㈠ 阿基米德是一個怎麼樣的人
阿基米德(前287年—前212年),偉大的古希臘哲學家、數學家、物理學 阿基米德
家。出生於西西里島的敘拉古。阿基米德到過亞歷山大里亞,據說他住在亞歷山大里亞時期發明了阿基米德式螺旋抽水機,今天在埃及仍舊使用著。第二次布匿戰爭時期,羅馬大軍圍攻敘拉古,最後阿基米德不幸死在羅馬士兵之手。 阿基米德出生在希臘西西里島東南端的敘拉古城。在當時古希臘的輝煌文化已經逐漸衰退,經濟、文化中心逐漸轉移到埃及的亞歷山大城;但是另一方面,義大利半島上新興的羅馬帝國,也正不斷的擴張勢力;北非也有新的國家迦太基興起。阿基米德就是生長在這種新舊勢力交替的時代,而敘拉古城也就成為許多勢力的角力場所。 阿基米德的父親是天文學家和數學家,所以他從小受家庭影響,十分喜愛數學。大概在他九歲時,父親送他到埃及的亞歷山大城念書,亞歷山大城是當時世界的知識、文化中心,學者雲集,舉凡文學、數學、天文學、醫學的研究都很發達,阿基米德在這里跟隨許多著名的數學家學習,包括有名的幾何學大師—歐幾里德,因此奠定了他日後從事科學研究的基礎。 [1]
編輯本段科研教學
浮力原理的發現
關於浮力原理,有這樣一個的傳說。 相傳敘拉古赫農王讓工匠替他做了一頂純金的王冠,做好後,國王疑心工匠在金冠中摻了假,但這頂金冠確與當初交給金匠的純金一樣重,到底工匠有沒有搗鬼呢?既想檢驗真假 阿基米德發現浮力
又不能破壞王冠,這個問題不僅難倒了國王,也使諸大臣們面面相覷。 後來,國王請阿基米德來檢驗。最初,阿基米德也是冥思苦想而不得要領。一天,他在家洗澡,當他坐進澡盆里時,看到水往外溢,同時感到身體被輕輕托起。他突然悟到可以用測定固體在水中排水量的辦法,來確定金冠的比重。他興奮地跳出澡盆,連衣服都顧不得跑了出去,大聲喊著「尤里卡!尤里卡!」。(Eureka,意思是「我知道了」)。 他經過了進一步的實驗以後來到王宮,他把王冠和同等重量的純金放在盛滿水的兩個盆里,比較兩盆溢出來的水,發現放王冠的盆里溢出來的水比另一盆多。這就說明王冠的體積比相同重量的純金的體積大,所以證明了王冠里摻進了其他金屬。 這次試驗的意義遠遠大過查出金匠欺騙國王,阿基米德從中發現了浮力定律:物體在液體中所獲得的浮力,等於他所排出液體的重量。一直到現代,人們還在利用這個原理計算物體比重和測定船舶載重量等。
一個支點,舉起地球
阿基米德對於機械的研究源自於他在亞歷山大城求學時期。有一天阿基米德在久旱的尼羅河邊散步,看到農民提 水澆地相當費力,經過思考之後他發明了一種利用螺旋作用在水管里旋轉而把水 杠桿原理
吸上來的工具,後世的人叫它做「阿基米德螺旋提水器」,埃及一直到二千年後的現在,還有人使用這種器械。這個工具成了後來螺旋推進器的先祖。當時的歐洲,在工程和日常生活中,經常使用一些簡單機械,譬如:螺絲、滑車、杠桿、齒輪等,阿基米德花了許多時間去研究,發現了「杠桿原理」和「力矩」的觀念,對於經常使用工具製作機械的阿基米德而言,將理論運用到實際的生活上是輕而易舉的。他自己曾說:「給我一個支點,我能撬動整個地球。」 剛好海維隆王又遇到了一個棘手的問題:國王替埃及托勒密王造了一艘船,因為太大太重,船無法放進海里,國王就對阿基米德說,「你連地球都舉得起來,一艘船放進海里應該沒問題吧?」於是阿基米德立刻巧妙地組合各種機械,造出一架機具,在一切准備妥當後,將牽引機具的繩子交給國王,國王輕輕一拉,大船果然移動下水,國王不得不為阿基米德的天才所折服。從這個歷史記載的故事裡我們可以明顯的知道,阿基米德極可能是當時全世界對於機械的原理與運用,了解最透徹的人。
當代數學大師
對於阿基米德來說,機械和物理的研究發明還只是次要的,他比較有興趣而且 阿基米德
投注更多時間的是純理論上的研究,尤其是在數學和天文方面。在數學方面,他利用「逼近法」算出球面積、球體積、拋物線、橢圓面積,後世的數學家依據這樣的「逼近法」加以發展成近代的「微積分」。他更研究出螺旋形曲線的性質,現今的「阿基米德螺線」曲線,就是為紀念他而命名。另外他在《恆河沙數》一書中,他創造了一套記大數的方法,簡化了記數的方式。 阿基米德在他的著作《論杠桿》(可惜失傳)中詳細地論述了杠桿的原理。有一次敘拉古國王對杠桿的威力表示懷疑,他要求阿基米德移動載滿重物和乘客的一般新三桅船。阿基米德叫工匠在船的前後左右安裝了一套設計精巧的滑車和杠桿。阿基米德叫100多人在大船前面,抓住一根繩子,他讓國王牽動一根繩子,大船居然慢慢地滑到海中。群眾歡呼雀躍,國王也高興異常,當眾宣布:「從現在起,我要求大家,無論阿斯米德說什麼,都要相信他!」阿基米德還曾利用拋物鏡面的聚光作用,把集中的陽光照射到入侵敘拉古的羅馬船上,讓它們自己燃燒起來。羅馬的許多船隻都被燒毀了,但羅馬人卻找不到失火的原因。900多年後,有位科學家按史書介紹的阿基米德的方法製造了一面凹面鏡,成功地點著了距離鏡子45米遠的木頭,而且燒化了距離鏡子42米遠的鋁。所以,許多科技史家通常都把阿基米德看成是人類利用太陽能的始祖。
天文研究
他曾運用水力製作一座天象儀,球面上有日、月、星辰、五大行星,根據記載,這個天象儀不但運行精確,連何時會發生月蝕、日蝕都能加以預測。晚年的阿基米德開始懷疑地球中心學說,並猜想地球有可能繞太陽轉動,這個觀念一直到哥白尼時代才被人們提出來討論。 公元三世紀末正是羅馬帝國與北非迦太基帝國,為了爭奪西西里島的霸權而開戰的時期。身處西西里島的敘拉古一直都是投靠羅馬,但是西元前216年迦太基大敗羅馬軍隊,敘拉古的新國王(海維隆二世的孫子繼任),立即見風轉舵與迦太基結盟,羅馬帝國於是派馬塞拉斯將軍領軍從海路和陸路同時進攻敘拉古,阿基米德眼見國土危急,護國的責任感促使他奮起抗敵,於是他絞盡腦汁,日以繼夜的發明御敵武器。 根據一些年代較晚的記載,當時他造了巨大的起重機,可以將敵人的戰艦吊到半空中,然後重重摔下使戰艦在水面上粉碎;同時阿基米德也召集城中百姓手持鏡子排成扇形,將陽光聚焦到羅馬軍艦上,燒毀敵人船隻(不過,電視節目流言終結者曾經針對這個傳說做過實驗,結果認為這實際上幾乎不可能成功);他還利用杠桿原理製造出一批投石機,凡是靠近城牆的敵人,都難逃他的飛石或標槍。這些武器弄的羅馬軍隊驚慌失措、人人害怕,連大將軍馬塞拉斯都苦笑的承認:「這是一場羅馬艦隊與阿基米德一人的戰爭」、「阿基米德是神話中的百手巨人」。
編輯本段個人著述
阿基米德流傳於世的數學著作有10餘種,多為希臘文手稿。他的著作集中探討了求積問題,主要是曲邊圖形的面積和曲面立方體的體積,其體例深受歐幾里德《幾何原本》的影響,先是設立 阿基米德
若干定義和假設,再依次證明,作為數學家,他寫出了《論球和圓柱》、《圓的度量》、《拋物線求積》、《論螺線》、《論錐體和球體》、《沙的計算》數學著作。作為力學家,他著有《論圖形的平衡》、《論浮體》、《論杠桿》、《原理》等力學著作。 其中《論球與圓柱》,這是他的得意傑作,包括許多重大的成就。他從幾個定義和公理出發,推出關於球與圓柱面積體積等50多個命題。《平面圖形的平衡或其重心》,從幾個基本假設出發,用嚴格的幾何方法論證力學的原理,求出若干平面圖形的重心。《數沙者》,設計一種可以表示任何大數目的方法,糾正有的人認為沙子是不可數的,即使可數也無法用算術符號表示的錯誤看法。《論浮體》,討論物體的浮力,研究了旋轉拋物體在流體中的穩定性。阿基米德還提出過一個「群牛問題」,含有八個未知數。最後歸結為一個二次不定方程。其解的數字大得驚人,共有二十多萬位! 《砂粒計算》,是專講計算方法和計算理論的一本著作。阿基米德要計算充滿宇宙大球體內的砂粒數量,他運用了很奇特的想像,建立了新的量級計數法,確定了新單位,提出了表示任何大數量的模式,這與對數運算是密切相關的。 《圓的度量》,利用圓的外切與內接96邊形,求得圓周率π為:22/7>π>223/71,這是數學史上最早的,明確指出誤差限度的π值。他還證明了圓面積等於以圓周長為底、半徑為高的等腰三角形的面積;使用的是窮舉法。 《球與圓柱》,熟練地運用窮竭法證明了球的表面積等於球大圓面積的四倍;球的體積是一個圓錐體積的四倍,這個圓錐的底等於球的大圓,高等於球的半徑。阿基米德還指出,如果等邊圓柱中有一個內切球,則圓柱的全面積和它的體積,分別為球表面積和體積的。在這部著作中,他還提出了著名的「阿基米德公理」。 《拋物線求積法》,研究了曲線圖形求積的問題,並用窮竭法建立了這樣的結論:"任何由直線和直角圓錐體的截面所包圍的弓形(即拋物線),其面積都是其同底同高的三角形面積的三分之四。"他還用力學權重方法再次驗證這個結論,使數學與力學成功地結合起來。 《論螺線》,是阿基米德對數學的出色貢獻。他明確了螺線的定義,以及對螺線的面積的計算方法。在同一著作中,阿基米德還導出幾何級數和算術級數求和的幾何方法。 阿基米德
《平面的平衡》,是關於力學的最早的科學論著,講的是確定平面圖形和立體圖形的重心問題。 《浮體》,是流體靜力學的第一部專著,阿基米德把數學推理成功地運用於分析浮體的平衡上,並用數學公式表示浮體平衡的規律。 《論錐型體與球型體》,講的是確定由拋物線和雙曲線其軸旋轉而成的錐型體體積,以及橢圓繞其長軸和短軸旋轉而成的球型體體積。 除此以外,還有一篇非常重要的著作,是一封給埃拉托斯特尼的信,內容是探討解決力學問題的方法。這是1906年丹麥語言學家J.L.海貝格在土耳其伊斯坦布爾發現的一卷羊皮紙手稿,原先寫有希臘文,後來被擦去,重新寫上宗教的文字。幸好原先的字跡沒有擦乾凈,經過仔細辨認,證實是阿基米德的著作。其中有在別處看到的內容,也包括過去一直認為是遺失了的內容。後來以《阿基米德方法》為名刊行於世。它主要講根據力學原理去發現問題的方法。他把一塊面積或體積看成是有重量的東西,分成許多非常小的長條或薄片,然後用已知面積或體積去平衡這些「元素」,找到了重心和支點,所求的面積或體積就可以用杠桿定律計算出來。他把這種方法看作是嚴格證明前的一種試探性工作,得到結果以後,還要用歸謬法去證明它
編輯本段科學成就
幾何學方面
阿基米德確定了拋物線弓形、螺線、圓形的面積以及橢球體、拋物面體等各種復雜幾何體的表面積和體積的計算方法。在推演這些公式的過程中,他創立了「窮竭法」,即我們今天所說的逐步近似求極限的方法,因而被公認為微積分計算的鼻祖。他用圓內接多邊形與外切多邊形邊數增多、面積逐漸接近的方法,比較精確的求出了圓周率。面對古希臘繁冗的數字表示方式,阿基米德還首創了記大數的方法,突破了當時用希臘字母計數不能超過一萬的局限,並用它解決了許多數學難題。阿基米德螺旋永動機 。
天文學方面
阿基米德在天文學方面也有出色的成就。除了前面提到的星球儀,他還 認為地球是圓球狀的,並圍繞 永動機 著太陽旋轉,這一觀點比哥白尼的「日心地動說」要早一千八百年。限於當時的條件,他並沒有就這個問題做深入系統的研究。但早在公元前三世紀就提出這樣的見解,是很了不起的。
重視實踐
阿基米德和雅典時期的科學家有著明顯的不同,就是他既重視科學的嚴密性、准確性,要求對每一個問題都進行精確的、合乎邏輯的證明;又非常重視科學知識的實際應用。他非常重視試驗,親 阿基米德螺旋永動機
自動手製作各種儀器和機械。他一生設計、製造了許多機構和機器,除了杠桿系統外,值得一提的還有舉重滑輪、灌地機、揚水機以及軍事上用的拋石機等。被稱作「阿基米德螺旋」的揚水機至今仍在埃及等地使用。 阿基米德發展了天文學測量用的十字測角器,並製成了一架測算太陽對向地球角度的儀器。他最著名的發現是浮力和相對密度原理,即物體在液體中減輕的視重,等於排去液體的重量,後來以阿基米德原理著稱於世。在幾何學上,他創立了一種求圓周率的方法,即圓周的周長和其直徑的關系。阿基米德是第一位講科學的工程師,在他的研究中,使用歐幾里德的方法,先假設,再以嚴謹的邏輯推論得到結果,他不斷地尋求一般性的原則而用於特殊的工程上。他的作品始終融合數學和物理,因此阿基米德成為物理學之父。 他應用杠桿原理於戰爭,保衛西拉斯鳩的事跡是家喻戶曉的。而他也以同一原理導出部分球體的體積、回轉體的體積(橢球、回轉拋物面、回轉雙曲面),此外,他也討論阿基米德螺線(例如:蒼蠅由等速旋轉的唱盤中心向外走去所留下的軌跡),圓、球體、圓柱的相關原理,其成就。阿基米德將歐幾里德提出的趨近觀念作了有效的運用,他提出圓內接多邊形和相似圓外切多邊形,當邊數足夠大時,兩多邊形的周長便一個由上,一個由下的趨近於圓周長。他先用六邊形,以後逐次加倍邊數,到了九十六邊形,求出π的估計值介於3.14163和3.14286之間。另外他算出球的表面積是其內接最大圓面積的四倍。而他又導出圓柱內切球體的體積是圓柱體積的三分之二,這個定理就刻在他的墓碑上。
編輯本段阿基米德之死
據說羅馬兵入城時,統帥馬塞拉斯出於敬佩阿基米德的才能,曾下令不準傷害這位賢能。而阿基米德似乎並不知道城池已破,又重新沉迷於數學的深思之中。 一個羅馬士兵突然出現在他面前,命令他到馬塞拉斯那裡去,遭到阿基米德的嚴詞拒絕,於是阿基米德不幸死在了這個士兵的刀劍之下。 另一種說法是:羅馬士兵闖入阿基米德的住宅,看見一位老人在地上埋頭作幾何圖形(還有一種說法他在沙灘上畫圖),士兵將圖踩壞,阿基米德怒斥士兵:"不要弄壞我的圓!"士兵拔出短劍,這位曠世絕倫的大科學家,竟如此地在愚昧無知的羅馬士兵手下喪生了。 馬塞拉斯對於阿基米德的死深感悲痛。他將殺死阿基米德的士兵當作殺人犯予以處決,並為阿基米德修了一座陵墓,在墓碑上根據阿基米德生前的遺願,刻上了"圓柱容球"這一幾何圖形。 隨著時間的流逝,阿基米德的陵墓被荒草湮沒了。後來,西西里島的會計官、政治家、哲學家西塞羅(公元前106~前43年)游歷敘拉古時,在荒草發現了一塊刻有圓柱容球圖形的墓碑,依此辯認出這就是阿基米德的墳墓,並將它重新修復了。
編輯本段所立墓碑
阿基米德之死,羅馬將軍馬塞勒斯甚為悲痛,除嚴肅處理這個士兵外,還尋找阿基米德的親屬,給予撫恤並表示敬意,又給阿基米德立墓,聊表景仰之忱.在碑上刻著球內切於圓柱的圖形,以資紀念.因阿基米德發現球的體積及表面積,都是外切圓柱體體積及表面積的2/3.他生前曾流露過要刻此圖形在墓上的願望. 後來事過境遷,敘拉古人竟不知珍惜這非凡的紀念物.100多年之後(公元前75年),羅馬著名的政治家和作家西塞羅(Mar-cusTulliusCicero,公元前106—前43年)在西西里擔任財務官,有心去憑吊這座偉人的墓.然而當地居民竟否認它的存在.眾人藉助鐮刀辟開小徑,發現一座高出雜樹不多的小圓柱,上面刻著的球和圓柱圖案赫然在目,這久已被遺忘的寂寂孤墳終於被找到了.墓誌銘仍依稀可見,大約有一半已被風雨腐蝕.又兩千年過去了,隨著時光的流逝,這座墓也消失得無影無蹤.現在有一個人工鑿砌的石窟,寬約十餘米,內壁長滿青苔,被說成是阿基米德之墓,但卻無任何能證明其真實性的標志,而且「發現真正墓地」的消息時有所聞,令人難辨真偽.
編輯本段個人影響
阿基米德的幾何著作是希臘數學的頂峰。他把歐幾里得嚴格的推理方法與柏拉圖先驗 阿基米德
的豐富想像和諧地結合在一起,達到了至善至美的境界,從而「使得往後由開普勒、卡瓦列利、費馬、牛頓、萊布尼茨等人繼續培育起來的微積分日趨完美」。阿基米德是數學家與力學家的偉大學者,並且享有「力學之父」的美稱。其原因在於他通過大量實驗發現了杠桿原理,又用幾何演澤方法推出許多杠桿命題,給出嚴格的證明。其中就有著名的"阿基米德原理",他在數學上也有著極為光輝燦爛的成就,特別是在幾何學方面.他的數學思想中蘊涵著微積分的思想,他所缺的是沒有極限概念,但其思想實質卻伸展到17世紀趨於成熟的無窮小分析領域里去,預告了微積分的誕生。正因為他的傑出貢獻,美國的E.T.貝爾在《數學人物》上是這樣評價阿基米德的:任何一張開列有史以來三個最偉大的數學家的名單之中,必定會包括阿基米德,而另外兩們通常是牛頓和高斯。 除了偉大的牛頓和偉大的愛因斯坦,再沒有一個人象阿基米德那樣為人類的進步做出過這樣大的貢獻。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「理論天才與實驗天才合於一人的理想化身」,文藝復興時期的達芬奇和伽利略等人都拿他來做自己的楷模。後人常把他和I.牛頓、C.F.高斯並列為有史以來三個貢獻最大的數學家。阿基米德公元前287年出生在義大利半島南端西西里島的敘拉古。父親是位數學家兼天文學家。阿基米德從小有良好的家庭教養,11歲就被送到當時希臘文化中心的亞歷山大城去學習。在這座號稱「智慧之都」的名城裡,阿基米德博閱群書,汲取了許多的知識,並且做了歐幾里得學生埃拉托塞和卡農的門生,鑽研《幾何原本》。 後來阿基米德成為兼數學家與力學家的偉大學者,並且享有「力學之父」的美稱。其原因在於他通過大量實驗發現了杠桿原理,又用幾何演澤方法推出許多杠桿命題,給出嚴格的證明。其中就有著名的"阿基米德原理",他在數學上也有著極為光輝燦爛的成就。盡管阿基米德流傳至今的著作共只有十來部,但多數是幾何著作,這對於推動數學的發展,起著決定性的作用。丹麥數學史家海伯格,於1906年發現了阿基米德給厄拉托塞的信及阿基米德其它一些著作的傳抄本。通過研究發現,這些信件和傳抄本中,蘊含著微積分的思想,他所缺的是沒有極限概念,但其思想實質卻伸展到17世紀趨於成熟的無窮小分析領域里去,預告了微積分的誕生。 正因為他的傑出貢獻,美國的E.T.貝爾在《數學人物》上是這樣評價阿基米德的:任何一張開列有史以來三個最偉大的數學家的名單之中,必定會包括阿基米德,而另外兩們通常是牛頓和高斯。不過以他們的宏偉業績和所處的時代背景來比較,或拿他們影響當代和後世的深邃久遠來比較,還應首推阿基米德。
編輯本段阿基米德羊皮書
古代抄本
古希臘阿基米德是最富傳奇色彩的古代科學家。1998年之前,傳世的阿基米德著 阿基米德
作共8篇,依次是:《論平面平衡》、《拋物線求積》、《球體和圓柱體》、《測圓術》、《論螺線》、《論浮體》、《圓錐體和橢球體》、《數沙者》。這8篇的內容傳自兩個古代抄本系統,它們被專家稱為「抄本A」和「抄本B」。不幸的是這兩個抄本都已佚失。1998年,紐約克里斯蒂拍賣行出現了一件名為「阿基米德羊皮書」的拍品,這是一本很不起眼的中世紀抄寫的祈禱書,但是因為據信它原先是一本阿基米德著作的抄本,只是後來被人刮掉了原書字跡,再用來抄寫祈禱書的(這種「廢物利用」在古代並不罕見),所以身價不菲,最終由一位神秘富翁以200萬美元拍得。隨後這位富翁自稱「B先生」,派人找到巴爾的摩市的華爾特藝術博物館手稿部主任諾爾博士,要諾爾組織團隊來研究「阿基米德羊皮書」,研究經費由他來資助。但研究結束後羊皮書要歸還給他。諾爾組織了一支包括了古代科學教授、數學史教授、中世紀藝術史教授、化學教授、數碼成像專家、X射線成像專家、古籍手稿研究專家的研究團隊,他們都主要是在周末業余時間從事這項研究。研究過程中,B先生也經常參與決策。他「一直是負責的、考慮全面的、大方的」。這支研究團隊辛勤工作了7年——從1999年至2006年,「這個項目從來沒有發生資金短缺的問題」。 研究者們將「阿基米德羊皮書」一頁頁拆開,利用各種現代的成像技術,最終竟然成功地完整重現了那份在700多年前已經被從羊皮紙上颳去的抄本內容。於是傳世阿基米德著作的第三個抄本重新出現了。它現在被稱為「抄本C」,成為存世的阿基米德著作抄本中最古老的版本。 「抄本C」中包括了阿基米德的7篇著作:《論平面平衡》、《球體和圓柱體》、《測圓術》、《論螺線》、《論浮體》、《方法論》、《十四巧板》。其中前五篇是以前「抄本A」和「抄本B」系統已經承傳下來,為世人所知的;而最為珍貴的是最後兩篇,即《方法論》和《十四巧板》,這是以前從未出現過的。
學術成就
歐洲文藝復興時期,當時的大師們無不汲汲以追求希臘著作為務 (哪怕是經過希臘文—阿拉伯文—拉丁文這樣重重轉譯的) 。達·芬奇就曾盡力搜尋阿基米德的著作,但他無法看到《方法論》,因為文藝復興時期的大師們只能依賴「抄本A」和「抄本B」(那時還未佚失)來了解阿基米德。而達·芬奇要是看到了《方法論》,他一定會爽然自失——原來阿基米德的研究和成就早在1700年前就大大超過他了。阿基米德在《方法論》中已經「十分接近現代微積分」,這里有對數學上「無窮」的超前研究,貫穿全篇的則是如何將數學模型進行物理上的應用。研究者們甚至認為,「阿基米德有能力創造出伽利略和牛頓所創造的那種物理科學」。至於另一篇新發現的著作《十四巧板》,則又別開生面。盡管「十四巧板」這種古代游戲(比中國民間的「七巧板」更復雜些)在西方早已為人所知,但最初諾爾他們認為《十四巧板》既難以理解也無關緊要,也許只是阿基米德的游戲而已。不過後來研究組合數學的專家參加研究之後,又有了驚人發現——他們認為阿基米德在《十四巧板》中,其實是要討論總共有多少種方式將十四巧板拼成一個正方形?他們研究的答案是:《十四巧板》中的十四巧板總共有17152種拼法可以得到正方形。這使他們相信,《十四巧板》表明「希臘人完全掌握了組合數學這門科學的最早期證據」。 「阿基米德羊皮書」提供的《方法論》和《十四巧板》這兩篇阿基米德遺作的重新問世,確實可以說是「改寫了科學史」。
編輯本段阿基米德說過的名言
首先,要在地球上舉起與地球等重量的物體要6*10^22的力,若他能用的最大力為600N,哪根據杠桿平衡條件,動力臂要是阻力臂的10^22倍。而即使有這樣長的杠桿,在茫茫宇宙中,也不會有相對於地球靜止的固定支點,應為太陽系中的星體無時無刻不在運動著。而即使找到這樣的支點,哪怕只是撬動地球1mm,他在宇宙中所畫過的圓弧也會達到10^17km(約10000光年),這夠他玩一輩子的了。所以到現在為止也不可能只要在宇宙中給他一個指點,他就能把地球撬起來。但如果你能找到方法一定會轟動世界
㈡ 阿基米德是一個怎樣的人
阿基米德(公元前287年—公元前212年),古希臘哲學家、數學家、物理學家。出生於西西里島的敘拉古。阿基米德到過亞歷山大里亞,據說他住在亞歷山大里亞時期發明了阿基米德式螺旋抽水機。後來阿基米德成為兼數學家與力學家的偉大學者,並且享有「力學之父」的美稱。阿基米德流傳於世的數學著作有10餘種,多為希臘文手稿。
中文名: 阿基米德
別名: 力學之父
職業: 哲學家、數學家、物理學家
主要成就: 幾何體的表面積和體積的計算方法
代表作品: 《論球和圓柱》、《論螺線》、《沙的計算》、《論圖形的平衡》。
㈢ 阿基米德發明了什麼
他是物理學家、數學家,主要成就在理論,沒有物質發明。
成就:
一、《平面圖形的平衡或其重心》
1.等重的物體放在相等的距離上(各在杠桿一端,與支點等距),則處於平衡狀態;等重的物體放在不相等的距離上則不平衡,向距離遠的一端傾斜.
2.放在一定距離上的重物處於平衡狀態時,若在其中的一個重物上加一點重量,則失去平衡,要向加重量的一端傾斜.
二、《拋物線求積》
研究了曲線圖形求積的問題,並用窮竭法建立了這樣的結論:「任何由直線和直角圓錐體的截面所包圍的弓形(即拋物線),其面積都是其同底同高的三角形面積的三分之四。」他還用力學權重方法再次驗證這個結論,使數學與力學成功地結合起來。
三、《論球和圓柱》
(On the Sphere and the Cylinder)全篇共分兩卷。第一卷開頭先給出了6個定義和5個假設。如定義了底為球面的圓錐(扇形圓錐)以及由二圓錐組成的算盤珠形的立體。
四、《圓的度量》
利用圓的外切與內接96邊形,求得圓周率π的近似值,這是數學史上最早的,明確指出誤差限度的π值。他還證明了圓面積等於以圓周長為底、半徑為高的正三角形的面積;使用的是窮舉法。
阿基米德的證明如下。設 A 為圓面積、C為圓 周、T 為命題所述的三角形的面積,假若 A > T,我們可作邊數足夠多的內接正多邊形 P 使
A - P < A - T,
而得出 P > T。
五、《論螺線》
《論螺線》 作者:【古希臘】阿基米德
接著給出螺線(現在稱為「阿基米德螺線」)的定義:
阿基米德螺線 ,亦稱「等速螺線」。當一點P沿動射線OP以等速率運動的同時,這射線有以等角速度繞點O旋轉,點P的軌跡稱為「阿基米德螺線」。它的極坐標方程為:r = aθ ,螺線的每條臂間的距離永遠相等於 2πa
命題13—20研究了螺線的切線,給出作圖方法及種種性質,包括對螺線面積的計算方法.

(3)阿基米德對創造性的定義擴展閱讀
人物出生
公元前287年,阿基米德誕生於希臘西西里島敘拉古附近的一個小村莊,他出生於貴族,與敘拉古的赫農王(King Hieron)有親戚關系,家庭十分富有。阿基米德的父親是天文學家兼數學家,學識淵博,為人謙遜。阿基米德的意思是大思想家,阿基米德受家庭的影響,從小就對數學、天文學特別是古希臘的幾何學產生了濃厚的興趣。
阿基米德出生時,在當時古希臘的輝煌文化已經逐漸衰退,經濟、文化中心逐漸轉移到埃及的亞歷山大城;但是另一方面,義大利半島上新興的羅馬共和國,也正不斷的擴張勢力;北非也有新的國家迦太基興起。阿基米德就是生長在這種新舊勢力交替的時代,而敘拉古城也就成為許多勢力的角斗場所。
㈣ 阿基米德對人類做出了哪些主要貢獻
系統總結並嚴格證明了杠桿定律,為靜力學奠定了基礎.在總結前人經驗的基礎上,阿基米德系統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,指出在物體的重心處支起來,就能使物體保持平衡.在《論平面圖形的平衡》一書中,進一步確定了各種平面圖形的重心,並對杠桿平衡條件做了嚴格的數學證明.得出重物的重量比和它們離支點的距離成反比的杠桿定律.運用這一定律,阿基米德設計過杠桿滑輪系統,創造了用小力把大船拉到水裡等奇跡.
在著名的《論浮體》一書中,他總結出了著名的阿基米德原理;放在液體中的物體受到向上的浮力,其大小等於物體所排開的液體重力.從此使人們對物體的沉浮有了科學的認識,從而奠定了流體靜力學的基礎.阿基米德確立了靜力學和流體靜力學的基本原理。給出許多求幾何圖形重心,包括由一拋物線和其網平行弦線所圍成圖形的重心的方法;他證明了物體在液體中所受浮力等於它所排開液體的重量(這一結果後被稱為阿基米德原理);他還給出正拋物旋轉體浮在液體中平衡穩定的判據;他還採用不斷分割法求橢球體、旋轉拋物體等的體積,這種方法已具有積分計算的雛形。
阿基米德在數學中做出很多貢獻,他的許多著作的手稿一直保存到現在.一些數學史家都把他的原著譯成現代文字.例如,希思的英譯本,茲瓦利那的德譯本,維爾·埃斯克(P.Ver.Ee-cke)的法譯本,還有荷蘭的迪克特赫斯(E.J.Dijksterhuis)的名著《阿基米德》.其著作涉及的范圍很廣,也說明他對前人在數學中的一切發現具有淵博的知識.保存下來的阿基米德著作多半是幾何內容的著作,也有一部分力學和計算問題的著作.主要是《論球與圓柱》(On the Sphere and Cylin der),《論拋物線求積法》(On Quadrature of the Parabola),《圓的度量》(Measurement of a Circle),《論螺線》(OnSpirals),《論平板的平衡》(On Plane Equilibriums),《論錐型體與球型體》(On Conoids Spheroids),《砂粒計算》(The Sand Reckoner),《論方法》(On Method)(阿基米德給厄拉托塞的書信中,關於幾何學的某些定理),《論浮體》(On Floating Bodies),《引理》.在這些著作中的幾何方面,他補充了許多關於平面曲線圖形求積法和確定曲面所包圍體積方面的獨創研究.在這些研究中,他預見到了極微分割的概念,這個觀念在17世紀的數學中起到了重要作用,其本身就是微積分的先聲,但缺乏極限概念.阿基米德的求積法蘊育著積分思想的萌芽。
㈤ 阿基米德對人類有什麼突出的貢獻
個人成就
學術成就
歐洲文藝復興時期,當時的大師們無不汲汲以追求希臘著作為務 (哪怕是經過希臘文—阿拉伯文—拉丁文這樣重重轉譯的)。達·芬奇就曾盡力搜尋阿基米德的著作,但他無法看到《方法論》,因為文藝復興時期的大師們只能依賴「抄本A」和「抄本B」(那時還未佚失)來了解阿基米德。而達·芬奇要是看到了《方法論》,他一定會爽然自失——原來阿基米德的研究和成就早在1700年前就大大超過他了。阿基米德在《方法論》中已經「十分接近現代微積分」,這里有對數學上「無窮」的超前研究,貫穿全篇的則是如何將數學模型進行物理上的應用。研究者們甚至認為,「阿基米德有能力創造出伽利略和牛頓所創造的那種物理科學」。
至於另一篇新發現的著作《十四巧板》,則又別開生面。盡管「十四巧板」這種古代游戲(比中國民間的「七巧板」更復雜些)在西方早已為人所知,但最初諾爾他們認為《十四巧板》既難以理解也無關緊要,也許只是阿基米德的游戲而已。不過後來研究組合數學的專家參加研究之後,又有了驚人發現——他們認為阿基米德在《十四巧板》中,其實是要討論總共有多少種方式將十四巧板拼成一個正方形?他們研究的答案是:《十四巧板》中的十四巧板總共有17152種拼法可以得到正方形。這使他們相信,《十四巧板》表明「希臘人完全掌握了組合數學這門科學的最早期證據」。
「阿基米德羊皮書」提供的《方法論》和《十四巧板》這兩篇阿基米德遺作的重新問世,確實可以說是「改寫了科學史」。[1]
阿基米德的幾何著作是希臘數學的頂峰。他把歐幾里得嚴格的推理方法與柏拉圖鮮艷的豐富想像和諧地結合在一起,達到了至善至美的境界,從而「使得往後由開普勒、卡瓦列利、費馬、牛頓、萊布尼茨等人繼續培育起來的微積分日趨完美」。阿基米德是數學家與力學家的偉大學者,並且享有「力學之父」的美稱。其原因在於他通過大量實驗發現了杠桿原理,又用幾何演澤方法推出許多杠桿命題,給出嚴格的證明,其中就有著名的「
阿基米德 畫像
阿基米德原理」。
他在數學上也有著極為光輝燦爛的成就,特別是在幾何學方面。他的數學思想中蘊涵著微積分的思想,他所缺的是沒有極限概念,但其思想實質卻伸展到17世紀趨於成熟的無窮小分析領域里去,預告了微積分的誕生。正因為他的傑出貢獻,美國的E.T.貝爾在《數學人物》上是這樣評價阿基米德的:任何一張開列有史以來三個最偉大的數學家的名單之中,必定會包括阿基米德,而另外兩位通常是牛頓和高斯。
除了偉大的牛頓和偉大的愛因斯坦,再沒有一個人象阿基米德那樣為人類的進步做出過這樣大的貢獻。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「理論天才與實驗天才合於一人的理想化身」,文藝復興時期的達芬奇和伽利略等人都拿他來做自己的楷模。後人常把他和I.牛頓、C.F.高斯並列為有史以來三個貢獻最大的數學家。[4]
浮力原理
浮力原理簡述:物體在液體中所獲得的浮力,等於它所排出液體的重量,即:
(式中
為物體所受浮力,
為物體排開液體所受重力)。該式變形可得
(式中
為被排開液體密度,
為當地重力加速度,
為排開液體體積)
關於浮力原理的發現,有這樣一個故事:相傳敘拉古赫農王讓工匠替他做了一頂純金的王冠。但是在做好
阿基米德發現浮力
後,國王疑心工匠做的金冠並非純金,但這頂金冠確與當初交給金匠的純金一樣重。工匠到底有沒有私吞黃金呢?國王想檢驗金冠是否為純金,但又不能破壞王冠,這個問題不僅難倒了國王,也使諸大臣們面面相覷。經一大臣建議,國王請來阿基米德檢驗。最初,阿基米德也是冥思苦想而卻無計可施。後來有一天,他在家洗澡,當他坐進澡盆里時,看到水往外溢,同時感到身體被輕輕托起。他突然悟到可以用測定固體在水中排水量的辦法,來確定金冠的比重。他興奮地跳出澡盆,連衣服都顧不得穿上就跑了出去,大聲喊著「尤里卡!尤里卡!」(Eureka,意思是「找到了」。希臘文:ερηκα)
他經過了進一步的實驗以後,便來到了王宮,他把王冠和同等重量的純金放在盛滿水的兩個盆里,比較兩盆溢出來的水,發現放王冠的盆里溢出來的水比另一盆多。這就說明王冠的體積比相同重量的純金的體積大,密度不相同,所以證明了王冠里摻進了其他金屬。
這次試驗的意義遠遠大過查出金匠欺騙國王,阿基米德從中發現了浮力定律(阿基米德原理):物體在液體中所獲得的浮力,等於它所排出液體的重量。一直到現代,人們還在利用這個原理計算物體比重和測定船舶載重量(即廣為人知的排水量法)等。[5]
杠桿原理
杠桿原理簡述:滿足下列三個點的系統,基本上就是杠桿:支點、施力點、受力點。杠桿原理亦稱「杠桿平衡條件」:要使杠桿平衡,作用在杠桿上的兩個力矩(力與力臂的乘積)大小必須相等。即:動力×動力臂=阻力×阻力臂,用代數式表示為F1·
l1=F2·l2。式中,F1表示動力,l1表示動力臂,F2表示阻力,l2表示阻力臂。從上式可看出,欲使杠桿達到平衡,動力臂是阻力臂的幾倍,動力就是阻力的幾分之一。
剛好海維隆王又遇到了一個棘手的問題:國王替埃及托勒密王造了一艘船,因為太大太重,船無法放進海里,國王就對阿基米德說:「你連地球都舉得起來,把一艘船放進海里應該沒問題吧?」於是阿基米德立刻巧妙地組合各種機械,造出一架機具,在一切准備妥當後,將牽引機具的繩子交給國王,國王輕輕一拉,大船果然移動下水,國王不得不為阿基米德的天才所折服。從這個歷史記載的故事裡我們可以了解到,阿基米德極可能是當時全世界對於機械的原理與運用,了解最透徹的人。
阿基米德對於機械的研究源自於他在亞歷山大城求學時期。有一天阿基米德在久旱的尼羅河邊散步,看到農民提水澆地相當費力,經過思考之後他發明了一種利用螺旋作用在水管里旋轉而把水
杠桿原理
吸上來的工具,後世的人叫它做「阿基米德螺旋提水器」,埃及一直到二千年後的現代,還有人使用這種器械。這個工具成了後來螺旋推進器的先祖。當時的歐洲,在工程和日常生活中,經常使用一些簡單機械,譬如:螺絲、滑車、杠桿、齒輪等,阿基米德花了許多時間去研究,發現了「杠桿原理」和「力矩」的觀念,對於經常使用工具製作機械的阿基米德而言,將理論運用到實際的生活上是輕而易舉的。他自己曾說:「給我一個支點和一根足夠長的杠桿,我就能撬動整個地球。」
數學大師
對於阿基米德來說,機械和物理還只是次要的,他比較有興趣而且投注更多時間的是純理論上
關於阿基米多的作品(17張)
的研究,尤其是在數學和天文方面。在數學方面,他利用「逼近法」算出球面積、球體積、拋物線、橢圓面積,後世的數學家依據這樣的「逼近法」加以發展成近代的「微積分」。他更研究出螺旋形曲線的性質,現今的「阿基米德螺線」曲線,就是為紀念他而命名。另外他在《恆河沙數》一書中,他創造了一套記大數的方法,簡化了記數的方式。
阿基米德在他的著作《論杠桿》(可惜失傳)中詳細地論述了杠桿的原理。有一次敘拉古國王對杠桿的威力表示懷疑,他要求阿基米德移動載滿重物和乘客的一艘新三桅船。阿基米德叫工匠在船的前後左右安裝了一套設計精巧的滑車和杠桿。阿基米德叫100多人在大船前面,抓住一根繩子,他讓國王牽動一根繩子,大船居然慢慢地滑到海中。群眾歡呼雀躍,國王也高興異常,當眾宣布:「從現在起,我要求大家,無論阿基米德說什麼,都要相信他!」阿基米德還曾利用拋物鏡面的聚光作用,把集中的陽光照射到入侵敘拉古的羅馬船上,讓它們自己燃燒起來。羅馬的許多船隻都被燒毀了,但羅馬人卻找不到失火的原因。900多年後,有位科學家按史書介紹的阿基米德的方法製造了一面凹面鏡,成功地點著了距離鏡子45米遠的木頭,而且燒化了距離鏡子42米遠的鋁。所以,許多科技史家通常都把阿基米德看成是人類利用太陽能的始祖。
天文研究
他曾運用水力製作一座天象儀,球面上有日、月、星辰、五大行星,根據記載,這個天象儀不但運行精確,連何時會發生月蝕、日蝕都能加以預測。晚年的阿基米德開始懷疑地球中心學說,並猜想地球有可能繞太陽轉動,這個觀念一直到哥白尼時代才被人們提出來討論。
公元三世紀末正是羅馬帝國與北非迦太基帝國,為了爭奪西西里島的霸權而開戰的時期。身處西西里島的敘拉古一直都是投靠羅馬,但是西元前216年迦太基大敗羅馬軍隊,敘拉古的新國王(海維隆二世的孫子繼任),立即見風轉舵與迦太基結盟,羅馬帝國於是派馬塞拉斯將軍領軍從海路和陸路同時進攻敘拉古,阿基米德眼見國土危急,護國的責任感促使他奮起抗敵,於是他絞盡腦汁,日以繼夜的發明御敵武器。
根據一些年代較晚的記載,當時他造了巨大的起重機,可以將敵人的戰艦吊到半空中,然後重重摔下使戰艦在水面上粉碎;同時阿基米德也召集城中百姓手持鏡子排成扇形,將陽光聚焦到羅馬軍艦上,燒毀敵人船隻(不過,美國的科普電視節目《流言終結者》曾經針對這個傳說做過實驗,結果認為這實際上幾乎不可能成功);他還利用杠桿原理製造出一批投石機,凡是靠近城牆的敵人,都難逃他的飛石或標槍。這些武器弄的羅馬軍隊驚慌失措、人人害怕,連大將軍馬塞拉斯都苦笑的承認:「這是一場羅馬艦隊與阿基米德一人的戰爭」、「阿基米德是神話中的百手巨人」。
重視實踐
阿基米德和雅典時期的科學家有著明顯的不同,就是他既重視科學的嚴密性、准確性,要求對每一個問題都進行精確的、合乎邏輯的證明;又非常重視科學知識的實際應用。他非常重視試驗,親自動手製作各種儀器和機械。他一生設計、製造了許多機構和機器,除了杠桿系統外,值得一提的還有舉重滑輪、灌地機、揚水機以及軍事上用的拋石機等。被稱作「阿基米德螺旋」的揚水機至今仍在埃及等地使用。
阿基米德螺旋永動機
阿基米德螺旋永動機
阿基米德發展了天文學測量用的十字測角器,並製成了一架測算太陽對向地球角度的儀器。他最著名的發現是浮力和相對密度原理,即物體在液體中減輕的視重,等於排去液體的重量,後來以阿基米德原理著稱於世。在幾何學上,他創立了一種求圓周率的方法,即圓周的周長和其直徑的關系。阿基米德是第一位講科學的工程師,在他的研究中,使用歐幾里德的方法,先假設,再以嚴謹的邏輯推論得到結果,他不斷地尋求一般性的原則而用於特殊的工程上。他的作品始終融合數學和物理,因此阿基米德成為物理學之父。
他應用杠桿原理於戰爭,保衛西拉斯鳩的事跡是家喻戶曉的。而他也以同一原理導出部分球體的體積、回轉體的體積(橢球、回轉拋物面、回轉雙曲面)。此外,他也討論阿基米德螺線(例如:蒼蠅由等速旋轉的唱盤中心向外走去所留下的軌跡),圓、球體、圓柱的相關原理,其成就。阿基米德將歐幾里德提出的趨近觀念作了有效的運用,他提出圓內接多邊形和相似圓外切多邊形,當邊數足夠大時,兩多邊形的周長便一個由上,一個由下的趨近於圓周長。他先用六邊形,以後逐次加倍邊數,到了九十六邊形,求出π的估計值介於3.14163和3.14286之間。另外他算出球的表面積是其內接最大圓面積的四倍。而他又導出圓柱內切球體的體積是圓柱體積的三分之二,這個定理就刻在他的墓碑上。[1]
保衛祖國
新式武器
阿基米德年老的時候,敘拉古和羅馬之間發生了戰爭。羅馬軍隊的最高統帥馬塞拉斯率領羅馬軍隊包圍了他所居住的城市,還佔領了海港。阿基米德雖不贊成戰爭,但又不得不盡自己的責任,保衛自己的祖國。
他製造了一種叫作石弩的拋石機,把大石塊投向羅馬軍隊的戰艦,或者使用發射機把矛和石塊射向羅馬士兵。
阿基米德還發明了多種武器,來阻擋羅馬軍隊的前進。他發明了大型起重機,把羅馬的戰艦高高地吊起,隨後呼地一聲將其摔下大海,船破人亡。最後羅馬士兵都不敢靠近城牆,只要有一根繩子在上方出現,他們就會被嚇跑,因為他們相信那個可怕的阿基米德一定在用一種什麼新奇的怪物,會使他們一命嗚呼。
鏡子聚光
太陽的光和熱使地球上的萬物生長,它蘊藏著無窮無盡的能量。那麼,是誰最早想到把太陽能聚集起來加以利用呢?
古希臘的敘拉古城遭到了羅馬軍隊的侵襲。羅馬軍隊乘著張帆的戰艦,耀武揚威地駛向敘拉古港口,敘拉古城的青壯年和士兵們一起上前線去了,城裡只剩下了老人、婦女和孩子,處於萬分危急的時刻。
就在這時,老阿基米德為了自己的祖國又站了出來。他讓婦女和孩子們每人都拿著自己家中的鏡子一齊來到海岸邊,讓鏡子對准強烈的陽光,集中照射到敵艦的主帆上,千百面鏡子的反光聚集在船帆的一點上,船帆燃燒起來了,火勢趁著風力,越燒越旺,羅馬人不知底細,以為阿基米德又發明了新式武器。就慌慌張張地逃跑了。
今世論證:美國科普節目《流言終結者》對「鏡子聚光燒戰船」的事情提出質疑,並進行了科學的論證。
測試發現:
《流言終結者》對此進行了三次測試,第一次測試,他們發現12個人拿著鏡子,已經很難知道自己的鏡子反射的是哪一道光。
第二次測試,在140尺遠的距離,用300面銅鏡使靜止的船體冒煙;而當鏡子對准帆的時候,熱量大量流失,因為帆是白色的,且風一吹,前功盡棄;而在75尺的地方,用玻璃鏡點燃了靜止的船體。
他們還製造了阿基米德的武器之一「蠍子」,一種弩炮發射火箭,另外他們還列出了七大疑點。
疑點:
THE COMPASS
方位(流言終結者利用的是舊金山正午的強烈陽光,但阿基米德沒法獲得這樣的陽光,因為敘拉古朝東,他只能利用較弱的拂曉陽光。)
THE WEATHER 天氣(哦,寫這本書的人真該看看天上有沒有雲。)
ROMAN BOATS WERE MOVING
羅馬船會動(流言終結者測試表明,只要移動幾寸,聚焦前功盡棄,更何況是一隻艦隊。)
"INFLAMMABLE" SAILS
帆無法燃燒(帆是白色的,加上海風一吹,熱量散開,根本無法准確聚焦。)
HISTORY 歷史證據
(流言終結者從歷史上得到的信息:「時間最早也可能是最好的有關敘拉古之戰的文獻,是由普羅畢斯擬寫,當時參戰士兵都還在世,里頭完全沒有提到『火』或是『鏡子取火』。第一次提到『火』是盧奇安,那是在三百年後,他也沒提到『鏡子』,只有說『火』。第一次提到敘拉古之戰有用『鏡子取火』是安提米烏斯在八百年後寫下。」「安提米烏斯的描述在12世紀又被加油添醋,最後變成了今日所知的故事。」)
SCALE 武器規模尺寸
(流言終結者的測試表明,需要更多鏡子和瞄準手死光鏡才有可能見效,這顯然是浪費資源,尤其是當時還有很多武器可以選擇,例如阿基米德的弩炮)。
ALTERNATIVE WEAPONS
其他武器。(史書記載:「阿基米德開發的弩炮可以射出一顆火球到600尺外。」連不算神射手的「托瑞」都能射箭到300尺外,可見弩炮或弓箭等其他武器絕對能夠終結這個流言)。
另外,他們還列出了歷史上成功點燃的案例:「1747年杜布芬伯爵,他用了168面玻璃鏡在150尺外燒起木頭,但那是塗上木餾油的木頭。1973年希臘科學家艾歐尼·沙卡斯博士,他讓60名水手拿著6尺長2尺寬的反射鏡,在160尺外點燃一片釘在劃艇上的夾板。」但是所有目標都是靜止不動,加上當時古希臘的鏡子是銅鏡。
最後一次測試,由美國總統奧巴馬提出,流言終結者將船停在120米處,岸邊搭起213米長的網眼布柵欄增加聚焦,一排213米長的支架台用來墊高,並且在帆上畫上黑色的太陽,同時動用了500名中學生拿著銅鏡,對准船帆上的黑色部分,經過15分鍾的聚焦,只是上升到130℉;最後使用玻璃鏡,只讓帆上升到了200℉,及時船體距離約30米(100英尺)也才升到280℉,達不到410℉。
他們認為,也許阿基米德並沒有打算點燃船體,而是要使得侵略軍暈頭轉向,因為非常的刺眼。
由此看來,文中所提到的「船帆燃燒」已是後來的流言而不是歷史。[1]
5古代抄本
古希臘阿基米德是最富傳奇色彩的古代科學家。1998年之前,傳世的阿基米德著
阿基米德雕塑
作共8篇,依次是:《論平面平衡》、《拋物線求積》、《球體和圓柱體》、《測圓術》、《論螺線》、《論浮體》、《圓錐體和橢球體》、《數沙者》。這8篇的內容傳自兩個古代抄本系統,它們被專家稱為「抄本A」和「抄本B」。不幸的是這兩個抄本都已遺失。
1998年,紐約克里斯蒂拍賣行出現了一件名為「阿基米德羊皮書」的拍品,這是一本很不起眼的中世紀抄寫的祈禱書,但是因為據信它原先是一本阿基米德著作的抄本,只是後來被人刮掉了原書字跡,再用來抄寫祈禱書的(這種「廢物利用」在古代並不罕見),所以身價不菲,最終由一位神秘富翁以200萬美元拍得。隨後這位富翁自稱「B先生」,派人找到巴爾的摩市的華爾特藝術博物館手稿部主任諾爾博士,要諾爾組織團隊來研究「阿基米德羊皮書」,研究經費由他來資助。但研究結束後羊皮書要歸還給他。諾爾組織了一支包括了古代科學教授、數學史教授、中世紀藝術史教授、化學教授、數碼成像專家、X射線成像專家、古籍手稿研究專家的研究團隊,他們都主要是在周末業余時間從事這項研究。研究過程中,B先生也經常參與決策。他一直秉著負責、考慮全面、大方的的態度來參與。這支研究團隊辛勤工作了7年——從1999年至2006年,「這個項目從來沒有發生資金短缺的問題」。
研究者們將「阿基米德羊皮書」一頁頁拆開,利用各種現代的成像技術,最終竟然成功地完整重現了那份在700多年前已經被從羊皮紙上颳去的抄本內容。於是傳世阿基米德著作的第三個抄本重新出現了。它被稱為「抄本C」,成為存世的阿基米德著作抄本中最古老的版本。
「抄本C」中包括了阿基米德的7篇著作:《論平面平衡》、《球體和圓柱體》、《測圓術》、《論螺線》、《論浮體》、《方法論》、《十四巧板》。其中前五篇是以前「抄本A」和「抄本B」系統已經承傳下來,為世人所知的;而最為珍貴的是最後兩篇,即《方法論》和《十四巧板》,這是以前從未出現過的。[1]
http://ke..com/subview/2131/11605745.htm?fromId=2131&from=rdtself#4
㈥ 阿基米德原理的故事
公元前245年,赫農王命令阿基米德(Archimedes)鑒定一個皇冠。赫農王給金匠一塊金子讓他做一頂純金的皇冠。做好的皇冠盡管與先前的金子一樣重,但國王還是懷疑金匠摻假了。
阿基米德在洗澡時發現浮力定律
他命令阿基米德鑒定皇冠是不是純金的,但是不允許破壞皇冠。這似乎是件不可能的事情。在公共浴室內,阿基米德注意到他的胳膊浮到了水面上。這時他腦中閃現出一絲模糊的想法。他把胳膊完全放進水中全身放鬆,這時胳膊又浮到水面上。
他站了起來,浴盆四周的水位下降;再坐下去時,浴盆中的水位又上升了。
他躺在浴盆中,水位則變得更高了,而他也感覺到自己變輕了。他站起來後,水位下降,他則感覺到自己重了。一定是水對身體產生向上的浮力才使得他感到自己輕了。
他把差不多一樣大的石塊和木塊同時放入浴盆,浸入水中。石塊下沉到水裡,但是他能感覺到石塊變輕了。而且,他必須要向下按著木塊才能把它完全浸沒水中。這表明在下沉的情況下,浮力與物體的排水量(物體體積)有關,而不與物體重量有關。相同質量下,物體在水中感覺有多重一定與它的密度(物體單位體積的質量)有關。
阿基米德因此找到了解決國王問題的方法,問題關鍵在於密度。如果皇冠裡面含有其他金屬,它的密度會不相同,在重量相等的情況下,這個皇冠的體積是不同的。
把皇冠和等重的金子放進水裡,結果發現皇冠排出的水量比金子的大,這表明皇冠是摻假的。
最重要的是,阿基米德發現了浮力原理,即水對物體的浮力等於物體所排出水的重量。

(6)阿基米德對創造性的定義擴展閱讀:
阿基米德發現的浮力原理,奠定了流體靜力學的基礎。傳說希倫王召見阿基米德,讓他鑒定純金王冠是否摻假。
他冥思苦想多日,在跨進澡盆洗澡時,從看見水面上升得到啟示,作出了關於浮體問題的重大發現,並通過王冠排出的水量解決了國王的疑問。
在著名的《論浮體》一書中,他按照各種固體的形狀和比重的變化來確定其浮於水中的位置,並且詳細闡述和總結了後來聞名於世的阿基米德原理:放在液體中的物體受到向上的浮力,其大小等於物體所排開的液體重量。從此使人們對物體的沉浮有了科學的認識。
適用范圍:
阿基米德原理適用於全部或部分浸入靜止流體的物體,要求物體下表面必須與流體接觸。
如果物體的下表面並未全部同流體接觸,例如,被水浸沒的橋墩、插入海底的沉船、打入湖底的樁子等,在這類情況下,此時水的作用力並不等於原理中所規定的力。
如果水相對於物體有明顯的流動,此原理也不適用(見伯努利方程)。魚在水中游動,由於周圍的水受到擾動,用阿基米德原理算出的力只是部分值。這些情形要考慮流體動力學的效應。水翼船受到遠大於浮力的舉力就是動力學效應,所循規律與靜力學有所不同。
㈦ 阿基米德是怎樣把演繹數學的嚴格證明和創造技巧相結合去解決問題的
阿基米德(公元前287年—公元前212年),偉大的古希臘哲學家、網路式科學家、數學家、物理學家、力學家,靜態力學和流體靜力學的奠基人,並且享有「力學之父」的美稱,阿基米德和高斯、牛頓並列為世界三大數學家.[1] 阿基米德曾說過:「給我一個支點,我就能撬起整個地球.」阿基米德對數學和物理的發展做出了巨大的貢獻,為社會進步和人類發展做出了不可磨滅的影響,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「理論天才與實驗天才合於一人的理想化身」,文藝復興時期的達芬奇和伽利略等人都拿他來做自己的楷模。
阿基米德(Archimedes)
生卒年代:前287-212
簡介:
古希臘偉大的數學家、力學家. 生於西西里島的敘拉古,卒於同地. 早年在當時的文化中心亞歷山大跟隨歐幾里得的學生學習,以後和亞歷山大的學者保持緊密聯系,因此他算是亞歷山大學派的成員.後人對阿基米德給以極高的評價,常把他和I.牛頓、C.F.高斯並列為有史以來三個貢獻最大的數學家.他的生平沒有詳細記載,但關於他的許多故事卻廣為流傳.
生平:
阿基米德(Archimedes,約前287—212),誕生於希臘敘拉古附近的一個小村莊.他出生於貴族,與敘拉古的赫農王(King Hieron)有親戚關系,家庭十分富有.阿基米德的父親是天文學家兼數學家,學識淵博,為人謙遜.阿基米德受家庭的影響,從小就對數學、天文學特別是古希臘的幾何學產生了濃厚的興趣.當他剛滿十一歲時,藉助與王室的關系,被送到埃及的亞歷山大里亞城去學習.亞歷山大位於尼羅河口,是當時文化貿易的中心之一.這里有雄偉的博物館、圖書館,而且人才薈萃,被世人譽為「智慧之都」.阿基米德在這里學習和生活了許多年,曾跟很多學者密切交往.他兼收並蓄了東方和古希臘的優秀文化遺產,在其後的科學生涯中作出了重大的貢獻.公元前二一二年,古羅馬入侵敘拉古,阿基米德被羅馬士兵殺死,終年七十五歲.阿基米德的遺體葬在西西里島,墓碑上刻著一個圓柱內切球的圖形,以紀念他在幾何學上的卓越貢獻. 阿基米德的成就
阿基米德無可爭議的是古代希臘文明所產生的最偉大的數學家及科學家,他在諸多科學領域所作出的突出貢獻,使他贏得同時代人的高度尊敬.
阿基米德求得了拋物線弓形、螺線、圓形的面積和體積以及橢球體、拋物面體等復雜幾何體的體積.在推演這些公式的過程中,他熟練的啟用了「窮竭法」,即我們今天所說的逐步近似求極限的方法,因而被公認為微積分計算的鼻祖.他還利用此法估算出∏值在 和 之間,並得出了三次方程的解法.面對古希臘繁冗的數字表示方式,阿基米德提出了一套有重要意義的按級計演算法,並利用它解決了許多數學難題. 阿基米德在力學方面的成績最為突出,這些成就主要集中在靜力學和流體靜力學方面.他在研究機械的過程中,發現了杠桿原理,並利用這一原理設計製造了許多機械.他在研究浮體的過程中發現了浮力定律,也就是有名的阿基米德定律.
阿基米德在天文學方面也有出色的成就.他設計了一些圓球,用細繩和木棒將它們聯接起來模仿日月和星辰的運動,並利用水力使它們轉動.這樣日食和月食就可以生動的表現出來了.阿基米德認為地球是圓球狀的,並圍繞著太陽旋轉,這一觀點比哥白尼的「日心地動說」要早一千八百年.限於當時的條件,他並沒有就這個問題做深入系統的研究.但早在公元前三世紀就提出這樣的見解,是很了不起的. 阿基米德的著作很多,作為數學家,他寫出了《論球和圓柱》、《論劈錐曲面體與球體》、《拋物線求積》、《論螺線》等數學著作.作為力學家,他著有《論平板的平衡》、《論浮體》、《論杠桿》、《論重心》等力學著作.在《論平板的平衡》中,他系統地論證了杠桿原理.在論浮體中、他論證了浮體定律.
阿基米德不僅在理論上成就璀璨,還是一個富有實踐精神的工程學家.他一生設計、製造了許多和機器,除了杠桿系統外,值得一提的還有舉重滑輪、灌地機、揚水機以及軍事上用的投射器等.被稱作「阿基米德舉水螺旋」的揚水機是為了將水從大船的船艙中排出而發明的.揚水機可以利用螺旋把搬運到高處,在埃及得到了廣泛的應用,是現代螺旋泵的前身. 「給我一個支點,我將移動地球」
阿基米德不僅是個理論家,也是個實踐家,他一生熱衷於將其科學發現應用於實踐,從而把二者結合起來.在埃及,公元前一千五百年前左右,就有人用杠桿來抬起重物,不過人們不知道它的道理.阿基米德潛心研究了這個現象並發現了杠桿原理.
赫農王對阿基米德的理論一向持半信半疑的態度.他要求阿基米德將它們變成活生生的例子以使人信服.阿基米德說:「給我一個支點,我就能移動地球.」國王說:「這恐怕實現不了,你還是來幫我拖動海岸上的那條大船吧.」這條船是赫農王為埃及國王製造的,體積大,相當重,因為不能挪動,擱淺在海岸上已經很多天了.阿基米德滿口答應下來. 阿基米德設計了一套復雜的杠桿滑輪系統安裝在船上,將繩索的一端交到赫農王手上.赫農王輕輕拉動繩索,奇跡出現了,大船緩緩地挪動起來,最終下到海里.國王驚訝之餘,十分佩服阿基米德,並派人貼出告示「今後,無論阿基米德說什麼,都要相信他.」
金冠之謎
赫農王讓金匠替他做了一頂純金的王冠,做好後,國王疑心工匠在金冠中摻了銀子,但這頂金冠確與當初交給金匠的純金一樣重,到底工匠有沒有搗鬼呢?既想檢驗真假,又不能破壞王冠,這個問題不僅難倒了國王,也使諸大臣們面面相覷.後來,國王將它交給了阿基米德.阿基米德冥思苦想出很多方法,但都失敗了.有一天,他去澡堂洗澡,他一邊坐進澡盆里,一邊看到水往外溢,同時感到身體被輕輕拖起.他突然恍然大悟,跳出澡盆,連衣服都顧不得穿就直向王宮奔去,一路大聲很著「尤里卡」, 「尤里卡」(Eureka,我知道了,我找到了)原來他想到,如果王冠放入水中後,排出的水量不等於同等重量的金子排出的水量,那肯定是摻了別的金屬.這就是有名的浮力定律,既浸在液體中的物體受到向上的浮力,其大小等於物體所排出液體的重量.後來,該定律就被命名為阿基米德定律.
愛國者阿基米德
在阿基米德晚年時,羅馬入侵敘拉古,阿基米德指導同胞們製造了很多攻擊和防禦的武器.當侵略軍首領馬塞勒塞率眾攻城時,他設計的投石機把敵人打得哭爹喊娘.他製造的鐵爪式起重機,能將敵船提起並倒轉,拋至大海深處.傳說他還率領敘拉古人民製作了一面大凹鏡,將陽光聚焦在靠近的敵船上,使它們焚燒起來.羅馬士兵在這頻頻的打擊中已經心驚膽戰,草木皆兵,一見到有繩索或木頭從城裡扔出,他們就驚呼「阿基米德來了」,隨之抱頭鼠竄.羅馬被阻入城外達三年之久.最終,於公元前二一二年,羅馬人趁敘拉古城防務稍有鬆懈,大舉進攻闖入了城市.此時,阿基米德正在潛心研究一道深奧的數學題,一個羅馬士兵闖入,用腳踐踏他所畫的圖形,阿基米德憤怒地與之爭論,殘暴的士兵哪裡肯聽,只見他舉刀一揮,一位璀璨的科學巨星就此隕落.
關於他的傳聞及貢獻:
據說他確立了力學的杠桿定律之後,曾發出豪言壯語:「給我一個立足點,我就可以移動這個地球!」敘拉古的亥厄洛王叫金匠造一頂純金的皇冠,因懷疑裡面摻有銀子,便請阿基米德鑒定一下5彼朐∨柘叢枋?水漫溢到盆外,於是悟得不同質料的物體,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!」(希臘語意思是「我找到了」)他將這一流體靜力學的基本原理,即物體在液體中減輕的重量,等於排去液體的重量,總結在他的名著《論浮體》中,後來以「阿基米德原理」著稱於世.第二次布匿戰爭時期,羅馬大軍圍攻敘拉古,阿基米德獻出自己的一切聰明才智為祖國效勞.傳說他用起重機抓起敵人的船隻,摔得粉碎;發明奇妙的機器,射出大石、火球.還有一些書記載他用巨大的火鏡反射日光去焚毀敵船,這大概是誇張的說法.總之,他曾竭盡心力,給敵人以沉重打擊.最後敘拉古因糧食耗盡及奸細的出賣而陷落,阿基米德不幸死在羅馬士兵之手.流傳下來的阿基米德的著作,主要有下列幾種.《論球與圓柱》,這是他的得意傑作,包括許多重大的成就.他從幾個定義和公理出發,推出關於球與圓柱面積體積等50多個命題.《平面圖形的平衡或其重心》,從幾個基本假設出發,用嚴格的幾何方法論證力學的原理,求出若干平面圖形的重心.《數沙者》,設計一種可以表示任何大數目的方法,糾正有的人認為沙子是不可數的,即使可數也無法用算術符號表示的錯誤看法.《論浮體》,討論物體的浮力,研究了旋轉拋物體在流體中的穩定性.阿基米德還提出過一個「群牛問題」,含有八個未知數.最後歸結為一個二次不定方程.其解的數字大得驚人,共有二十多萬位!
阿基米德當時是否已解出來頗值得懷疑.除此以外,還有一篇非常重要的著作,是一封給埃拉托斯特尼的信,內容是探討解決力學問題的方法.這是1906年丹麥語言學家J.L.海貝格在土耳其伊斯坦布爾發現的一卷羊皮紙手稿,原先寫有希臘文,後來被擦去,重新寫上宗教的文字.幸好原先的字跡沒有擦乾凈,經過仔細辨認,證實是阿基米德的著作.其中有在別處看到的內容,也包括過去一直認為是遺失了的內容.後來以《阿基米德方法》為名刊行於世.它主要講根據力學原理去發現問題的方法.他把一塊面積或體積看成是有重量的東西,分成許多非常小的長條或薄片,然後用已知面積或體積去平衡這些「元素」,找到了重心和支點,所求的面積或體積就可以用杠桿定律計算出來.他把這種方法看作是嚴格證明前的一種試探性工作,得到結果以後,還要用歸謬法去證明它.他用這種方法取得了大量輝煌的成果.阿基米德的方法已經具有近代積分論的思想.然而他沒有說明這種「元素」是有限多還是無限多,也沒有擺脫對幾何的依賴, 更沒有使用極限方法.盡管如此, 他的思想是具有劃時代意義的,無愧為近代積分學的先驅.他還有許多其他的發明,沒有一個古代的科學家,象阿基米德那樣將熟練的計算技巧和嚴格證明融為一體,將抽象的理論和工程技術的具體應用緊密結合起來.
後來阿基米德成為兼數學家與力學家的偉大學者,並且享有"力學之父"的美稱.其原因在於他通過大量實驗發現了杠桿原理,又用幾何演澤方法推出許多杠桿命題,給出嚴格的證明.其中就有著名的"阿基米德原理",他在數學上也有著極為光輝燦爛的成就.盡管阿基米德流傳至今的著作共只有十來部,但多數是幾何著作,這對於推動數學的發展,起著決定性的作用. 《砂粒計算》,是專講計算方法和計算理論的一本著作.阿基米德要計算充滿宇宙大球體內的砂粒數量,他運用了很奇特的想像,建立了新的量級計數法,確定了新單位,提出了表示任何大數量的模式,這與對數運算是密切相關的. 《圓的度量》,利用圓的外切與內接96邊形,求得圓周率π為:22/7 <π<223/71 ,這是數學史上最早的,明確指出誤差限度的π值.他還證明了圓面積等於以圓周長為底、半徑為高的正三角形的面積;使用的是窮舉法. 《球與圓柱》,熟練地運用窮竭法證明了球的表面積等於球大圓面積的四倍;球的體積是一個圓錐體積的四倍,這個圓錐的底等於球的大圓,高等於球的半徑.阿基米德還指出,如果等邊圓柱中有一個內切球,則圓柱的全面積和它的體積,分別為球表面積和體積的 .在這部著作中,他還提出了著名的"阿基米德公理". 《拋物線求積法》,研究了曲線圖形求積的問題,並用窮竭法建立了這樣的結論:"任何由直線和直角圓錐體的截面所包圍的弓形(即拋物線),其面積都是其同底同高的三角形面積的三分之四."他還用力學權重方法再次驗證這個結論,使數學與力學成功地結合起來. 《論螺線》,是阿基米德對數學的出色貢獻.他明確了螺線的定義,以及對螺線的面積的計算方法.在同一著作中,阿基米德還導出幾何級數和算術級數求和的幾何方法. 《平面的平衡》,是關於力學的最早的科學論著,講的是確定平面圖形和立體圖形的重心問題. 《浮體》,是流體靜力學的第一部專著,阿基米德把數學推理成功地運用於分析浮體的平衡上,並用數學公式表示浮體平衡的規律. 《論錐型體與球型體》,講的是確定由拋物線和雙曲線其軸旋轉而成的錐型體體積,以及橢圓繞其長軸和短軸旋轉而成的球型體體積. 丹麥數學史家海伯格,於1906年發現了阿基米德給厄拉托塞的信及阿基米德其它一些著作的傳抄本.通過研究發現,這些信件和傳抄本中,蘊含著微積分的思想,他所缺的是沒有極限概念,但其思想實質卻伸展到17世紀趨於成熟的無窮小分析領域里去,預告了微積分的誕生. 正因為他的傑出貢獻,美國的E.T.貝爾在《數學人物》上是這樣評價阿基米德的:任何一張開列有史以來三個最偉大的數學家的名單之中,必定會包括阿基米德,而另外兩們通常是牛頓和高斯.不過以他們的宏偉業績和所處的時代背景來比較,或拿他們影響當代和後世的深邃久遠來比較,還應首推阿基米德.
㈧ 阿基米德是什麼人物。
LZ你好:
阿基米德(Archimedes)是偉大的古希臘哲學家、數學家、物理學。
希望能夠幫助到你(*^__^*)