姓名:阿基米德 Archimedes
國家或者地區:希臘
學科:數學家和工程師
發明創造:理論力學的創始人
簡 歷
阿基米德(Archimedes) 希臘數學家和工程師。公元前約287年生於西西裏島敘拉古;公元前約212年卒於敘拉古。 天文學家的兒子阿基米德,是古代偉大的科學家和數學家,直到兩千年後出現的牛頓*才能與他相提並論。阿基米德在亞歷山大學習,他的老師康農*曾在那裏當過歐幾裏得*的學生。阿基米德決定不留在亞歷山在城,而回到他的故鄉,這在當時是不尋常的行動,這可能是他與敘拉古國王希羅二世有親屬關系的緣故。阿基米德是個貴族,又是個獨立性很強的人,他並不祈求埃及皇室支持他的研究工作。 有關古代科學家的故事,以阿基米德的為數最多,甚至連泰勒斯*都不能與之相比。所有這些故事都非常動聽,以致如果有人要問故事是否真實可靠,似乎就會使人感到這是殘酷的。舉壹小例,就連阿基米德健忘的故事也為人們到處傳頌不已。據說當他集中精力思考時,連是否吃過飯都想不起來(關於較近代的數學家,如牛頓和維納*也有類似的故事) 言歸正傳。傳說希羅國王曾請他的這位聰明的親屬阿基米德去測定金匠剛制好的王冠,看看是像工匠所說的那樣是純金的,還是摻有銀子的混合物。並且事先嚴厲地告誡阿基米德在測定時不得毀壞王冠。 起初阿基米德茫然不知所措。直至有壹天當他泡在壹滿盆水裏洗澡時,他註意到水溢流出來。忽然壹個閃念使他聯想到,溢出水量的體積等於他身體浸入水中的那部分體積。那麽,如果把王冠浸入水中,根據水面上升的情況,他就能說出王冠的體積。他將王冠的體積與等重量金子的體積進行比較,如果兩者體積相等,就證明王冠是純金的;假如王冠內摻有銀子的話,王冠的體積就會大些。 當阿基米德發現這壹浮力原理時,他的興奮激動是難以形容的,他猛然從浴盆中躍出,全身赤條條地奔到敘拉古的街上,徑直向皇軍跑去,壹面喊道:“Eureka!Eureka!”(我找到了!我找到了!)從此以後,這句話就成為宣布某項發現時的合適用語了。(這故事的結局是王冠確實被摻入壹部分銀子,該金匠被處以死刑。) 阿基米德還發現了杠桿原理。雖然斯特拉托*早已用過這原理,但卻是阿基米德研究出了這原理的完整的數學關系。他指出在支點遠端的壹小物體,會與在支點近端的壹大物體平衡,而且指出該物體的重量和離支點的距離成反比。(由此他建立了“靜力學”,並提出了重心這個概念用於科學觀察上,說明他已走在他時代之前兩千年了。事實上,直到他的著作在1544年翻譯成拉丁文後,才鼓舞像蒂文*和伽利略*這樣的科學家,沿著他的方向進行新的探索。) 杠桿原理解釋了為什麽壹大塊頑石能用鐵棍撬起的原因。因為鐵棍(正是壹根杠桿)遠端的力與鐵棍近端重物的力相平衡。關於這問題,阿基米德另有壹句名言:“只要給我立足之地,我就能移動地球。”當然如果他有壹杠桿,杠桿又有足夠大的長度和剛度的話,這也未嘗不能做到!) 傳說希羅曾對他這句話發出疑問,問他是否敢於搬動某件大得驚人的東西,即使它沒有整個地球那麽大。於是阿基米德用鉤子鉤住壹組做成滑輪形式的杠桿,他自己卻很舒服地坐著,毫不費勁地(據傳說)用壹只手就把壹艘滿載的船從港口壹直拉到岸上。 阿基米德反對柏拉圖*廣為宣傳的為藝術而藝術的傳統思想。他專心致誌研究的都是實用性非常強的內容。據說他發明了壹種中空全螺旋形的圓柱體,當它旋轉時能當壹水泵使用。現在它仍被稱為“阿基米德螺旋”(盡管可以肯定,埃及人早在阿基米德以前就已經有了這類東西)。還有人認為,阿基米德設計成壹種在其中能夠模擬天體運動的天象館。然而,看來阿基米德並沒有為他在機械學方面取得的勝利而真的感到自豪,也許他認為,這些並不是壹個哲學家的本職工作。所以他只出版了他的數學著作。 在數學領域中,他計算出了值(指圓周周長與其直徑之比),超過古典數學領域中曾得出的結果,他指出該值介於223/71到220/70之間。為了求出這個值,他使用了計算圓內接和外切多邊形的周長和直徑的方法。多邊形的邊越多,在形狀和面積上就越接近圓,內接多邊形的周長就越長,外切多邊形的周長就越短,此時圓周的周長就越接近這兩者。這和許久以後微積分中使用的某些方法很相像,人們常常說,只要那時阿基米德能運用壹套合適的數學符號的話,那麽他就會早於牛頓兩千年發現微積分了。 阿基米德還因壹篇論文而著稱,在文中他計算了填滿整個宇宙所需的沙礫數(在這裏已設想了宇宙的大小)。他這樣做的主要目的,是為了說明世界上不存在什麽大得無法測量的東西。為了說明這壹點,他用了壹套相當於我們今天指數的記號來表示大數。 然而阿基米德並沒有在平靜中度過他的晚年。作為壹名勇士,他贏得了最大的聲譽。在阿基米德晚年時,羅馬與迦太基(北非壹城市)第二次交戰。迦太基人的領袖是漢尼拔,歷史上壹名最偉大的將軍。他於公元前218年侵入意大利,從此開始建立他的大業。 希羅二世曾與羅馬訂立盟約,並壹直忠實於此約,最後壽終正寢,由孫子希羅尼姆斯繼續統治。羅馬人在凱尼慘遭失敗,壹度似乎既將滅亡。希羅尼姆急於保持勝利就倒向迦太基人壹邊。然而羅馬人並沒有完全被打跨,他們在馬塞拉斯將軍領導下,派出壹艦隊反對敘拉古,從此開始了壹場羅馬艦隊對阿基米德壹人的三年奇怪戰爭。 據傳說,如果沒有這位偉大科學家發明的巧妙工具來對付羅馬艦隊的話,羅馬人會迅速攻下此城。傳說阿基米德制造了大型透鏡使艦隊著火,用起重器把船只吊起;使船底朝天等等,不壹而足。傳說最後羅馬人都不敢靠近城墻,只要有壹根繩子在上方出現的話,他們就會被嚇跑,因為他們相信那個可怕的阿基米德壹定在用壹種什麽新奇的怪物會使他們壹命嗚呼。 無疑,關於這傳說中的相當部分是誇大的,只因後來希臘人(像普魯塔克是這傳說的主要來源)渴望敘述希臘人如何用其聰明智慧抵擋羅馬人的強壯體格的心情太切,而未能如實描寫,因此就有所誇大。然而這次圍城的時間很長,直到公元前212年以敘拉古被擊敗而告終。(公元前202年羅馬在與迦太基交戰中取得最後勝利;過分聰明的希羅尼姆斯畢竟押寶押錯了。) 當該城被劫時,阿基米德對現實采取了學者的超然漠視態度,專心致力於數學問題的研究,俯身於他在沙灘上畫出的幾何圖形。壹個羅馬士兵命令阿基米德離開,他傲慢地做手勢說:“別把我的圓弄壞了!” 這羅馬士兵顯然是個沒有時間開玩笑的庸人,立刻殺死了阿基米德又繼續往前。馬塞拉斯將軍對他的去世表示哀悼,並指示為他舉行隆重的葬禮。他曾下令要活捉阿基米德,並加以區別對待(這在古代可謂之壹種異乎尋常的寬大為懷的精神---或許在任何時候都如此吧)。阿基米德的親屬還受到他的特別關照。 阿基米德的陵墓因時間過長而找不到。公元前75年,羅馬演說家西塞羅管轄西西裏時宣布已找到阿基米德的陵墓。此後再次失去蹤跡,盡管1965年意大利考古學家報道,發現壹處可能是阿基米德的陵墓。