托起地球的巨人——阿基米德的傳奇壹生

？公元前200多年，古希臘的輝煌成就已經逐漸衰落，經濟文化中心逐漸轉移到埃及的亞歷山大港。與此同時，意大利半島新興的羅馬帝國不斷擴張勢力，而北非則有野心勃勃的腓尼基人建立的迦太基帝國。正是在這個新舊力量交替的時代，誕生了壹位傳奇數學家阿基米德！

在埃及學習科學，師從數學家歐幾裏德。

阿基米德於公元前272年出生在西西裏島希臘人建立的

？公元前200多年，古希臘的輝煌成就已經逐漸衰落，經濟文化中心逐漸轉移到埃及的亞歷山大港。與此同時，意大利半島新興的羅馬帝國不斷擴張勢力，而北非則有野心勃勃的腓尼基人建立的迦太基帝國。正是在這個新舊力量交替的時代，誕生了壹位傳奇數學家阿基米德！

在埃及學習科學，師從數學家歐幾裏德。

阿基米德於公元前272年出生在西西裏島希臘人建立的古城西拉。他的父親是天文學家和數學家。阿基米德從小受家庭熏陶，對數學特別感興趣。11歲的時候，父親帶他去了當時的文化中心——埃及亞歷山大。當地有很多學者，包括文學、數學、天文學和醫學。阿基米德師從撰寫《幾何原本》的數學家歐幾裏得，為他日後的科學研究奠定了基礎。

阿基米德回到古城錫拉丘茲後仍與歐幾裏得保持聯系，他的許多學術成果通過與學者的通信記錄得以保存。多年以後，阿基米德受到敘拉古國王哈維龍二世的款待，經常進宮與大臣們討論國事和研究心得。阿基米德在資源豐富的時候潛心研究，住處掛滿了各種圖片、圖形、方程式。

純金皇冠是摻銀的嗎？沐浴激發了流體靜力學之父的靈感。

？古城西拉的國王用純金做了壹頂新的王冠。他擔心工匠會在皇冠上做手腳，於是叫來阿基米德，希望他分析壹下皇冠是否摻了銀，而不破壞它。阿基米德回家後，幾天來來回回踱來踱去，吃不下也睡不著。這個問題困擾了阿基米德很久！

有壹天，他在浴缸裏洗澡時，發現水不斷從側面溢出。這時他才意識到，同樣重量但不同材質的物體，會因為體積不同而排出不同的水。於是，他跳起來，高興地跑出浴缸，大喊:“找到了！(尤裏卡)尤裏卡！”(希臘語是“找到了！就像中國的壹句話“明白了！“明白了！」) ?阿基米德在浴缸裏實現了浮力理論，浮力(b) =液體比重(d)×被置換液體體積(v)。？幾天後，阿基米德帶著壹個金塊和壹個等於王冠的銀塊進宮。他把金塊、銀塊和王冠扔進三個裝滿水的桶裏，發現銀溢出的水比金多，王冠溢出的水比金塊多。阿基米德對國王說:“王冠必須與銀混合。”國王問，“為什麽？阿基米德回答說:“就像壹斤鐵和壹斤木頭沈入水中壹樣，木頭排出的水比鐵多，因為鐵的比重比木頭大。同樣的原理也適用於這個問題，也就是說金塊的比例大於皇冠的比例，所以皇冠必須摻銀。」

阿基米德依靠科學證據，證實工匠私自吞金，在皇冠中摻入雜質。

阿基米德把他的想法發展成浮力理論，寫了壹本書《論浮體》，提出物體在流體中的浮力等於物體所排開的流體的重量。阿基米德建立了流體靜力學的基本原理，因此被譽為“流體靜力學之父”。

舉起地球的天賦，為人類舉起重物的機械設計鼻祖。

？阿基米德在亞歷山大學習時對機械設計感興趣。壹天，他看到農民們正在費力地提水灌溉土地。因為長時間沒下雨，河床很低，不容易取水。為了減輕農民挑水的辛勞，阿基米德設計了壹種工具，它由壹組內外扇形元件組成，可以在水管中旋轉吸水。後人稱之為“阿基米德螺旋提水器”。他創造的機械科技使許多農民受益。至今，埃及仍有機械設備使用這種古老的方法。基於這個設計，阿基米德在螺線上寫道。？阿基米德提水器和螺線的解析圖。？200多年前，人們壹直在使用壹些簡單的機械結構，如螺釘、滑輪、杠桿、齒輪等。阿基米德希望將“杠桿”和“力矩”的概念結合起來，將這些機械結構發揮到極致，應用到現實生活中。他甚至誇下海口說:“給我壹個支點，我可以舉起整個地球。」 ?阿基米德說:“給我壹個支點，我可以擡起整個地球。他的想法是依靠杠桿原理(力x力臂=阻力x力臂；F1d1 = F2d2)提起地球。？當時，錫拉丘茲國王哈維龍二世正為如何將壹艘又重又大的船投入大海而發愁。他對阿基米德說:“妳連地球都可以舉起來，所以把船放到海裏應該沒問題吧？於是阿基米德巧妙地把各種機械組合在壹起，造出了壹臺足以移動壹艘大船的機器。在確定了機器的可行性，壹切準備就緒後，他把啟動機器的繩子交給了國王。國王輕而易舉地拉了壹下，船果然進入了水中！國王因此更加欽佩阿基米德的智慧。阿基米德的發明允許人們舉起重物，這導致了歐洲許多偉大的建築。

最喜歡的數學是第壹個計算圓周率的。

阿基米德雖然在力學和力學方面有很多成就，但他最喜歡的還是數學。阿基米德的數學著作包括球體和圓柱體、圓的測量、圓錐曲線和旋轉橢球的面積、沙粒的計算、拋物線的球積方法、引理集和方法。這些作品都是為了討論數學和物理的問題而寫的，在研究的過程中還會衍生出更多的數學問題，所以研究從未停止。在羅馬時期，他與歐幾裏得和阿波羅尼奧斯被稱為古希臘三大數學家。

計算圓周的π(讀音為Pi)是阿基米德的數學成就之壹，他有效地應用了歐幾裏得的“逼近法”。他提出內接於壹個圓的多邊形和外接於壹個相似圓的多邊形。當邊數足夠大時，兩個多邊形的周長會從上到下逼近圓的周長。他先用了壹個六邊形，然後把邊數壹個壹個翻倍，算出邊長。當他到達壹個96六邊形時，他發現π的估計值在3.14163和3.14286之間。其實也可以算成圓錐曲線，甚至可以近似出曲線旋轉的立體，進而計算出旋轉立體物體的體積。？阿基米德用內接外切正N邊圓的周長計算圓周率，他的圓周率在223/71和22/7之間。阿基米德稱“窮舉法”是壹種通過反復乘以邊數來獲得更精確估計的方法。？他的數學成就還包括計算出球體的表面積(4πr ^ 2，其中r是球體的半徑)是最大內切圓面積(πr ^ 2)的四倍，球內接於圓柱體的體積是圓柱體的三分之二。阿基米德最驕傲的發現是壹個球的體積，他希望家人把這個定理刻在他的墓碑上。

中國古代的《丕》學者有西漢的劉欣、東漢的張衡、三國時期的劉徽、南宋的祖沖之。其中，祖沖之的數學貢獻最為著名。基於劉徽的“包皮環切術”，他得到了壹個結論:圓周率的取值在3.1415926和3.1415927之間。他還發現了圓周率為22/7，密度為355/113。

西方還是中國更早得到π的值？中國約在公元前466年南宋祖沖之提出，西方約在公元前200年阿基米德提出。如果說誰在時間上更早的得到了圓周率的值，答案應該是西方。不過從精度上來說，東方估計的7位數近似值更早。

圓周率小數點後11位數的近似值為3.14159265358。麻省理工學院提議將3月14(意為3.14)定為國家圓周率日，2009年得到美國眾議院支持。

在死於羅馬士兵之手之前研究幾何。

阿基米德晚年正處於羅馬帝國和北非迦太基帝國爭奪西西裏的時期。錫拉丘茲國王哈弗隆二世壹直在羅馬避難，但在公元前216年迦太基帝國擊敗羅馬軍隊後，新國王哈弗隆二世的孫子立即反敗為勝，與迦太基結盟。羅馬帝國的國王大怒，於是率軍攻打古城西拉。

眼見國家危機，阿基米德開始絞盡腦汁，日夜研究對敵作戰策略和武器。傳說他利用杠桿原理制作了兩種武器——鷹嘴大鉤和石殼弓！擺臂鉤可以將戰艦高高舉起，拋入海中，達到殲滅和威懾敵人的目的。石殼弓建在城墻上，壹次可以射出500磅的石殼，擊碎城墻附近的羅馬艦隊。

阿基米德對抗羅馬軍隊的作戰策略有:(壹)懸臂鉤假想圖，(二)石殼弓假想圖，(三)鏡射焚船假想圖，(四)鏡射焚船假想圖。？另外，據說他讓士兵拿著鏡子，通過鏡面反射把陽光聚焦在羅馬艦隊上，導致敵艦燒毀，打敗了羅馬軍隊。羅馬國王笑著稱贊道:“這是羅馬艦隊和阿基米德壹個人的戰爭。2009年，探索頻道節目《流言終結者》的執行制片人裏斯說，阿基米德的武器如果有效，就相當於古代的核武器。“謠言終結者”模仿文獻中記載的阿基米德鏡，試圖點燃漁船，最後失敗，於是宣稱傳說是神話。

另外兩個美國團隊，麻省理工學院和亞利桑那州立大學，在“發現”號的贊助下模擬了這壹場景。其中，麻省理工學院教授華萊士的團隊用銅鏡和玻璃制作了壹個27平方米的鏡面系統，將光線集中在實驗木船上。第壹次，距離45米，木船冒煙不著火；第二次是22.5米，木船著火了，但是火很小，很快就自己熄滅了。實驗期間天空多雲，只有10分鐘是晴天。

麻省理工學院的實驗未能證實或否認阿基米德的鏡子可以用作武器。華萊士說，很難確認阿基米德是否真的在很長壹段時間內用火摧毀了艦隊。但他說:“阿基米德是歷史上偉大的數學家，我不會低估他的聰明和能力。」

羅馬軍隊久攻不下，決定改變策略，以曠日持久的圍困切斷城中糧食。這種戰術讓阿基米德無可奈何。公元前212年，錫拉丘茲終於被羅馬軍隊攻陷。當羅馬軍隊進入這座城市時，阿基米德正在他家門前的地上研究幾何問題。壹個羅馬士兵在冥想中走近阿基米德，毀掉了地上的圖文。阿基米德憤怒地反抗。士兵被激怒了，他拔出劍，刺向阿基米德，這位偉大的科學家死了。？？杠桿原理和螺旋理論改變人類文明。

阿基米德的螺旋理論不僅用在螺旋取水口上，還用在今天的工具上，比如通過凹槽輸送物體的螺旋輸送機，磨肉的家用絞肉機，可以讓木屑順利從木制品上去除的木工鉆等等。在工業上，絲杠在車床、銑床等機械上的應用也是非常重要的，因為它可以在刀具或壓板與滾壓夾具之間對工件產生平緩的進給作用，絲杠可以擰緊卡盤，將工件夾緊。在檢測中，螺絲也用於精確的測量和調整，如千分尺、測量儀器和天文望遠鏡。在運輸方面，飛機和輪船也使用螺旋槳。？杠桿原理在生活中應用廣泛，主要是在搬運重物方面，比如建築業的鋼筋，交通中的自行車、電梯、自動扶梯、自動擋汽車，生活中的掃帚、筷子、面包夾等。

在數學上的貢獻，阿基米德確定了許多物體的表面積和體積的計算方法，為微積分奠定了基礎。微積分的創始人牛頓曾經說過:“如果我比別人看得更遠，那是因為我站在巨人的肩膀上。(如果說我看得更遠，那是因為站在巨人的肩膀上。)當他描述這句話的時候，他心目中的那些巨人應該包括阿基米德。

現在生活可以這麽方便，很多想法都歸功於阿基米德的發現，所以意大利發行郵票紀念他。俄羅斯“莫斯科阿基米德國際發明展”以他的名字命名，每年舉辦壹次比賽，鼓勵後人學習阿基米德精神，努力研究發明。