推動(dòng)地球的偉大科學(xué)家——
阿基米德的三句名言
阿基米德(Archimedes，約公元前287～212)是最偉大的古希臘物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家，是科學(xué)精神的開創(chuàng)者，是力學(xué)和流體力學(xué)的奠基人。
他被數(shù)學(xué)界公認(rèn)為古往今來全世界最偉大的五位數(shù)學(xué)家之一（其他四位是幾何學(xué)創(chuàng)始人歐幾里德、微積分創(chuàng)始人萊布尼茲牛頓和近代數(shù)學(xué)巨匠高斯）；
又被物理學(xué)界和科技史學(xué)界公認(rèn)為古往今來全世界最偉大的三位科學(xué)家之一（其他兩位是牛頓愛因斯坦）。
除了偉大的牛頓和偉大的愛因斯坦，再?zèng)]有一個(gè)人能象阿基米德那樣為人類的進(jìn)步做出過這樣巨大的貢獻(xiàn)。即使牛頓和愛因斯坦也都曾從他身上汲取過智慧和靈感。
他是“理論天才與實(shí)驗(yàn)天才合于一人的理想化身”，文藝復(fù)興時(shí)期的達(dá)芬奇和伽利略等人都把科學(xué)巨人阿基米德做為自己的楷模。
我們的數(shù)學(xué)老師華羅庚先生曾經(jīng)激動(dòng)地告訴過莘莘學(xué)子：一定要牢記阿基米德的三句名言！——
阿基米德的第一句名言——
“Eureka！尤里卡！”
（希臘語Eureka，意即“我找到了！”）
關(guān)于阿基米德，流傳著這樣的趣聞：敘拉古國王讓工匠替他做一頂純金王冠，做好后，國王疑心工匠在金冠中摻了銀子，但這頂金冠確與當(dāng)初交給金匠的純金一樣重，到底工匠有沒有搗鬼呢？既想檢驗(yàn)真假，又不能破壞王冠，這個(gè)問題不僅難倒了國王，也使諸大臣們面面相覷。于是國王請(qǐng)科學(xué)家阿基米德來檢驗(yàn)。
最初，阿基米德也是冥思苦想而不得要領(lǐng)。一天，當(dāng)他進(jìn)入浴盆洗澡時(shí)，水漫溢到盆外，于是悟得一個(gè)基本原理（浮力定律）：物體在液體中減輕的重量（浮力），等于排去液體的重量！——不同質(zhì)料的物體，雖然重量相同，但因體積不同，排去的水也必不相等。根據(jù)這一道理，就可以判斷皇冠是否摻假。阿基米德高興得跳起來，赤身奔回家中，口中大呼：“尤里卡！尤里卡！”（希臘語Eureka，意即“我找到啦！”）
他將這一流體靜力學(xué)的基本原理，寫入名著《論浮體》（On Floating Bodies）中，以“阿基米德原理”著稱于世，至今載入物理學(xué)教科書。后世的許多大科學(xué)家和數(shù)學(xué)家，當(dāng)他們獲得重大發(fā)現(xiàn)的時(shí)候，幾乎都情不自禁地高呼：
“Eureka！尤里卡！”——“我找到啦！”
阿基米德的第二句名言——
“給我一個(gè)支點(diǎn)，就能推動(dòng)地球！”
阿基米德不僅是個(gè)理論家，也是個(gè)實(shí)踐家。他熱衷于將科學(xué)發(fā)現(xiàn)（原理）應(yīng)用于技術(shù)發(fā)明、實(shí)踐（工程），從而把科學(xué)原理和技術(shù)工程兩者結(jié)合起來。公元前1500 年左右，在埃及就有人用杠桿（丌皋）抬起重物，但是并不知道它的科學(xué)原理，因此無法擴(kuò)大推廣、使用到其他工程施工中去。阿基米德潛心研究了這個(gè)現(xiàn)象并發(fā)現(xiàn)了“杠桿原理”。
當(dāng)時(shí)敘拉古國為埃及王制造了一條大船，體積龐大、重量特別沉，但只因不能啟動(dòng)下水，故長久擱淺在海岸。阿基米德為此設(shè)計(jì)了一套復(fù)雜的杠桿滑輪系統(tǒng)，安裝在船上，將繩索的一端交到赫農(nóng)王手上。赫農(nóng)王拉動(dòng)繩索，奇跡出現(xiàn)了！大船緩緩地挪動(dòng)起來，最終下到海里。在國王萬分欽佩之余，阿基米德微笑著說：“給我一個(gè)支點(diǎn)，我就能推動(dòng)地球?！?/strong>
這句名言，不僅是解釋“杠桿原理”，而且具有深刻的含義，就是說：只要根據(jù)科學(xué)提供一些條件，就能做出相應(yīng)的技術(shù)發(fā)明，創(chuàng)造奇跡！所以，例如在美國科學(xué)家從事導(dǎo)彈、人造衛(wèi)星和宇宙飛船的研制過程中，科學(xué)家和工程師們經(jīng)常引用這句名言。希特勒沒有能提供這個(gè)“支點(diǎn)”，所以納粹德國沒有制造出原子彈；而愛因斯坦建議羅斯福提供了這個(gè)“支點(diǎn)”，所以美國最終制造出了原子彈，贏得了令日本天皇喪膽的勝利。
阿基米德的第三句名言——
“不要?jiǎng)游业膱A！”
阿基米德晚年，羅馬軍隊(duì)入侵?jǐn)⒗艊⒒椎轮笇?dǎo)同胞們制造了很多攻防武器。侵略軍首領(lǐng)馬塞勒塞率眾攻城時(shí)，被阿基米德設(shè)計(jì)的“投石機(jī)”擊退；他制造的鐵爪式起重機(jī)，將敵軍船艦提起并倒轉(zhuǎn)……
羅馬士兵在這頻頻的打擊中已經(jīng)心驚膽戰(zhàn)，一見到有繩索或木頭從城里扔出，他們就驚呼“阿基米德來了”，隨之抱頭鼠竄。
羅馬侵略軍被阻在城外三年之久。最終在公元前212年，羅馬侵略軍趁敘拉古城防務(wù)稍有松懈，大舉進(jìn)攻闖入城市。這時(shí)，75歲的阿基米德正在家里潛心研究深?yuàn)W的數(shù)學(xué)問題，在沙盤上畫了一個(gè)“單位圓”……殘暴的羅馬士兵闖入，踐踏了他畫的圓形，阿基米德悲憤地叫喊：“不要?jiǎng)游业膱A！”無知的羅馬士兵舉短劍一揮，璀璨的科學(xué)巨星就此隕落。
此后，“不要?jiǎng)游业膱A！”成了各時(shí)代各地科學(xué)家們、工程師們維護(hù)自己從事科學(xué)技術(shù)創(chuàng)造發(fā)明的權(quán)利的一句口頭禪……
公元前287年，阿基米德誕生于西西里島的敘拉古城邦(今在意大利境內(nèi))。他出生貴族，與敘拉古國（城邦）的赫農(nóng)王有親戚關(guān)系，家庭富有。阿基米德的父親是天文學(xué)家兼數(shù)學(xué)家，學(xué)識(shí)淵博，為人謙遜。阿基米德 11 歲時(shí)，被送到古希臘文化中心亞歷山大里亞城去學(xué)習(xí)。
亞歷山大城位于尼羅河口，是當(dāng)時(shí)文化貿(mào)易的中心之一。這里有宏偉的博物館、圖書館，人才薈萃，被譽(yù)為“智慧之都”。阿基米德在這里學(xué)習(xí)和生活了許多年，對(duì)數(shù)學(xué)、力學(xué)和天文學(xué)產(chǎn)生了濃厚的興趣。在他學(xué)習(xí)天文學(xué)時(shí)，發(fā)明了用水利推動(dòng)的星球儀，并用它模擬太陽、行星和月亮的運(yùn)行及表演日食和月食現(xiàn)象。又為解決用尼羅河水灌溉土地的難題，他發(fā)明了圓筒狀的螺旋揚(yáng)水器，后人稱之為“阿基米德螺旋”。
他跟隨數(shù)學(xué)家歐幾里德（偉大著作《幾何原本》作者）的門生，并在學(xué)術(shù)界結(jié)識(shí)許多好友，如科農(nóng)（Conon of Samos）、多西修斯（Dositheus）、埃拉托塞尼等等?；氐綌⒗乓院笕匀缓退麄儽３置芮械穆?lián)系，因此阿基米德也算是亞歷山大里亞學(xué)派的成員，他的許多學(xué)術(shù)成果，通過跟亞歷山大學(xué)者的通信保存下來。
公元前240年，阿基米德回?cái)⒐爬?dāng)了赫農(nóng)王的顧問，幫助解決生產(chǎn)實(shí)踐、軍事技術(shù)和日常生活中的各種科學(xué)技術(shù)問題。
公元前212年，古羅馬軍隊(duì)攻陷敘拉古，正在聚精會(huì)神研究數(shù)學(xué)問題的阿基米德，不幸被蠻橫的羅馬士兵殺死，終年75歲。阿基米德的遺體葬在西西里島，墓碑上雕刻著一個(gè)圓柱內(nèi)切球的圖形，以紀(jì)念他在幾何學(xué)上的卓越貢獻(xiàn)。
阿基米德無可爭議的是古代希臘文明所產(chǎn)生的最偉大的數(shù)學(xué)家和科學(xué)家，他在諸多科學(xué)領(lǐng)域所作出的突出貢獻(xiàn)，使他贏得同時(shí)代人的高度尊敬。阿基米德在力學(xué)方面的成績最為突出，他系統(tǒng)并嚴(yán)格的證明了杠桿定律，為靜力學(xué)奠定了基礎(chǔ)。在總結(jié)前人經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，阿基米德系統(tǒng)地研究了物體的重心和杠桿原理，提出了精確地確定物體重心的方法，指出在物體的中心處支起來，就能使物體保持平衡。他在研究機(jī)械的過程中，發(fā)現(xiàn)了杠桿定律，并利用這一原理設(shè)計(jì)制造了許多機(jī)械。他在研究浮體的過程中發(fā)現(xiàn)了浮力定律，也就是有名的阿基米德定律。
阿基米德確定了拋物線弓形、螺線、圓形的面積以及橢球體、拋物面體等各種復(fù)雜幾何體的表面積和體積的計(jì)算方法。在推演這些公式的過程中，他創(chuàng)立了“窮竭法”，即我們今天所說的逐步近似求極限的方法，因而被公認(rèn)為微積分計(jì)算的鼻祖。他用圓內(nèi)接多邊形與外切多邊形邊數(shù)增多、面積逐漸接近的方法，比較精確的求出了圓周率。面對(duì)古希臘繁冗的數(shù)字表示方式，阿基米德還首創(chuàng)了記大數(shù)的方法，突破了當(dāng)時(shí)用希臘字母計(jì)數(shù)不能超過一萬的局限，并用它解決了許多數(shù)學(xué)難題。
阿基米德在天文學(xué)方面也有出色的成就。除了前面提到的星球儀，他還指出：地球是圓球狀的，并圍繞著太陽旋轉(zhuǎn)！這一觀點(diǎn)比哥白尼的“日心地動(dòng)說”要早一千八百年。限于當(dāng)時(shí)的條件，他并沒有就這個(gè)問題做深入系統(tǒng)的研究。但早在公元前三世紀(jì)就提出這樣的見解，是很了不起的。
阿基米德和雅典時(shí)期的科學(xué)家有著明顯的不同，就是他既重視科學(xué)的嚴(yán)密性、準(zhǔn)確性，要求對(duì)每一個(gè)問題都進(jìn)行精確的、合乎邏輯的證明；又非常重視科學(xué)知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用。他非常重視試驗(yàn)，親自動(dòng)手制作各種儀器和機(jī)械。他一生設(shè)計(jì)、制造了許多機(jī)構(gòu)和機(jī)器，除了杠桿系統(tǒng)外，值得一提的還有舉重滑輪、灌地機(jī)、揚(yáng)水機(jī)以及軍事上用的拋石機(jī)等。被稱作“阿基米德螺旋”的揚(yáng)水機(jī)至今仍在埃及等地使用 歷史上有的數(shù)學(xué)家勇于開辟新的園地，而缺乏縝密的推理；有的數(shù)學(xué)家偏重于邏輯證明，而對(duì)新領(lǐng)域的開拓卻徘徊不前。阿基米德則兼有二者之長，他常常通過實(shí)踐直觀地洞察到事物的本質(zhì)，然后運(yùn)用邏輯方法使經(jīng)驗(yàn)上升為理論（如浮力問題），再用理論去指導(dǎo)實(shí)際工作（如發(fā)明機(jī)械）。沒有一位古代的科學(xué)家，像阿基米德那樣將熟練的計(jì)算技巧和嚴(yán)格證明融為一體，將抽象的理論和工程技術(shù)的具體應(yīng)用緊密結(jié)合起來。
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