[水煮物理]之四：裸奔之行为艺术

（古代奥运会的裸奔者与现代运动会裸奔者）

    这个世界偶尔总会发生一些疯狂的事情，比如所谓之行为艺术。话说从修女到上帝都曾疯狂过。当然，其中不能缺了咱物理学家们。物理学史上搞行为艺术的科学家有不少，要说谁最厉害那就非阿基米德莫属。因为他的行为艺术最为前卫——大街上裸奔。其实说前卫并不合适，因为在阿基米德那个年代（古希腊），裸奔并不少见。最大的裸奔莫过于古代奥运会——那是一个群体裸奔和看别人裸奔的盛会。然而到了现代运动会，裸奔者只会被警察拎出场外。在古希腊是一个裸奔者的天堂，也许哪天你早上起来就会发现，原来窗外一群人都在裸奔，那也就见怪不怪了。所以我们不能责怪阿基米德作为物理学史上裸奔第一人，毕竟，他只是入乡随俗而已。

    正是阿基米德开了裸奔之先河，后人逐渐仿效。笔者未曾考证科学史上究竟有多少人裸奔过，但笔者可以负责任地告诉你，要看科学家裸奔，你可以去哈佛看未来的科学家裸奔。哈佛每年有裸奔节，据说是为了缓解考试压力。也正是有了此妙招，哈佛学生才能应付每年繁重的考试任务。而不曾裸奔的剑桥学生们，只好选择了作弊。[调查显示：剑桥大学半数学生承认曾作弊] 古希腊的开放之风气，也延续到了罗马帝国，哪个时代就不只是裸奔了。即便是男女共浴，也是平常之事。而对于刚刚从封建桎梏中解脱出来不久的中国人民，也可以堂而皇之地当街洗澡。对了，阿基米德的裸奔故事，正是从洗澡问题开始。

（哈佛大学裸奔节）

（古罗马的男女共浴与当代中国的当街洗澡）

这是一个美丽的传说，想必许多人都熟悉的很了。据说，在一次，希耶隆二世制造了一顶金王冠，但是，他总是怀疑金匠偷了他的金，在王冠中掺了银。于是，他请阿基米德来鉴定，但是要求不能破坏皇冠。可怜的阿基米德，对着炫目的皇冠琢磨了半天，终于，累了。于是仆人放好了洗澡水让他去洗澡，当他泡进澡盆，看着溢出来的热水时，于是，灵光一现。他忽然想到，物体即使有相同重量但不同材质，体积便会不同，那么排出的水量也不一样。得到答案的阿基米德幸福地起身，开始了他裸奔的壮举，一边喊道：“我明白了！我明白了！”之后，他做了实验——只要把皇冠放在水里看排出的水量，然后和同等重量的金子（不知道他哪里来这么多金子，阿基米德肯定很有钱！）排出的水量做比较即可。结果证明，皇冠的确是掺假了的。制作皇冠的工匠也脑袋搬家，阿基米德获得嘉奖。后来我们都知道，这便是阿基米德浮力原理的智慧起源。当然，这个故事很完美，既说明了科学家的智慧，也说明了科学家的疯狂，还有因果报应等等，很适合用于布道。不过，阿基米德忽略了一个重要的问题，那就是物质的体积其实不是那么容易确定的。再次据说，有个老妇人知道阿基米德的裸奔事件和重大发现之后，也拿了个金球来请他鉴定。阿基米德的鉴定结果是同样的：这不是一个纯金的球。老妇人当然很气愤，随即操刀把金球给劈开了，才发现原来是一个空心球！阿基米德的经验，也有犯错误的时候的。

（阿基米德洗澡的故事）

（阿基米德——力学之父）

在数学上，他确定了各种复杂几何体的表面积和体积的计算方法。创立了“穷竭法”，被公认为微积分计算的鼻祖。他还用逐渐接近的方法，比较精确的求出了圆周率。面对古希腊繁冗的数字表示方式，阿基米德还首创了记大数的方法，突破了当时用希腊字母计数不能超过一万的局限，并用它解决了许多数学难题。

在天文学上，阿基米德发明了星球仪，他还认为地球是圆球状的，并围绕着太阳旋转。这可比哥白尼早了1800多年呢！

在物理学上，那贡献就多了。比如著名的阿基米德螺旋抽水机等稀奇古怪而又实用的玩意儿。还有据说，罗马帝国入侵阿基米德所在的小城的时候，他号召全城老幼妇孺用镜子打退了罗马的战船部队。也即用无数镜子组成一副巨大的凹面镜，把放射的太阳光聚焦在罗马战舰的帆上，战舰不久就着火沉入海底了。这个故事比裸奔的典故还更不靠谱，据说后来有人重复这个实验，没有成功。不过阿基米德最典型的特点也就是不靠谱，因为他曾豪言壮语道：“给我一个支点，我可以撑起地球。”如果死讲理的人可以算算，即使给了他这么一个支点，让他把地球移动一毫米，他估计得坐最先进的宇宙飞船才行，要不走路的话走到老死了也还做不到的。但若你真那么去计算阿基米德要跑多远，那你就绝对没有理解他说的这句话。人家只不过要表示一个姿态而已——瞧，这就是所谓杠杆原理，它是很神奇的！又有一个传说是阿基米德用杠杆原理发明了一个巨型起重机，它可以直接把罗马战舰给高高吊起，然后摔的四分五裂，还有他还发明了巨型抛石机，可以当大炮使唤，总之，阿基米德“一个人的战争”把罗马军队给赶跑了无数次。

（阿基米德螺旋抽水机）

（阿基米德大胜罗马舰队）

（阿基米德在撑起地球！）

历史总有点嘲弄人的感觉，阿基米德打败了罗马军队，而他也最终死于罗马军队中某无名小卒的剑下。公元前212年，罗马人趁叙拉古城防务稍有松懈，大举进攻闯入了城市。此时，75岁的阿基米德正在潜心研究一道深奥的数学题，一个罗马士兵闯入，用脚践踏了他所画的图形，阿基米德愤怒地与之争论，残暴无知的士兵举刀一挥，一位璀璨的科学巨星就此陨落了。据说罗马皇帝知道自己的士兵杀死了阿基米德后，十分后悔。然而是以至此，何以回天！阿基米德的墓碑上，由敌军将领马拉赛斯刻上了一个图形。如下图，一个圆柱的底面直径与其高度相等，也与圆锥的高度和圆球的直径相等，它们的体积关系非常有趣，是圆锥:圆球:圆柱=1:2:3。这就是阿基米德的一生，一个疯狂、执着、智慧、伟大的物理学家！

（阿基米德墓碑上的图形）