能夠「撬起」地球的科學家阿基米德

2020-09-05 中學物理老胡

對於我們學物理的人來說，從初中就開始接觸，而且對我們的生活影響非常深遠，始終繞不開的一個科學家，那就是阿基米德

阿基米德

據資料記載，阿基米德出生於古希臘敘拉古城附近的一個小村莊，他出生於貴族，家庭十分富有。他的父親也是天文學家兼數學家，不僅學識淵博，而且為人謙遜。

阿基米德深受父親的影響，從小就對數學、天文學產生了濃厚的興趣。再到後來特別是對幾何學也到了痴迷的程度。

幾何圖形

於是阿基米德就被父親送到埃及的亞歷山大城跟隨著名的幾何大師歐幾裡得學習幾何學。

阿基米德的老師歐幾裡得

當時亞歷山大城位於尼羅河口，是世界知識、文化貿易中心，學者雲集。

阿基米德在這裡學習和生活了許多年，在這學習期間阿基米德還發明了螺旋泵，為農民解決了灌溉農田的一大難題。

阿基米德發明的螺旋泵

阿基米德在亞歷山大城的學習經歷對其後來在科學研究中起到了很大的幫助和影響，也為其日後從事科學研究奠定了堅實的基礎。

學有所成的阿基米德回國之後成為了敘拉古國王的顧問，專門幫國王解決科技上的問題，他整天廢寢忘食的研究數學、天文學、幾何學等。

天文學

阿基米德特別注重做實驗，通過實驗和生活中的實踐他發現了槓桿原理，利用槓槓在理論上可以將不管多重的物體都可以抬起，他甚至說出更大的豪言壯語：「給我一個支點，可以用槓桿撬起地球」！

給我一個支點我可以撬起地球

當時許多人都表示懷疑，但國王相信他，恰巧在當時工匠們為國王建造的一艘大輪船完工了，因為船身太大，工匠們沒法把船弄下水，於是找了阿基米德，阿基米德來到岸邊觀察了許久，讓工匠們在船的四周都安裝了一套設計非常精巧的滑輪和槓槓

阿基米德設計的滑輪設備

然後，阿基米德叫了一百多人站在大船的前面，抓住繩索，讓國王站在船後，輕輕拉動一根繩子大船居然動了！船慢慢的滑倒水中。

阿基米德受到國王的青睞

國王十分高興，接著國王向全城的人們大聲宣布：「從現在起，我要求大家，無論阿基米德說什麼都要相信他」！

但是在阿基米德年老的時候，羅馬軍隊包圍了他所居住的城市，還佔領了海港。

阿基米德雖不贊成戰爭，但又不得不儘自己的責任，保衛自己的祖國。阿基米德眼見國土危急，護國的責任感促使他奮起抗敵，於是阿基米德絞盡腦汁，日以繼夜的發明禦敵武器。

阿基米德研究的投石器

阿基米德利用槓桿原理製造了一種叫作石弩的拋石器，能把大石塊投向羅馬軍隊的戰艦，或者使用發射機把矛和石塊射向羅馬士兵，凡是靠近城牆的敵人，都難逃他的「飛石」或標槍。

投石器

除此之外阿基米德還發明了多種武器，來阻擋羅馬軍隊的前進。

根據一些資料的記載，當時他造了巨大的起重機，可以將敵人的戰艦吊到半空中，然後重重地摔下使戰艦在水面上粉碎。

阿基米德研究的起重設備

更有意思的是在戰爭中阿基米德讓婦女和孩子們每人都拿出自己家中的鏡子一齊來到海岸邊。

讓鏡子把強烈的陽光反射到敵艦的主帆上，千百面鏡子的反光聚集在船帆的一點上，船帆燃燒起來了，火勢趁著風力，越燒越旺，羅馬人不知底細，以為阿基米德又發明了新武器。就慌慌張張地逃跑了。

用鏡子照敵人船上的帆布使其著火

阿基米德不僅製造了很多武器還在在洗澡的時候發現了浮力定律。

當時敘拉古國王讓工匠替他做了一頂純金的王冠。但是在做好後，國王疑心工匠做的金冠並非純金，懷疑工匠私吞了黃金。

王冠

但又不能破壞王冠，而且這頂金冠的重量確實又與當初國王交給金匠的純金一樣重。這個問題一下難倒了國王和諸位大臣。後來經一大臣建議，讓阿基米德來檢驗皇冠。

最初阿基米德對這個問題也是無計可施

阿基米德在洗澡是發現了浮力定律

有一天，他在家洗澡，當他坐進澡盆裡時，看到水往外溢，突然想到可以用測定固體在水中排水量的辦法，來確定金冠的體積。他興奮地跳出澡盆，連衣服都顧不得穿上就跑了出去，大聲喊著「尤裡卡！尤裡卡！」（意思是「找到了」。）

阿基米德發現浮力定律之後瘋狂的舉動

他經過了進一步的實驗以後，便來到了王宮，他把王冠和同等重量的純金放在盛滿水的兩個盆裡，比較兩盆溢出來的水，發現放王冠的盆裡溢出來的水比另一盆多。這就說明王冠的體積比相同重量的純金的體積大，密度不相同，所以證明了王冠裡摻進了其他金屬。

這次試驗的意義遠遠大過查出金匠欺騙國王。

阿基米德從中發現了浮力定律（阿基米德原理）：物體排開液體所受到的浮力，等於它所排開液體所的重力，即我們初中所學的非常著名的阿基米德原理；

驗證阿基米德原理的實驗

後來在公元前212年，古羅馬軍隊入侵敘拉古後，阿基米德被羅馬士兵殺死，終年七十五歲。據說是羅馬士兵闖入阿基米德的住宅，看見一位老人在地上埋頭作幾何圖形，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。

正在畫幾何圖形的阿基米德被羅馬士兵殺死

阿基米德死後遺體葬在徐拉古西西里島上，墓碑上刻著一個圓柱內切球的圖形，以紀念他在幾何學上的卓越貢獻

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