阿基米德的传奇人生
阿基米德,这是一个名字和欧几里得很容易搞混的古希腊数学家、物理学家。现在人们也常把阿基米德看作是数学物理学的开创者,也就是阿基米德是第一个利用数学方法来研究物理定律的人。阿基米德出生于古希腊一个叫做叙拉古的地方,不过要是按照现在的国家行政区划来看,阿基米德既不是希腊人也不是土耳其人,而是意大利人。
阿基米德的传奇人生
这是因为古希腊城邦的范围比现在的希腊不知道大到哪里去了。那么和阿基米德类似的就是李白,李白毫无疑问是我们中国的伟大诗人,但是他的出生地就是现在的吉尔吉斯斯坦。阿基米德出生于公元前287年,卒于公元前212年,我国历史上和他同时代的人自然就是大名鼎鼎的秦始皇了。阿基米德小的时候就被送到埃及的亚历山大城学习,那么很巧的是阿基米德学习的就是欧几里得的几何原本,而他的老师就是欧几里得的学生埃拉托塞和卡农。在很早的时候,阿基米德就对一个很古老的问题非常感兴趣,那就是圆周率的计算。
圆的直径好处理,但是圆的周长可就不好算了。所以说我们可以拿一根绳子量一下,但这样做的误差实在太大。于是阿基米德想到了一个不知道高到哪里去的方法,那就是利用圆的外切和内接多边形的边长来逼近圆的周长。具体来说它作出圆的外切多边形和内接多边形,那么随着多边形的边数增加,将会越来越接近圆。阿基米德的多边形一直做到了96边,阿基米德算得圆周率的值应该是一个介于223/72和22/7之间的值,也就是大于3.140845小于3.142857。那么这在当时那种连精确的尺子都很少见的年代是非常了不起的成就。而且类似的方法后来也被我国的祖冲之采用了,并且推算出了比阿基米得更加精确的结果。那么除了圆周率的计算,我们在日常生活中接触到的实数还有一个很直观的性质叫做阿基米德性质。很显然这也是由阿基米德发现。
阿基米德性质指的是无论我们给定一个多么大的数,只要我们从一开始一直加一,那么以此类推,一连串的加一之后,得到的结果一定比我们给定的那个数更大。比如说我们给定一个数是19260817,那么这是一个很大的数了,但是我们一直不断的加一,最后加和的结果一定要比19260817更大。虽然这个性质啊看上去实在有点low,但在阿基米德之前还真没有人总结过。那么既然是数学物理学的开创者,那么阿基米德显然不仅仅在数学上有很多贡献。在工程上,自然也是不知道高到哪里去了。有一天,阿基米德在尼罗河边散步,看到农民从尼罗河里提水浇地,非常费力。于是怀着对农民阶级深深的同情,经过一番思考之后,阿基米德发明了一种利用螺旋作用在水管里旋转把水吸上来的工具。那么后世的人们把它叫做阿基米德螺旋提水器。
埃及人一直到2000年后的今天还在使用这种机器,甚至现在在修高铁修地铁挖隧道的时候,人们也会用到类似的设备,不过提的不是水,而是用来挖土。当然了阿基米德最有名的故事还有算是那个测量皇冠和发现浮力原理的故事。叙拉古的国王请金匠用纯金打造了一顶王冠,可是做好了以后,国王感到信不过工匠,不知道工匠有没有在皇冠里面掺其他物质,但是掺入的其它金属和黄金融合在了一起,又不能为了判断工匠是不是掺了其他金属,就把皇冠给毁掉。那么这样一来,金匠就为国王设置了一个悖论,让国王很是睡不着觉。于是他决定求助于聪明的阿基米德。阿基米德想了好久,也一直没有好方法,和国王一样,他也吃不下饭,睡不好觉。不过苦思冥想之下,皇天不负有心人。有一天阿基米德在洗澡的时候,
发现他一进入浴盆,水就溢了出来,那么这个现象让阿基米德灵光乍现,把王冠放进水里,溢出来的水的体积就等于王冠的体积,再把和王冠一样重的纯金放进水中,看水溢出来多少。其实这就是比一比王冠的密度和纯金的密度,要是两者密度一样,那就是没有掺进去东西。要是王冠的密度比纯金的密度小,那就说明工匠动了手脚。那么想到这里,阿基米德激动地从浴盆里跳了出来,兴奋地在街上狂奔,一边跑一边嘴里高喊“尤瑞卡”也就是希腊语“我发现了”的意思。于是阿基米德发明了“裸奔”。另外阿基米德在总结杠杆实际应用中的一些经验之后,还在论平面图形的平衡一书中提出了杠杆原理,所以才有了他老人家那句名言:“给我一个支点,我就能撬动整个地球”。
阿基米德在工程上的成就不仅仅限于提水器这种小东西,他还研制了许多非常厉害的武器,那么这是有时代背景的。当时正是罗马共和国与北非的迦太基帝国争夺西西里岛霸权大打出手的时候,罗马共和国派出马克卢斯将军在公元前216年的时候进攻叙拉古,那么为了保卫自己的国家,阿基米德研制了许多武器,比如说它制造出了一种起重机,可以将敌人的战舰吊到半空中,然后再狠狠地摔下来,他还利用杠杆原理制造出了投石机,将罗马人的战船击沉,连马克卢斯也不得不承认这是场罗马舰队与阿基米德一人的战争,阿基米德简直是神话中的白首巨人!但可惜的是,身经百战的罗马人改变了霸王硬上弓的策略,转而采用围城的方法逼迫叙拉古投降!如此一来,就算阿基米德再聪明,但是城里缺粮食,他也没有办法。那么就这样,到了公元前212年,罗马人终于攻破了叙拉古。
当罗马军队进城以后,阿基米德还在地上画几何图形,研究几何问题,一个罗马士兵走到阿基米德跟前,阿基米德却向着这个士兵大喊:“快走开!别踩坏了我的图形,我要解开这个问题!”这个事情显然被眼前这个老头给激怒了,拔剑砍死了他。
阿基米德就这样走完了自己传奇的一生!虽然阿基米德没能撬动地球,甚至也无力保全自己的家乡,但没人可以否认在一副智慧的皮囊下栖居的是强者的灵魂!强者之所以为强者,其强大的特征在于肉身之死能强化灵魂。
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