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世界上下五千年历史,叙拉古的阿基米德

来源:http://www.tao803.com 作者:澳门新葡8455最新网站 时间:2019-05-04 14:49

  公元前215年,罗马将领马塞拉斯率领大军,乘坐战舰来到了历史名城叙拉古城下,马塞拉斯以为小小的叙拉古城会不攻自破,听到罗马大军的显赫名声,城里的人还不开城投降?

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  除了伟大的牛顿和伟大的爱因斯坦,再没有一个人象他那样为人类的进步做出过这样大的贡献。即使牛顿和爱因斯坦也都曾从他身上汲取过智慧和灵感。他是“理论天才与实验天才合于一人的理想化身”,他就是叙拉古的阿基米德。

  然而,问答罗马军队的是一阵阵密集可怕的镖箭和石头。罗马人的小盾牌抵挡不住数不清的大大小小的石头,他们被打得丧魂落魄,争相逃命。

全书目录:世界上下五千年历史

  阿基米德生平

  突然,从城墙上伸出了无数巨大的起重机式的机械巨手,它们分别抓住罗马人的战船,把船吊在半空中摇来晃去,最后甩在海边的岩石上,或是把船重重地摔在海里。船毁人亡。马塞拉斯侥幸没有受伤,但惊恐万分,完全失去了刚来时的骄傲和狂妄,变得不知所借。最后只好下令撤退,把船开到安全地带。

第一章:世界上下五千年历史(1)

  阿基米德,诞生于希腊叙拉古附近的一个小村庄。他出生于贵族,与叙拉古的赫农王有亲戚关系,家庭十分富有。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。当他刚满十一岁时,借助与王室的关系,被送到埃及的亚历山大里亚城去学习。亚历山大位于尼罗河口,是当时文化贸易的中心之一。这里有雄伟的博物馆、图书馆,而且人才荟萃,被世人誉为“智慧之都”。阿基米德在这里学习和生活了许多年,曾跟很多学者密切交往。他兼收并蓄了东方和古希腊的优秀文化遗产,在其后的科学生涯中作出了重大的贡献。公元前二一二年,古罗马军队入侵叙拉古,阿基米德被罗马士兵杀死,终年七十五岁。阿基米德的遗体葬在西西里岛,墓碑上刻着一个圆柱内切球的图形,以纪念他在几何学上的卓越贡献。

  罗马军队死伤无数,被叙拉古人打得晕头转向。可是,敌人在哪里呢?他们连影子也找不到。


  阿基米德的成就

  马塞拉斯最后感慨万千地对身边的士兵说:“怎么样?在这位几何学‘百手巨人’面前,我们只得放弃作战。他拿我们的战船当游戏扔着玩。在一刹那间,他向我们投射了这么多镖、箭和石块,他难道不比神话里的百手巨人还厉害吗?”马塞拉斯说的“百手巨人”是谁呢?

公元前215年,罗马将领马塞拉斯率领大军,乘坐战舰来到了历史名城叙拉古城下, 马塞拉斯以为小小的叙拉古城会不攻自破,听到罗马大军的显赫名声,城里的人还不开城投 降?

  阿基米德无可争议的是古代希腊文明所产生的最伟大的数学家及科学家,他在诸多科学领域所作出的突出贡献,使他赢得同时代人的高度尊敬。

  原来,当时所有受过教育的人都知道,在叙拉古城里住着一位人间奇才阿基米德。年过古稀的阿基米德是一位闻名于世的大科学家。在保卫叙拉古城时,他动用了杠杆、滑轮、曲柄、螺杆和齿轮。他不仅用人力开动那些投射镖箭和石弹的机器,而且还利用风力和水力,利用有关平衡和重心的知识、曲线的知识和远距离使用作用力的知识等。难怪马塞拉斯不费劲地就找到了自己惨败的原因。当天晚上,马塞拉斯连夜逼近城墙。他以为阿斯米德的机器无法发挥作用了。不料,阿斯米德早准备好了投石机之类的短距离器械,再次逼退了罗马军队的进攻。罗马人被惊吓得谈虎色变,一看到城墙上出现木梁或绳子,就抱头鼠窜,惊叫着跑开:“阿基米德来了。”

然而,问答罗马军队的是一阵阵密集可怕的镖箭和石头。罗马人的小盾牌抵挡不住数不 清的大大小小的石头,他们被打得丧魂落魄,争相逃命。

  阿基米德求得了抛物线弓形、螺线、圆形的面积和体积以及椭球体、抛物面体等复杂几何体的体积。在推演这些公式的过程中,他熟练的启用了“穷竭法”,即我们今天所说的逐步近似求极限的方法,因而被公认为微积分计算的鼻祖。他还利用此法估算出Π值在和之间,并得出了三次方程的解法。面对古希腊繁冗的数字表示方式,阿基米德提出了一套有重要意义的按级计算法,并利用它解决了许多数学难题。

  阿基米德出生在叙拉古的贵族家庭,父亲是位天文学家。在父亲的影响下,阿斯米德从小热爱学习,善于思考,喜欢辩论。长大后飘洋过海到埃及的山历山大里亚求学。他向当时著名的科学家欧几里德的学生柯农学习哲学、数学、天文学、物理学等知识,最后通古博今,掌握了丰富的希腊文化遗产。回到叙拉古后,他坚持和亚历山大里亚的学者们保持联系,交流科学研究成果。他继承了欧几里德证明定理时的严谨性,但他的才智和成就却远远高于欧几里德。他把数学研究和力学、机械学紧紧地联在一起,用数学研究力学和其它实际问题。保护叙拉古战役中的机械巨手和投石机等就是最生动的一个例子,有力地证明了“知识就是力量”的真理。在亚历山大里亚求学期间,他经常到尼罗河畔散步,在久旱不雨的季节,他看到农人吃力地一桶一桶地把水从尼罗河提上来浇地,他便创造了一种螺旋提水器,通过螺杆的旋转把水从河里取上来,省了农人很大力气。它不仅沿用到今天,而且也是当代用于水中和空中的一切螺旋推进器的原始雏形。阿基米德在他的著作《论杠杆》(可惜失传)中详细地论述了杠杆的原理。有一次叙拉古国王对杠杆的威力表示怀疑,他要求阿基米德移动载满重物和乘客的一般新三桅船。阿基米德叫工匠在船的前后左右安装了一套设计精巧的滑车和杠杆。阿基米德叫100多人在大船前面,抓住一根绳子,他让国王牵动一根绳子,大船居然慢慢地滑到海中。群众欢呼雀跃,国王也高兴异常,当众宣布:“从现在起,我要求大家,无论阿斯米德说什么,都要相信他!”

突然,从城墙上伸出了无数巨大的起重机式的机械巨手,它们分别抓住罗马人的战船, 把船吊在半空中摇来晃去,最后甩在海边的岩石上,或是把船重重地摔在海里。船毁人亡。

  阿基米德在力学方面的成绩最为突出,这些成就主要集中在静力学和流体静力学方面。他在研究机械的过程中,发现了杠杆原理,并利用这一原理设计制造了许多机械。他在研究浮体的过程中发现了浮力定律,也就是有名的阿基米德定律。

  阿基米德曾说过:给我一小块放杠杆的支点,我就能将地球挪动。假如阿基米德有个站脚的地方,他真能挪动地球吗?也许能。不过,据科学家计算,如果真有相应的条件,阿基米德使用的杠杆必须要有88×1021英里长才行!当然这在目前是做不到的。

马塞拉斯侥幸没有受伤,但惊恐万分,完全失去了刚来时的骄傲和狂妄,变得不知所借。最 后只好下令撤退,把船开到安全地带。 罗马军队死伤无数,被叙拉古人打得晕头转向。

  阿基米德在天文学方面也有出色的成就。他设计了一些圆球,用细绳和木棒将它们联接起来模仿日月和星辰的运动,并利用水力使它们转动。这样日食和月食就可以生动的表现出来了。阿基米德认为地球是圆球状的,并围绕着太阳旋转,这一观点比哥白尼的“日心地动说”要早一千八百年。限于当时的条件,他并没有就这个问题做深入系统的研究。但早在公元前三世纪就提出这样的见解,是很了不起的。

  最引人入胜,也使阿基米德最为人称道的是阿基米德从智破金冠案中发现了一个科学基本原理。

可是,敌人在哪里呢?他们连影子也找 不到。 马塞拉斯最后感慨万千地对身边的士兵说:“怎么样?在这位几何学‘百手巨人’面 前,我们只得放弃作战。

  阿基米德的著作很多,作为数学家,他写出了《论球和圆柱》、《论劈锥曲面体与球体》、《抛物线求积》、《论螺线》等数学著作。作为力学家,他著有《论平板的平衡》、《论浮体》、《论杠杆》、《论重心》等力学著作。在《论平板的平衡》中,他系统地论证了杠杆原理。在论浮体中、他论证了浮体定律。

  国王让金匠做了一顶新的纯金王冠。但他怀疑金匠在金冠中掺假了。可是,做好的王冠无论从重量上、外形上都看不出问题。国王把这个难题交给了阿基米德。

他拿我们的战船当游戏扔着玩。在一刹那间,他向我们投射了这么 多镖、箭和石块,他难道不比神话里的百手巨人还厉害吗?”马塞拉斯说的“百手巨人”

  阿基米德不仅在理论上成就璀璨,还是一个富有实践精神的工程学家。他一生设计、制造了许多机构和机器,除了杠杆系统外,值得一提的还有举重滑轮、灌地机、扬水机以及军事上用的投射器等。被称作“阿基米德举水螺旋”的扬水机是为了将水从大船的船舱中排出而发明的。扬水机可以利用螺旋把搬运到高处,在埃及得到了广泛的应用,是现代螺旋泵的前身。“给我一个支点,我将移动地球”

  阿基米德日思夜想。一天,他去澡堂洗澡,当他慢慢坐进澡堂时,水从盆边溢了出来,他望着溢出来的水,突然大叫一声:“我知道了!”竟然一丝不挂地跑回家中。原来他想出办法了。

是 谁呢? 原来,当时所有受过教育的人都知道,在叙拉古城里住着一位人间奇才阿基米德。

  阿基米德不仅是个理论家,也是个实践家,他一生热衷于将其科学发现应用于实践,从而把二者结合起来。在埃及,公元前一千五百年前左右,就有人用杠杆来抬起重物,不过人们不知道它的道理。阿基米德潜心研究了这个现象并发现了杠杆原理。

  阿基米德把金王冠放进一个装满水的缸中,一些水溢出来了。他取了王冠,把水装满,再将一块同王冠一样重的金子放进水里,又有一些水溢出来。他把两次的水加以比较,发现第一次溢出的水多于第二次。于是他断定金冠中掺了银了。经过一翻试验,他算出银子的重量。当他宣布他的发现时,金匠目瞪口呆。

年过 古稀的阿基米德是一位闻名于世的大科学家。在保卫叙拉古城时,他动用了杠杆、滑轮、曲 柄、螺杆和齿轮。

  赫农王对阿基米德的理论一向持半信半疑的态度。他要求阿基米德将它们变成活生生的例子以使人信服。阿基米德说:“给我一个支点,我就能移动地球。”国王说:“这恐怕实现不了,你还是来帮我拖动海岸上的那条大船吧。”这条船是赫农王为埃及国王制造的,体积大,相当重,因为不能挪动,搁浅在海岸上已经很多天了。阿基米德满口答应下来。

  这次试验的意义远远大过查出金匠欺骗国王。阿基米德从中发现了一条原理:即物体在液体中减轻的重量,等于他所排出液体的重量。这条原理后人以阿基米德的名字命名。一直到现代,人们还在利用这个原理测定船舶载重量等。

他不仅用人力开动那些投射镖箭和石弹的机器,而且还利用风力和水力, 利用有关平衡和重心的知识、曲线的知识和远距离使用作用力的知识等。难怪马塞拉斯不费 劲地就找到了自己惨败的原因。

  阿基米德设计了一套复杂的杠杆滑轮系统安装在船上,将绳索的一端交到赫农王手上。赫农王轻轻拉动绳索,奇迹出现了,大船缓缓地挪动起来,最终下到海里。国王惊讶之余,十分佩服阿基米德,并派人贴出告示“今后,无论阿基米德说什么,都要相信他。”

  传说,阿基米德还曾利用抛物镜面的聚光作用,把集中的阳光照射到入侵叙拉古的罗马船上,让它们自己燃烧起来。罗马的许多船只都被烧毁了,但罗马人却找不到失火的原因。900多年后,有位科学家按史书介绍的阿基米德的方法制造了一面凹面镜,成功地点着了距离镜子45米远的木头,而且烧化了距离镜子42米远的铝。所以,许多科技史家通常都把阿基米德看成是人类利用太阳能的始祖。

当天晚上,马塞拉斯连夜逼近城墙。他以为阿斯米德的机器 无法发挥作用了。不料,阿斯米德早准备好了投石机之类的短距离器械,再次逼退了罗马军 队的进攻。罗马人被惊吓得谈虎色变,一看到城墙上出现木梁或绳子,就抱头鼠窜,惊叫着 跑开:“阿基米德来了。”

  金冠之谜

  却说马塞拉斯进攻叙拉古时屡受袭击,在无般无奈下,他带着舰队,远远离开了叙拉古附近的海面。他们采取了围而不攻的办法,断绝城内和外界的联系。3年以后,他们利用叙拉古城市居民的大意,终于在公元前212年占领了叙拉古城。马塞拉斯十分敬佩阿基米德的聪明智慧,下令不许伤害他,还派一名士兵去请他。此时阿基米德不知城门已破,还在凝视着木板上的几何图形沉思呢。当士兵的利剑指向他时,他却用身子护住木板,大叫:“不要动我的图形!”他要求把原理证明完再走,但激怒了那个鲁莽无知的士兵,他竟用利剑刺死了75岁的老科学家。马塞拉斯勃然大怒,他处死了那个士兵,抚慰阿基米德的亲属,为他开了追悼会并建了陵墓。阿基米德被后世的数学家尊称为“数学之神”,在人类有史以来最重要的三位数学家中,阿基米德占首位,另两位是牛顿和高斯。

阿基米德出生在叙拉古的贵族家庭,父亲是位天文学家。在父亲的影响下,阿斯米德从 小热爱学习,善于思考,喜欢辩论。

  赫农王让金匠替他做了一顶纯金的王冠,做好后,国王疑心工匠在金冠中掺了银子,但这顶金冠确与当初交给金匠的纯金一样重,到底工匠有没有捣鬼呢?既想检验真假,又不能破坏王冠,这个问题不仅难倒了国王,也使诸大臣们面面相觑。后来,国王将它交给了阿基米德。阿基米德冥思苦想出很多方法,但都失败了。有一天,他去澡堂洗澡,他一边坐进澡盆里,一边看到水往外溢,同时感到身体被轻轻拖起。他突然恍然大悟,跳出澡盆,连衣服都顾不得穿就直向王宫奔去,一路大声很着“尤里卡”,“尤里卡”原来他想到,如果王冠放入水中后,排出的水量不等于同等重量的金子排出的水量,那肯定是掺了别的金属。这就是有名的浮力定律,既浸在液体中的物体受到向上的浮力,其大小等于物体所排出液体的重量。后来,该定律就被命名为阿基米德定律。

长大后飘洋过海到埃及的山历山大里亚求学。他向当时 著名的科学家欧几里德的学生柯农学习哲学、数学、天文学、物理学等知识,最后通古博 今,掌握了丰富的希腊文化遗产。

  爱国者阿基米德

回到叙拉古后,他坚持和亚历山大里亚的学者们保持联 系,交流科学研究成果。他继承了欧几里德证明定理时的严谨性,但他的才智和成就却远远 高于欧几里德。

  在阿基米德晚年时,罗马军队入侵叙拉古,阿基米德指导同胞们制造了很多攻击和防御的武器。当侵略军首领马塞勒塞率众攻城时,他设计的投石机把敌人打得哭爹喊娘。他制造的铁爪式起重机,能将敌船提起并倒转,抛至大海深处。传说他还率领叙拉古人民制作了一面大凹镜,将阳光聚焦在靠近的敌船上,使它们焚烧起来。罗马士兵在这频频的打击中已经心惊胆战,草木皆兵,一见到有绳索或木头从城里扔出,他们就惊呼“阿基米德来了”,随之抱头鼠窜。罗马军队被阻入城外达三年之久。最终,于公元前二一二年,罗马人趁叙拉古城防务稍有松懈,大举进攻闯入了城市。此时,阿基米德正在潜心研究一道深奥的数学题,一个罗马士兵闯入,用脚践踏他所画的图形,阿基米德愤怒地与之争论,残暴的士兵哪里肯听,只见他举刀一挥,一位璀璨的科学巨星就此陨落。

他把数学研究和力学、机械学紧紧地联在一起,用数学研究力学和其它实际 问题。保护叙拉古战役中的机械巨手和投石机等就是最生动的一个例子,有力地证明了“知 识就是力量”的真理。

在亚历山大里亚求学期间,他经常到尼罗河畔散步,在久旱不雨的季 节,他看到农人吃力地一桶一桶地把水从尼罗河提上来浇地,他便创造了一种螺旋提水器, 通过螺杆的旋转把水从河里取上来,省了农人很大力气。

它不仅沿用到今天,而且也是当代 用于水中和空中的一切螺旋推进器的原始雏形。阿基米德在他的著作《论杠杆》(可惜失 传)中详细地论述了杠杆的原理。

有一次叙拉古国王对杠杆的威力表示怀疑,他要求阿基米 德移动载满重物和乘客的一般新三桅船。

阿基米德叫工匠在船的前后左右安装了一套设计精 巧的滑车和杠杆。阿基米德叫100多人在大船前面,抓住一根绳子,他让国王牵动一根绳 子,大船居然慢慢地滑到海中。

群众欢呼雀跃,国王也高兴异常,当众宣布:“从现在起, 我要求大家,无论阿斯米德说什么,都要相信他!” 阿基米德曾说过:给我一小块放杠杆的支点,我就能将地球挪动。

假如阿基米德有个站 脚的地方,他真能挪动地球吗?也许能。不过,据科学家计算,如果真有相应的条件,阿基 米德使用的杠杆必须要有88×1021英里长才行!当然这在目前是做不到的。 最引人入胜,也使阿基米德最为人称道的是阿基米德从智破金冠案中发现了一个科学基 本原理。 国王让金匠做了一顶新的纯金王冠。但他怀疑金匠在金冠中掺假了。可是,做好的王冠 无论从重量上、外形上都看不出问题。

国王把这个难题交给了阿基米德。 阿基米德日思夜想。一天,他去澡堂洗澡,当他慢慢坐进澡堂时,水从盆边溢了出来, 他望着溢出来的水,突然大叫一声:“我知道了!”竟然一丝不挂地跑回家中。

原来他想出 办法了。 阿基米德把金王冠放进一个装满水的缸中,一些水溢出来了。他取了王冠,把水装满, 再将一块同王冠一样重的金子放进水里,又有一些水溢出来。

他把两次的水加以比较,发现 第一次溢出的水多于第二次。于是他断定金冠中掺了银了。经过一翻试验,他算出银子的重 量。当他宣布他的发现时,金匠目瞪口呆。

这次试验的意义远远大过查出金匠欺骗国王。阿基米德从中发现了一条原理:即物体在 液体中减轻的重量,等于他所排出液体的重量。这条原理后人以阿基米德的名字命名。一直 到现代,人们还在利用这个原理测定船舶载重量等。 传说,阿基米德还曾利用抛物镜面的聚光作用,把集中的阳光照射到入侵叙拉古的罗马 船上,让它们自己燃烧起来。

罗马的许多船只都被烧毁了,但罗马人却找不到失火的原因。 900多年后,有位科学家按史书介绍的阿基米德的方法制造了一面凹面镜,成功地点着了 距离镜子45米远的木头,而且烧化了距离镜子42米远的铝。

所以,许多科技史家通常都 把阿基米德看成是人类利用太阳能的始祖。 却说马塞拉斯进攻叙拉古时屡受袭击,在无般无奈下,他带着舰队,远远离开了叙拉古 附近的海面。他们采取了围而不攻的办法,断绝城内和外界的联系。

3年以后,他们利用叙 拉古城市居民的大意,终于在公元前212年占领了叙拉古城。马塞拉斯十分敬佩阿基米德 的聪明智慧,下令不许伤害他,还派一名士兵去请他。

此时阿基米德不知城门已破,还在凝 视着木板上的几何图形沉思呢。当士兵的利剑指向他时,他却用身子护住木板,大叫:“不 要动我的图形!”他要求把原理证明完再走,但激怒了那个鲁莽无知的士兵,他竟用利剑刺 死了75岁的老科学家。

马塞拉斯勃然大怒,他处死了那个士兵,抚慰阿基米德的亲属,为 他开了追悼会并建了陵墓。阿基米德被后世的数学家尊称为“数学之神”,在人类有史以来 最重要的三位数学家中,阿基米德占首位,另两位是牛顿和高斯。

未完待续,后续持续更新

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第一章:世界上下五千年历史(1)

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