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科学家阿基米德的故事

已有 1695 次阅读 2020-9-3 20:40 |个人分类:科学人物|系统分类:人物纪事

“只要给我一个支点,我就能举起整个地球。”谁能说出这么惊世骇俗的话呢?他就是Archimedes(公元前287年—公元前212年)。 

大约在公元前287年,Archimedes在Syracuse 出生了。他的父亲Pheidias是有名的天文学家和数学家。当时Syracuse 的国王是Hiero 二世。据说Archimedes和王室有点沾亲带故,属于有钱有闲的上层社会。他在Alexandria 受过教育,他的老师中如果没有Euclid本人,至少会有他的的学生。 

关于Archimedes,有个大家耳熟能详的故事。说是有一天他在浴盆里洗澡,受到启发,发现了浮力定律,一下次想到了如何解决国王给他的难题。

原来国王找铁匠为他打一顶金子做的王冠,王冠打好了,国王又担心铁匠会不会把里面的金子以次充好,以银代金呢?既舍不得将王冠砸开一瞧究竟,又想解开心里的疙瘩,就把心思告诉了Archimedes。这难题Archimedes已想过一些日子了,正为此茶饭不香呢。

这下Archimedes可开心了,忘了穿衣服,光着身子冲上大街,欣喜若狂大声呼喊:“Eureka,eureka”。那是希腊语,意思是“我找到啦,我找到啦!”。找到什么啦?找到了解决问题的方法。别人不知道哇,看到老大的一个人赤身裸体,还以为他疯了呢。 

古希腊有三大数学难题,分别是化圆为方,三等分角和给立方体体积加倍。 

三等分角指的是平面上任给一角,只允许用圆规和直尺把角三等分。Archimedes给出了一个解法,为此他提出一个特别的曲线。他的解法没问题,只可惜仅靠圆规和直尺实现不了。三大难题后人证明了在古希腊人限定的条件下都无解。 

Archimedes是古希腊最伟大的数学家,甚至是数学有史以来最伟大的数学家。有人说,要是列出数学史上三位最伟大的数学家,非得有他不可。另外两位分别是牛顿(1642—1727)和高斯(1777—1855)。牛顿是微积分的创立者,Archimedes其实已经拥有微积分的思想,只是他太超前于他的时代了,微积分的发明,只好留给比他年轻近两千岁的牛顿了。

Archimedes的同时代人没有人可以和他比肩。牛顿和高斯则不同。莱布尼茲(1646—1716)和牛顿是同时代人,独立发明了微积分,而高斯的同时代人柯西(1789—1857)也是数学巨匠。从这个意义上说Archimedes是数学史上最伟大的数学家也不为过。

Archimedes计算出球的面积是其大圆面积的四倍,所用的方法根据Eudoxus的 "Method of Exhaustion", 也就是穷竭法。

Archimedes成果太多啦,他自己最满意的结果是关于球体的体积。他证明了,如果把球嵌入等高的圆柱体内,则球的体积是圆柱体积的2/3。他特别钟爱这一结果,要求将它刻在自己的墓碑上。

Archimedes不光是伟大的数学家,他还是伟大的物理学家,伟大的发明家。他发明的水车,两千多年后还在埃及使用。

第二次Punic战争在公元前218年春爆发,一直延续到公元前201年。这是罗马与Carthage之间的战争。公元前216年Syracuse与Carthage结盟,站在了罗马的对立面。于是罗马人在公元前213年展开了对Syracuse 的攻击。由于有了Archimedes 发明的武器,罗马人一直久攻不下。

终于在公元前212年的某一天,趁着城里居民欢庆节日,放松了戒备,罗马人出奇不意攻进了城。

当罗马士兵通知大家去开欢迎会的时候,Archimedes 正在沙地上聚精会神想他的问题。眼看有人要踩坏他的图形,Archimedes急了,大叫起来:“别踩坏我的圆!”

罗马士兵一剑刺去,一代巨人Archimedes 倒下了。

那一年Archimedes 七十五岁。

 




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