘哲學家、數學家和物理學家，靜態力學和流體力學的奠基人，享有「力學之父」的美稱。他曾說過「給我一個支點，我就能撬起整個地球。」前212年，所說羅馬士兵闖入阿基米德住宅時，他正在地上埋頭做幾何圖形，阿基米德對士兵說：「你們等一等再殺我，我不能給世人留下不完整的公式。」還沒等他說完，士兵就殺了他。他是帶著遺憾死去的。
  • 古希臘時期的理科生,被稱為當時的數學之神,奠定力學的阿基米德
    然而在古希臘時期也有一位理科生，這位理科生曾經被稱為當時的數學之神，他還奠定了力學的發展，這位就是阿基米德。說起阿基米德，應該都有聽過他的一些小故事吧，例如我們現在知道的槓桿原理，這也是他提出來的。他也有很多其他的發現，而這些發現或多或少都影響著一些科技的發展。現在我們就來看看這位理科生，阿基米德他有怎樣的經歷吧。
  • 阿基米德："力學之父"
    阿基米德，偉大的古希臘哲學家、數學家和物理學家，靜態力學和流體力學的奠基人，享有&34;的美稱。阿基米德的父親學識淵博，為人謙遜，是一位天文學家及數學家。在這樣的家庭氛圍影響下，阿基米德從小就對天文學、數學尤其是古希臘幾何學興趣深厚。後來，被父親送到亞歷山大城學習，這些都為阿基米德的成功奠定了堅實的基礎。
  • 【數學小學堂】「撬動地球」的數學家阿基米德的故事
    小朋友們晚上好，之前和小朋友們講數學家歐拉的故事，今天帶大家一起學習「力學之父」阿基米德的故事，你們準備好了嗎？阿基米德，偉大的古希臘哲學家、百科式科學家、數學家、物理學家、力學家，靜態力學和流體靜力學的奠基人，並且享有「力學之父」的美稱，阿基米德和高斯、牛頓並列為世界三大數學家。 阿基米德曾說過：「給我一個支點，我就能撬起整個地球。」
  • 阿基米德為何被稱為「力學之父」?他發明了哪些工程機械?
    阿基米德（公元前287年—公元前212年），偉大的古希臘哲學家、百科式科學家、數學家、物理學家、力學家，靜態力學和流體靜力學的奠基人，並且享有「力學之父」的美稱，阿基米德和高斯、牛頓並列為世界三大數學家。 阿基米德曾說過：「給我一個支點，我就能撬起整個地球。」
  • 用一根槓桿撬起地球的力學之父——阿基米德
    阿基米德（公元前287年—公元前212年），古希臘哲學家、數學家、物理學家、，靜態力學和流體靜力學的奠基人，並且享有「力學之父」的美稱，阿基米德和高斯、牛頓、歐拉並列為世界四大數學家。阿基米德曾說過：「給我一個支點，我就能撬起整個地球。」
  • 新展介紹 | 「走近阿基米德」科學展
    「給我一個支點，我就能撬起整個地球」，2300年前古希臘科學家阿基米德的這句名言家喻戶曉。
  • 中國近代「力學之父」、「應用數學之父」—錢偉長
    錢偉長(1912—2010)，江蘇無錫人，世界著名的科學家、教育家，傑出的社會活動家，中國科學院學部委員，中國民主同盟的卓越領導人，中國科學院資深院士，錢偉長長期從事力學和應用數學，為中國航空航天和軍工事業建立了不朽的功勳，被人稱為中國近代"力學之父"，"應用數學之父"。
  • 阿基米德展
    同學們得知除了參觀科技館常規展館，這次還有一個特別的項目就是「阿基米德展」。老師為同學們講述了關於阿基米德的兩個小故事，同學們對阿基米德既好奇又崇拜，都想快點看看阿基米德都發明了哪些推動人類文明的發展的東西。
  • 數學大師啟示錄——阿基米德
    可是阿基米德哪裡睡得著! 主人剛離開，他就悄悄出門，找到不遠處的圖 書館。看到那豐富的收藏，阿基米德心花怒放。用木棍把一張張紙莎草紙捲起來的一卷卷珍貴的手抄書，堆滿了一列列高大的書架。打開一卷，是希臘自然哲學家德謨克利特的幾何著作；再看一卷，是歐多克斯的天文學說 。啊!這些大卷就是歐幾裡得的《幾何原本》 ! 阿基米德看著看著，很快入了神，周圍的事物和時光的流逝，他全然不知覺了。
  • 你了解阿基米德多面體嗎?
    一、了解阿基米德二、感知球體結構，學習阿基米德球體的搭建三、學習阿基米德球體多種搭建方法，並對球體進行逆向分解四、嘗試將阿基米德球體進行結構變化，感知結構變化的多樣性和連續性五、 阿基米德球親子遊戲拓展
  • 阿基米德對物理學奉獻
    從他這裡的解決問題的方法，當時的阿基米德對積分已經有一定的認識。已一人之力，創造了《幾何原本》，幾乎把平面幾何裡你能想到和你不能想到的都被他的靈感捕獲，並詳細的納入他的《幾何原本》中。這本書對人類的影響之大，差一點就超過了上帝新手書寫的《聖經》，可謂是上帝下的第一人。這有一半的功勞都要歸功於理想模型的到來，《幾何原本》中的一個個不可反駁的公設就是一個不能被證否的數學理想模型。
  • 阿基米德面積方法求幾何級數和,真厲害!
    阿基米德（公元前287年—公元前212年），偉大的古希臘哲學家、百科式科學家、數學家、物理學家、力學家，靜態力學和流體靜力學的奠基人，並且享有「力學之父」的美稱，阿基米德和高斯、牛頓並列為世界三大數學家。
  • 幾何之父阿基米德的封神之路
    即使是上學時數學成績不及格的人，也不會對阿基米德的名字感到陌生。這個數學界大名鼎鼎的b王，不僅是靜態力學和流體靜力學的奠基人，被譽為「力學之父」「幾何之父」，還曾放出過一句豪言：「給我一個支點，我就能撬起整個地球。」有句段子曾說：所有吹過的牛皮，都是腦子進的水，但阿基米德偏偏是個例外。
  • 為了真理直面死亡,科學界的哲學家——阿基米德!
    前212年，羅馬士兵闖入阿基米德住宅時，阿基米德正在地上埋頭做幾何圖形，他對士兵說：「你們等一等再殺我，我不能給世人留下不完整的公式。」還沒等他說完，士兵就殺了他。他是帶著遺憾死去的。阿基米德的一生是為科學奉獻的一生，而他的死亡，也成為科學界與哲學界乃至全人類的一大損失…是什麼讓阿基米德至死不忘科學研究？
  • 微積分先驅-阿基米德與他心中的數學王國
    阿基米德（Archimedes） （約公元前287-前212）　　"阿基米德志氣如此之高，心靈如此之幽深，科學知識如此之豐富，……一心追求那美妙的不夾雜世俗需求的學問。"歐洲經歷了漫長的中世紀的黑夜之後，才達到他當時的數學水平。羅馬時代的科學史家普林尼(Plinius)曾把他譽為"數學之神"。
  • 古今數學啟迪:讀讀阿基米德的著作帶給我們的新視野
    阿基米德早年曾在亞歷山大跟隨歐幾裡得門生學習，他有許多學術成果是通過與亞歷山大學者的通信保存下來的。阿基米德貢獻涉及數學，力學，天文學等領域，傳世的數學著作不少於10種，包含許多創造性發現。阿基米德的著作將熟練的計算技巧與嚴格的證明融為一體，並包含了微積分思想的萌芽，被尊為古代數學中精確性與創造性的典範。
  • 世界十大傑出物理學家 阿基米德將數學物理推向了新高度
    9.阿基米德阿基米德是古代最偉大的科學家，他將數學，物理和工程學推向了新的高度。他創建了力學和靜力學的物理科學，發現了槓桿和滑輪的規律，並發現了物理學中最重要的概念之一 重心。他將先進的數學應用於物質世界，他的倖存作品激發了Galileo Galilei和Isaac Newton對動作定律的研究。
  • 幾何巨人:阿基米德
    第二次布匿戰爭時，羅馬大軍圍攻錫拉庫扎，阿基米德死於羅馬士兵之手。阿基米德對數學和物理學的影響極為深遠，被視為古希臘最傑出的科學家。美國數學史學家E.T.貝爾在其《數學大師(Men of Mathematics)》一書中將阿基米德與牛頓和高斯並列為有史以來最偉大的三位數學家。