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阿基米德的科学发现（第1页）

阿基米德的科学发现

谜团档案

时间：前287年—前212年

地点：希腊

起因：杰出的科学家阿基米德

谜题回放

希腊古典时代所有科学家中，阿基米德无疑是最杰出的一位。阿基米德为后代科学家开创先河：他认为无论哪种原理，只要经试验证明行得通就是正确的，这或许是他对科学思想的最重要贡献。不过阿基米德也跟当时别的希腊人一样，甚为轻视科学研究的实际用途，只对自己在理论上的发现最感自豪。当时十分流行的想法是，将科学原理应用到日常生活中，无论如何均属鄙俗的行径，这一点历史学家普鲁塔克笔下勾勒得很清楚，他说哲学家柏拉图痛斥发明家和工程师，指这些人“腐蚀和损毁纯粹优美的几何学”。

阿基米德（前287年—前212年），伟大的古希腊哲学家、数学家、物理学阿基米德家。出生于西西里岛的叙拉古。阿基米德到过亚历山大里亚，据说他住在亚历山大里亚时期发明了阿基米德式螺旋抽水机，今天在埃及仍旧使用着。第二次布匿战争时期，罗马大军围攻叙拉古，最后阿基米德不幸死在罗马士兵之手。阿基米德出生在希腊西西里岛东南端的叙拉古城。在当时古希腊的辉煌文化已经逐渐衰退，经济、文化中心逐渐转移到埃及的亚历山大城；但是另一方面，意大利半岛上新兴的罗马帝国，也正不断的扩张势力；北非也有新的国家迦太基兴起。阿基米德就是生长在这种新旧势力交替的时代，而叙拉古城也就成为许多势力的角力场所。阿基米德的父亲是天文学家和数学家，所以他从小受家庭影响，十分喜爱数学。大概在他九岁时，父亲送他到埃及的亚历山大城念书，亚历山大城是当时世界的知识、文化中心，学者云集，举凡文学、数学、天文学、医学的研究都很发达，阿基米德在这里跟随许多著名的数学家学习，包括有名的几何学大师—欧几里德，因此奠定了他日后从事科学研究的基础。

阿基米德生于西西里岛的叙拉古，一生大部分时间住在那里，当时叙拉古是一个希腊王国。阿基米德是一位卓越的数学家，同时在科学上有许多创见；他是历史上第一个算出π（圆周率）正确数值的人，利用这个恒定值可以计算出球体、锥体、圆柱体的曲面面积和此类物体体积。阿基米德认为这项发现是他一生最重要的成就，因此叫人日后在他的基碑上雕刻一个圆球和一个圆柱的图形。

今天阿基米德最受人称道的成就，却是他在机械方面的发明，以及具实际用途的发现。阿基米德天赋异能，对于任何事物，一经观察，即能推究出其工作原理。他明白杠杆和滑轮如何发生作用，并且据此制造了一些机器，使操作人员只需耗相当少的体力便可举起或提起重物。据说阿基米德曾用自己设计的滑轮，将一艘满载的船支从叙拉古的海港水中拉上岸边。不管是否确有这回事，以阿基米德的多才多艺，他一定可以办得到。

阿基米德对于机械的研究源自于他在亚历山大城求学时期。有一天阿基米德在久旱的尼罗河边散步，看到农民提水浇地相当费力，经过思考之后他发明了一种利用螺旋作用在水管里旋转而把水杠杆原理吸上来的工具，后世的人叫它做“阿基米德螺旋提水器”，埃及一直到二千年后的现在，还有人使用这种器械。这个工具成了后来螺旋推进器的先祖。当时的欧洲，在工程和日常生活中，经常使用一些简单机械，譬如：螺丝、滑车、杠杆、齿轮等，阿基米德花了许多时间去研究，发现了“杠杆原理”和“力矩”的观念，对于经常使用工具制作机械的阿基米德而言，将理论运用到实际的生活上是轻而易举的。他自己曾说：“给我一个支点，我能撬动整个地球。”刚好海维隆王又遇到了一个棘手的问题：国王替埃及托勒密王造了一艘船，因为太大太重，船无法放进海里，国王就对阿基米德说，“你连地球都举得起来，一艘船放进海里应该没问题吧？”于是阿基米德立刻巧妙地组合各种机械，造出一架机具，在一切准备妥当后，将牵引机具的绳子交给国王，国王轻轻一拉，大船果然移动下水，国王不得不为阿基米德的天才所折服。从这个历史记载的故事里我们可以明显的知道，阿基米德极可能是当时全世界对于机械的原理与运用，了解最透彻的人。

阿基米德最脍炙人口的一项科学发现，显露出如有实际问题需要解决，就能激发他的天资才识。事情是这样的：叙拉古国王赫诺要阿基米德想办法查明王冠是纯金打造或是掺了银。于是阿基米德打算在沐浴时松驰下来，再好好想这个问题。浴盆装满水，他踏进浴盆自然有水溢出来。阿基米德立刻悟出怎样解决问题了。如果将一顶纯金王冠置于水中，排开的水量会少于一顶同样重量的金银合金王冠排开的水量。因为黄金比银重，即密度比银大，所以一顶掺银王冠比等重的纯金王冠体积为大。据说阿基米德发现这个道理，欢欣莫名，竟然赤身露体冲到大街上高叫“Eureka”，希腊文的意思是“我想出来了！”于是根据这项原理拿王冠做实验，结果证明王冠确掺有杂质，赫诺一怒之下将造王冠的金匠处死。那金匠虽则倒楣，我们却获益不浅，因为阿基米德发现了“比重”（一种物质密度与水的密度之比）这个重要的原理。纯金的比重为19．3，那就是说：纯金重量是同体积水重的19．3三倍。银没有那样的密度，比重为10．5。

阿基米德发现了这条道理还不满足，继续探索。他知道一种物质比重数值小于一，那种物质即可浮在水面。这个原理现在称为阿基米德原理。阿基米德除运用这原理替叙拉古国王解决疑难外，并没有作更多的用途。他似乎认为所发现的原理能用于提升载重船支或检验王冠纯度，已感满足。但阿基米德提出的理论，当时实在也可作其他用途，例如改良水车，使其产生更强大动力，或是建造效能更高的船支。但当时的希腊人不大需要机械动力，奴隶、牲畜和一些水车大致上可满足他们的需要了。正因为希腊人没有充分利用科学发明在古典世界取得领导地位，终于被罗马人征服。罗马人扼杀了希腊人似乎独具的超凡创造能力。公元前212年，叙拉古落人罗马人手中，阿基米德被一个罗马兵杀死。但罗马人对阿基米德极为尊敬，依照他的遗愿，在阿基米德的墓碑上雕上圆柱包围着圆球的圆形，纪念阿基米德最感自豪的球体体积和曲面面积计算法。即使如此，古代希腊的科学及其实际应用，依然默默无闻了几乎有二千年之久。

谜案追踪

阿基米德，这位古希腊的哲学家、数学家、物理学家，留给后人无数的成就。但更重要的是他传扬这一种精神，一种为科学孜孜追求的进取精神。