阿基米德除了想撬起地球,还曾在大街上裸奔

作者:罗会仟来源:蝌蚪五线谱发布时间:2017-06-15

古希腊的西西里岛上诞生了一位对科学非常痴迷的大物理学家——阿基米德,他的疯狂行为艺术代表作是在大街上裸奔、豪言可以移动地球等。
  许多物理学家之所以能够取得伟大的成就,在于他们往往对所研究的问题非常痴迷和认真,有的甚至可以用疯狂来形容。古希腊的西西里岛上就诞生了这么一位对科学非常痴迷的大物理学家——阿基米德,他的疯狂行为艺术代表作是在大街上裸奔、豪言可以移动地球等。

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阿基米德(网络图)

  有一次,国王希耶隆二世制造了一顶金王冠,但是,他总是怀疑金匠偷了他的金,在王冠中掺了银。于是,他请阿基米德来鉴定,但是要求不能破坏皇冠。可怜的阿基米德,对着炫目的皇冠琢磨了半天,终于,累了。于是仆人放好了洗澡水让他去洗澡,当他泡进澡盆,看着溢出来的热水时,于是,灵光一现。他忽然想到,物体即使有相同重量但不同材质,体积便会不同,那么排出的水量也不一样。得到答案的阿基米德幸福地起身,开始了他裸奔的壮举,一边喊道:“我明白了!我明白了!”。之后,他做了实验——只要把皇冠放在水里看排出的水量,然后和同等重量的金子排出的水量做比较即可。结果证明,皇冠的确是掺假了的。制作皇冠的工匠也脑袋搬家,阿基米德获得嘉奖。阿基米德基是否真正发生裸奔事件,后人无法考证,人们知道的是他经过思考和实验验证提出了浮力原理。不过,在浮力实验中阿基米德忽略了一个重要的问题,那就是物质的体积其实不是那么容易确定的。

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趣图:阿基米德在浴池里。(网络图)

  据说:工匠的母亲始终不相信自己的儿子会造假,于是她苦心思索很多年,最后她来到阿基米德面前,给阿基米德一个金球,让阿基米德来检测金球是否掺假。阿基米德如法炮制一番后告诉她金球掺了假。而她听了这个结论后便把金球剖开,阿基米德才发现金球内部是空心的。如此一来,当年铸造王冠的工匠很可能也是在阿基米德的粗心大意之下做了牺牲品。因为在实际铸造中,王冠的内部产生气泡是很有可能的,由于空气的密度非常小,恐怕少数几个不大的气泡带来的体积上的差距就足以让国王误以为王冠中掺了不少其他的金属。阿基米德的经验,也有犯错误的时候的,因为当时人们并不真正明白,物体的体积究竟是怎么来的?经过数代物理学家的不懈努力,人们也终于从微观上认识到了宏观固体体积的起源——库伦相互作用,电荷之间的排斥和吸引相互平衡,使得固体物质有了固定的形状。至于决定液体体积的主要原因是分子之间的范德瓦尔斯相互作用及氢键等,它们比原子之间的相互作用要弱很多,分子间距也就较大一些,因此液体一般没有固定的形状。

  阿基米德除了揭示浮力的奥秘之外,在科学的其他方面也取得了过人的成就,可谓是个科学全才。在数学上,他确定了各种复杂几何体的表面积和体积的计算方法,创立了“穷竭法”,被公认为微积分计算的鼻祖。他还用逐渐接近的方法,比较精确的求出了圆周率。面对古希腊繁冗的数字表示方式,阿基米德还首创了记大数的方法,突破了当时用希腊字母计数不能超过一万的局限,并用它解决了许多数学难题。在天文学上,阿基米德发明了星球仪,他还认为地球是圆球状的,并围绕着太阳旋转。这可比哥白尼早了1800多年呢!在物理学上,阿基米德发明了许多有意思的工具,比如著名的阿基米德螺旋抽水机等。

阿基米德撬动地球

趣图:阿基米德撬动地球。(网络图)

  阿基米德还是个民族英雄式人物,传说道,罗马帝国入侵阿基米德所在的小城的时候,他号召全城老幼妇孺用镜子打退了罗马的战船部队。他们用无数面镜子组成一副巨大的凹面镜,把太阳光聚焦在罗马战舰的帆上,战舰不久就着火沉入海底了。也许这个故事听起来比裸奔事件还更不靠谱,后人重复这个实验也没有成功,但科学研究就是需要这么一股疯狂的劲头。阿基米德曾豪言壮语道:“给我一个支点,我可以撑起地球。”懂点数学的就可以算明白,即使给了他这么一个支点,让他把地球移动一毫米(能不能清楚测量出来另说),他估计得坐最先进的宇宙飞船才行,要不走路的话走到老死了也还做不到的。但若你真那么去计算阿基米德要跑多远,那你就绝对没有理解人家说的这句话。他只不过要表示一个姿态而已——瞧,这就是所谓杠杆原理,它是很神奇且令人疯狂的!

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阿基米德的墓碑(网络图)

  真实事件是,阿基米德发明了一个巨型起重机,它可以直接把罗马战舰给高高吊起,然后摔的四分五裂。他还发明了巨型抛石机,可以当大炮使唤,这都是基于杠杆原理。总之,阿基米德“一个人的战争”威慑了罗马军队数次,不愧为民族英雄。只是可惜,英雄的下场总是异常地悲壮。公元前212年,罗马人趁叙拉古城防务稍有松懈,大举入侵并破城。此时,75岁的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,用脚践踏了他所画的图形,阿基米德愤怒地与之争论,残暴无知的士兵举刀一挥,一位璀璨的科学巨星就此陨落了。当罗马皇帝知道自己的士兵杀死了阿基米德后十分后悔,然而事已至此,何以回天!阿基米德的墓碑上,由敌军将领马拉赛斯刻上了一个图形:一个圆柱的底面直径与其高度相等,也与圆锥的高度和圆球的直径相等,它们的体积关系非常有趣,是圆锥:圆球:圆柱=1:2:3。

  这就是阿基米德的一生,一个疯狂、执着、智慧、伟大的物理学家!

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