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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。出生于西西里島的敘拉古。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(fā)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(zhàn)爭時期，羅馬大軍圍攻敘拉古，最后阿基米德不幸死在羅馬士兵之手。

經典名言

給我一個支點，我就能撬動整個地球。

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阿基米德簡介

      阿基米德（Archimedes 公元前約287～公元前約212）是古希臘偉大的數學家、物理學家，是靜力學和流體力學的創(chuàng)始人．

 　　他公元前287年生于希臘敘拉古附近的一個小村莊．父親費吉亞是一位數學家和天文學家，是敘拉古王希隆的親戚．他11歲時去埃及，到當時世界著名學術中心、被譽為“智慧之都”的亞歷山大城學習，是著名數學家歐幾里得的學生．公元前240年，阿基米德由埃及回到故鄉(xiāng)敘拉古，并擔任了國王的顧問．從此開始了對科學的全面探索，在物理學、數學等領域取得了舉世矚目的成果，成為古希臘最偉大的科學家之一．

 一、阿基米德與物理學

　　阿基米德一改亞里士多德自然哲學時代重視哲學思辨和推測的風氣，開始注意對具體科學技術領域中具體問題的研究，比較重視理論與實際應用的結合，是把技術實踐和嚴密的數學推理結合起來進行靜力學系統研究的第一人．

　　阿基米德一生有約40種發(fā)明．“阿基米德螺旋”直到現在仍被廣泛應用于機械設計之中，凸輪的輪廓線若采用阿基米德螺旋線，就可以把勻速園周運動轉化為勻速直線運動．他設計制造的“行星儀”，包括太陽、月亮、地球和當時人們已知的五大行星模型，能逼真地表現出諸天體運行情況，甚至可以表現日蝕和月蝕．他利用杠桿原理制造的“拋石機”，在當時的戰(zhàn)爭中曾起到了重要作用．

　　阿基米德在物理學方面最突出的貢獻是證明了靜力學中的杠桿原理和流體力學中的浮力定律．

　　阿基米德經過實際觀察和實驗，并從數學上嚴格證明了現今仍被廣泛運用的“重量比等于距離反比”的杠桿原理．他曾自豪地說：“假如給我一個支點，我就能推動地球．”國王聽后大為驚奇，要他把主張付諸實施，表演一下怎樣用微小的力去移動很重的物體．當時國王曾叫人建造了一艘大船，可是，無論如何也無法推其下水．阿基米德對國王說，就讓我來把這艘大船拉下水吧．他設計了一套杠桿滑輪系統，利用這套系統只要施加很小的力就能把很重的物體拉動．一切準備就緒后他將繩的一頭交給了國王，國王輕輕地拉動繩子，大船就緩慢地移動了，最后終于滑了下去．這情景使在場的人無不目驚口呆，人們奔走相告，一時成了轟動全國的新聞．國王還為此特發(fā)布告稱：“從今以后，凡是阿基米德所說的話，務須一律聽從．”

　　關于阿基米德如何發(fā)現浮力定律——阿基米德定律一事，著名的古羅馬建筑學家維持維特魯維阿曾講過一個后世流傳甚廣的阿基米德為國王鑒定金王冠的故事．直到現在這一定律仍然被所有中學物理教材列為最古老的物理定律．至于這一定律發(fā)現過程中的傳奇色彩，似應著重從“長期積累，偶然所得”角度來理解．敘拉古是個著名的港口，阿基米德作為工程師經常接觸諸如船重吃水深一類事物．若沒有經驗的長期積累，僅靠偶然機遇是很難有所發(fā)現的．況且在其著作《論浮體》中，該結論是從理想模型出發(fā)經過嚴密的數學推導而得出的．這一點正反映了阿基米德的治學特點．

　　公元前212年，阿基米德死于羅馬士兵之手，這件事情涉及到當時發(fā)生的一場戰(zhàn)爭．那是在公元前218年，在地中海發(fā)生了第二次羅馬與迦太基之間的戰(zhàn)爭．羅馬的統帥認為敘拉古處在意大利半島和迦太基之間，是地中海的中心，戰(zhàn)略位置非常重要，于是派了一個富有作戰(zhàn)經驗的著名將領馬賽拉斯運河進攻敘拉古．敘拉古人民不甘心忍受外族侵略，同仇敵愾，頑強抗敵，在阿基米德指導下，制造制造了拋石機等許多防御和進攻的武器，英勇戰(zhàn)斗、重創(chuàng)羅馬軍隊，守城達到年之久．公元前212年的一天，當敘拉古人民正在慶祝他們一年一度的阿爾杰米達節(jié)時，馬賽拉斯乘機命令士兵通過一道冷僻的城甬用云梯偷偷爬進了城．羅馬士兵沖入城內，闖進了阿基米德的房間．當時阿基米德正在全神貫注地研究一個幾何圖形、面對羅馬士兵的屠刀、他毫不畏懼、鎮(zhèn)靜自若的對羅馬士兵說，再給我一點時間，讓我證完這條定理，以免給后人留下一道尚未證完的問題．并高聲斥責羅馬士兵說“不要碰我的圖紙！”士兵認為這句話損害了他作為勝利者的威嚴，盡管在破城之后馬賽拉斯曾下令不得傷害阿基米德，但兇殘的羅馬士兵還是以劍刺向這位75歲的老人，偉大學者倒在血泊之中．馬賽拉斯為了籠絡人心，下令處死了殺害阿基米德的兇手，對阿基米德的家屬作了安頓，并為他修了一座頗為壯觀的墳墓，根據其生前遺愿，在墓碑上銘刻了球內切于園柱的圖形．

二、數學之神——阿基米德

　　阿基米德在數學上也有著極為光輝燦爛的成就．他證明了園周率π介于3（1/7）和3（10/71）之間．他利用獨特的類似于后來牛頓、萊布尼茲的積分法，解決了許多復雜形狀物體的體積和表面積的計算問題．使他自己最得意的成就是他證實了正園柱體體積與其內切球體積之比和它們的表面積之比具有同樣的數值，都是3/2，為此他請求在他去世以后，在他的墓碑上刻一個正園柱體和它的內切球的圖形．

　　阿基米德流傳至今的著作共只有十來部，多數是幾何著作，這對于推動數學的發(fā)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象，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于以圓周長為底、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于球大圓面積的四倍；球的體積是一個圓錐體積的四倍，這個圓錐的底等于球的大圓，高等于球的半徑．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，并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》，是關于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于分析浮體的平衡上，并用數學公式表示浮體平衡的規(guī)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，于１９０６年發(fā)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(fā)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世紀趨于成熟的無窮小分析領域里去，預告了微積分的誕生．

　　正因為他的杰出貢獻，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(yè)績和所處的時代背景來比較，或拿他們影響當代和后世的深邃久遠來比較，還應首推阿基米德．

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