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科學(xué)家阿基米德的故事
阿基米德(公元前287年—公元前212年),偉大的古希臘哲學(xué)家、百科式科學(xué)家、數學(xué)家、物理學(xué)家、力學(xué)家,靜態(tài)力學(xué)和流體靜力學(xué)的奠基人,并且享有“力學(xué)之父”的美稱(chēng),阿基米德和高斯、牛頓并列為世界三大數學(xué)家。以下是小編整理的科學(xué)家阿基米德的故事,歡迎查看。
阿基米德的故事
在一般人看來(lái),阿基米德是個(gè)“怪人”。用羅馬歷史學(xué)家普魯塔克的話(huà)說(shuō):“他象是一個(gè)中了邪術(shù)的人,對于飯食和自己的身體全不關(guān)心!庇袝r(shí)候,飯擺在桌子上叫他吃飯,他好象沒(méi)聽(tīng)見(jiàn),仍舊在火盆的灰里畫(huà)他的幾何圖形。他的妻子,要時(shí)時(shí)看守他。譬如他用油擦身的時(shí)候,便呆坐著(zhù)用油在自己身上畫(huà)圖案,而忘記原來(lái)是作什么事的了。他的妻子更怕送他到浴堂里去洗澡,這個(gè)笑話(huà)是因為國王的一個(gè)新冠冕而引起的。
國王在前不久,叫一個(gè)工匠替他打造一頂金皇冠。國王給了工匠他所需要的數量的黃金。工匠的手藝非常高明,制做的皇冠精巧別致,而且重量跟當初國王所給的黃金一樣重?墒,有人向國王報告說(shuō):“工匠制造皇冠時(shí),私下吞沒(méi)了一部分黃金,把同樣重的銀子摻了進(jìn)去!眹趼(tīng)后,也懷疑起來(lái),就把阿基米德找來(lái),要他想法測定,金皇冠里摻?jīng)]摻銀子,工匠是否私吞黃金了。這次,可把阿基米德難住了。他回到家里苦思苦想了好久,也沒(méi)有想出辦法,每天飯吃不下,覺(jué)睡不好,也不洗澡,象著(zhù)了魔一樣。
有一天,國王派人來(lái)催他進(jìn)宮匯報。他妻子看他太臟了,就逼他去洗澡。他在澡堂洗澡的時(shí)候,腦子里還想著(zhù)稱(chēng)量皇冠的難題。突然,他注意到,當他的身體在浴盆里沉下去的時(shí)候,就有一部分水從浴盆邊溢出來(lái)。同時(shí),他覺(jué)得入水愈深,則他的體量愈輕。于是,他立刻跳出浴盆,忘了穿衣服,就跑到人群的街上去了。一邊跑,一邊叫:“我想出來(lái)了,我想出來(lái)了,解決皇冠的辦法找到啦!”
他進(jìn)皇宮后,對國王說(shuō):“請允許我先做一個(gè)實(shí)驗,才能把結果報告給你!眹跬饬。阿基米德將與皇冠一樣重的金子、一塊銀子和皇冠,分別一一放在水盆里,看金塊排出的水量比銀塊排出的水量少,而皇冠排出的水量比金塊排出的水量多。
阿基米德對國王說(shuō):“皇冠摻了銀子!”國王看了實(shí)驗,沒(méi)有弄明白,讓阿基米德給解釋一下。阿基米德說(shuō):“一公斤的木頭和一公斤的鐵比較,木頭的體積大。如果分別把它們放入水中,體積大的木頭排出的水量,比體積小的鐵排出的水量多。我把這個(gè)道理用在金子、銀子和皇冠上。因為金子的密度大,而銀子的密度小,因此同樣重的金子和銀子,必然是銀子的體積大于金子的體積。所 以同樣重的金塊和銀塊放入水中,那么金塊排出的水量就比銀塊的水量少。剛才的實(shí)驗表明,皇冠排出的水量比金塊多,說(shuō)明皇冠的密度比金塊的密度小,這就證明皇冠不是用純金制造的!卑⒒椎掠袟l理的講述,使國王信服了。實(shí)驗結果證明,那個(gè)工匠私吞了黃金。
阿基米德的這個(gè)實(shí)驗,就是“靜水力學(xué)”的胚胎。但他并不停留在這一點(diǎn)上,繼續深入研究浮體的問(wèn)題。結果發(fā)現了自然科學(xué)中的一個(gè)重要原理——阿基米德定律。即:把物體浸在一種液體中時(shí),所排開(kāi)的液體體積,等于物體所浸入的體積;維持浮體的浮力, 跟浮體所排開(kāi)的液體的重量相等。
阿基米德的成長(cháng)故事
人們從遠古時(shí)代起就會(huì )使用杠桿,并且懂得巧妙地運用杠桿。在埃及造金字塔的時(shí)候,奴隸們就利用杠桿把沉重的石塊往上撬。 造船工人用杠桿在船上架設桅桿。人們用汲水吊桿從井里取水,等等。但是,杠桿為什么能做到這一點(diǎn)呢?在阿基米德發(fā)現杠桿定律之前,是沒(méi)有人能夠解釋的。當時(shí),有的哲學(xué)家在談到這個(gè)問(wèn)題的時(shí)候,一口咬定說(shuō),這是“魔性”。阿基米德卻不承認是什么“魔性”。他懂得,自然界里的種種現象,總有自然的原因來(lái)解釋。杠桿作用也有它自然的原因,他決心把它解釋出來(lái)。阿基米德經(jīng)過(guò)反復地觀(guān)察、實(shí)驗和計算,終于確立了杠桿的平衡定律。就是,“力臂和力(重量)成反比例!睋Q句話(huà)說(shuō),就是:小重量是大重量的多少分之一重,長(cháng)力臂就應當是短力臂的多少倍長(cháng)。阿基米德確立了杠桿定律后,就推斷說(shuō),只要能夠取得適當的杠桿長(cháng)度,任何重量都可以用很小的力量舉起來(lái)。據說(shuō)他曾經(jīng)說(shuō)過(guò)這樣的豪言壯語(yǔ):
“給我一個(gè)支點(diǎn)、我就能舉起地球!”
敘拉古國王聽(tīng)說(shuō)后,對阿基米德說(shuō):“憑著(zhù)宙斯(宙斯是希臘神話(huà)中的眾神之王,主管天、雷、電和雨)起誓,你說(shuō)的事真是稀奇古怪,阿基米德!”阿基米德向國王解釋了杠桿的特性以后,國王說(shuō):“到哪里去找一個(gè)支點(diǎn),把地球舉起來(lái)呢?”
“這樣的支點(diǎn)是沒(méi)有的!卑⒒椎禄卮鹫f(shuō)。
“那么,要叫人相信力學(xué)的神力就不可能了?” 國王說(shuō)。
“不,不,你誤會(huì )了,陛下,我能夠給你舉出別的例子!卑⒒椎抡f(shuō)。
國王說(shuō):“你太吹牛了!你且替我推動(dòng)一樣重的東西,看你講的話(huà)怎樣!碑敃r(shí)國王正有一個(gè)困難的問(wèn)題,就是他替埃及王造了一艘很大的船。船造好后,動(dòng)員了敘拉古全城的人,也沒(méi)法把它推下水。阿基米德說(shuō):“好吧,我替你來(lái)推這一只船吧!
阿基米德離開(kāi)國王后,就利用杠桿和滑輪的子理,設計、制造了一套巧妙的機械。把一切都準備好后,阿基米德請國王來(lái)觀(guān)看大船下水。他把一根粗繩的末端交給國王,讓國王輕輕拉一下。頓時(shí),那艘大船慢慢移動(dòng)起來(lái),順利地滑下了水里,國王和大臣們看到 這樣的奇跡,好象看耍魔術(shù)一樣,驚奇不已!于是,國王信服了阿基米德,并向全國發(fā)出布告:“從此以后,無(wú)論阿基米德講什么,都要相信他……”
阿基米德的愛(ài)國故事
公元前213年,羅馬的軍隊由瑪爾凱路率領(lǐng)進(jìn)犯阿基米德的國家敘拉古。這時(shí),年已七十五歲的阿基米德,也立刻竭盡自己的所有才能,幫助祖國,打擊敵人。
羅馬統帥瑪爾凱路,接連攻下敘拉古的兩座城后,更加狂妄自大。他認為,只要用五天的準備時(shí)間,就可以攻陷國都敘拉古城。但他恰恰沒(méi)有想到,就是因為有一位熱愛(ài)祖國的白發(fā)蒼蒼的老人阿基米德,就把他的一切計劃打破了。
這場(chǎng)距今二千一百九十年前的戰斗,被歷史學(xué)家們稱(chēng)為:戰爭史上的一個(gè)奇觀(guān)!
瑪爾凱路率領(lǐng)著(zhù)船隊,從水上進(jìn)攻敘拉古。他的每只戰艦上的士兵都裝備著(zhù)弓箭、投石器和輕鏢槍?zhuān)褦⒗诺氖匦l者趕下城去,然后通過(guò)架在戰艦上的攻城機,讓士兵沖進(jìn)敘拉古?墒,阿基米德做了充分的準備。當敵人的艦隊接近的時(shí)候,阿基米德就開(kāi)動(dòng)他制造的那些巨大的遠程投射機器。遠程投射機器能把二百多公斤的石塊,投射一千多米遠(相當于18世紀大炮的射程)。這些巨大的石塊,象冰雹似地打在戰艦上,打得瑪爾凱路手忙腳亂,船沉兵死,一片驚慌,敔杽P路只得急急忙忙把剩下的戰艦撤走。
瑪爾凱路又決定夜間進(jìn)攻。他以為夜間阿基米德看不遠,等艦隊到了城下他那些巨大的遠程投射機器就用不上了?墒,當瑪爾凱路夜間進(jìn)攻的時(shí)候,又倒了大霉。阿基米德短射程的機器開(kāi)動(dòng)了,這些機器不斷地投擲出短鏢槍、石塊,使羅馬軍隊又一次遭到沉重打擊,連瑪爾凱路也差一點(diǎn)喪命。
瑪爾凱路不甘心放棄占領(lǐng)敘拉古的企圖。他還是催促軍隊和強迫他的工程師們,繼續同阿基米德較量。結果,都是徒勞。有時(shí),羅馬把帶有攻城機的戰艦沖到敘拉古的城下,守城者就把一種掛著(zhù)“長(cháng)嘴”的機器開(kāi)動(dòng)起來(lái),一塊塊石頭從“長(cháng)嘴”里傾落下來(lái),不 但把攻城機打得粉碎,而且也把戰艦砸個(gè)稀爛,使羅馬的士兵陷入絕境。有時(shí),還從城上放下一種鐵鉤,這種鐵鉤用機器操縱著(zhù)十分靈活,鐵鉤能鉤住羅馬兵船的船頭,然后把兵船拉起來(lái),使兵船向一邊翻倒,扣進(jìn)水里。
瑪爾凱路使盡了各種進(jìn)攻手段,都被阿基米德的發(fā)明打破了。羅馬軍隊變得膽小如鼠,一看見(jiàn)從墻頭上伸出條繩子,就抱頭鼠竄拼命逃跑,并叫喊著(zhù):“阿基米德又使出一種機器來(lái)作弄我們了!”
瑪爾凱路最后沒(méi)有辦法了,只得把敘拉古城團團圍住,妄圖把城里的人困死。他的這種辦法,使得阿基米德也無(wú)能為力了。羅馬 軍隊一直圍困了八個(gè)月,最后乘敘拉古人歡度節日,而疏于防范的機會(huì ),從一個(gè)冷僻的城門(mén)偷襲進(jìn)去,才把敘拉古攻陷。
當羅馬軍隊沖進(jìn)城的時(shí)候,瑪爾凱路曾下令不要殺害這位偉大的物理學(xué)家?墒悄菚r(shí),阿基米德正在他的實(shí)驗室里畫(huà)他的圖形。士兵沖進(jìn)后,腳踏聲驚擾了他。這種驚擾,使他驚醒過(guò)來(lái),憤怒地喊道:“喂!你弄壞了我的圖畫(huà),趕快跑開(kāi)些!”結果,他的憤慨激怒了羅馬士兵,阿基米德便死于刀下。
偉大的物理學(xué)家阿基米德雖然遇難了,但是,他在科學(xué)上給人類(lèi)做出的貢獻,是無(wú)法估量的!
阿基米德燒敵船的故事
公元前213年,羅馬帝國派大批戰船開(kāi)進(jìn)地中海的西西里島,想征服敘拉古王國。
幾次水戰下來(lái),敘拉古王國被打得大敗,只得固守敘拉古城堡,等待羅馬的進(jìn)攻。
這一天,晴空萬(wàn)里,陽(yáng)光燦爛,阿基米德和國王站在城堡上觀(guān)察著(zhù)海面。 遠處那一只只僅露出一些桅頂的羅馬戰船慢慢地越變越大。
城堡中兵力很少,國王把希望的目光投向聰慧無(wú)比的阿基米德,詢(xún)問(wèn)道:
“聽(tīng)說(shuō)您最近叫人做了很多的大鏡子,這里面有些什么名堂?”
阿基米德朝遙遠的敵船一指說(shuō):“只要我們把羅馬的戰船消滅掉。他們就徹底失敗了。而今天,他們滅亡的日子就要到啦,因為我們有太陽(yáng)神助威!彼钢(zhù)頭頂的火盆般燃燒的太陽(yáng)興奮他說(shuō)。
國王說(shuō):“您一向不信神,怎么今天倒對太陽(yáng)神這么感興趣?”
阿基米德認真地對國王講了一番話(huà),國王將信將疑,不過(guò),最后還是點(diǎn)頭說(shuō):“那么,就照您所說(shuō)的試試吧!
阿基米德讓傳令兵通知幾百名士兵搬來(lái)幾百面取火鏡。大家在阿基米德的指揮下,用鏡子往一艘艘戰船的白帆上反射去灼熱的陽(yáng)光。不一會(huì )兒,白帆冒出縷縷青煙,海風(fēng)一吹,“呼”地起了火;饎菀粫(huì )兒就變大了。羅馬侵略者狂叫起來(lái),紛紛往海里跳,有的燒死,有的淹死。后面的戰船以為敘拉古人施了什么妖術(shù),嚇得調轉船頭便逃。
敘拉古國王興奮地問(wèn)阿基米德,“你這取火鏡怎么真能向太陽(yáng)神取來(lái)火呢?”
阿基米德說(shuō):“這鏡子是凹面的鏡子,它反射出的陽(yáng)光,能集中到一點(diǎn),這叫做焦點(diǎn),焦點(diǎn)的溫度很高很高,從它那里發(fā)出的光,射到易燃物上就能點(diǎn)著(zhù)火。不過(guò),假如沒(méi)有太陽(yáng)的幫忙,我們是無(wú)法取勝的!
阿基米德創(chuàng )新故事
阿基米德出生于公元前287年,生在地中海中西西里島的敘拉卡斯。阿基米德11歲就到了亞里山大里亞去讀書(shū),那里當時(shí)是世界的學(xué)術(shù)中心。他十分勤奮,學(xué)習成績(jì)十分優(yōu)異。他不但懂得了數學(xué),還懂得了機械。有一次他對周?chē)娜苏f(shuō):“只要你們給我個(gè)立腳的地方,我就可以把地球推動(dòng)起來(lái)!庇腥苏f(shuō)他吹牛。不!他之所以敢這樣夸口,是因為他找到了杠桿省力的原理。
他是古代如癡如醉的創(chuàng )新先驅。
當時(shí),亥厄洛王給埃及國王造了一只大船,由于體積太大,重量過(guò)重,沒(méi)法把它推入水里。后來(lái),把阿基米德請了來(lái),他沿船的周?chē)戳丝,滿(mǎn)有把握地說(shuō):“我能把這船推下水去!”于是他開(kāi)始設計并制造了一套復雜的杠桿和滑輪,決定用它來(lái)往水里推船。當一切杠桿和滑輪安裝停當后,阿基米德把最后一條總繩索交給了亥厄洛王,叫他用手拉著(zhù)繩索,前有100多人拉著(zhù)大船,船漸漸地移動(dòng)了,這時(shí),千百雙眼睛卻緊緊盯著(zhù)大船,當船慢慢移動(dòng)到水里時(shí),人群高呼起來(lái)。亥厄洛王和他的大臣們也都驚奇地異口同聲地說(shuō):“這樣的奇跡,好像魔術(shù)一樣!庇谑菄躐R上派人貼出一張布告:“從此以后,無(wú)論阿基米德講什么,都要相信他!
阿基米德的勝利,是經(jīng)過(guò)一番艱難的歷程才獲得的。就用一些小事來(lái)說(shuō)吧,平日里,每當他學(xué)習入迷的時(shí)候,就連自己的存在也忘掉了。他吃飯時(shí),常常會(huì )拿起叉子來(lái)在飯桌上畫(huà)三角形、方形,一直到飯菜都涼了,還未吃一口。早晨起來(lái)洗臉時(shí),也常在臉盆里畫(huà)起圖形來(lái)。
有一次國王做了一只純金的冠冕,很不放心,恐怕工匠用其他的金屬混雜在里面,他叫阿基米德檢查一下。阿基米德被難住了,他朝思暮想,總是沒(méi)有想出好的辦法。這天,他去洗澡,他剛站進(jìn)澡盆的時(shí)候,水就向上升起來(lái),于是他就坐下去,水就溢到盆外邊,同時(shí)他感覺(jué)到身體在水中的重量減輕了,他恍然大悟,忙從澡盆里跳出來(lái),大聲喊著(zhù):“我知道了!我知道了!”原來(lái)他發(fā)現了測量皇帝冠冕的辦法。他把冠冕放入水中,水溢出來(lái)了,測量出排出的水的體積,再找一塊與水同樣體積的純金,然后把冠冕分別放在天平兩邊一稱(chēng),正好天平是平衡的,說(shuō)明工匠沒(méi)有參假換料。這就是最有名的浮力原理。根據這個(gè)原理,得出了有名的阿基米德定律:沉物體于液體中,物體減輕的重量,等于所排除液體之重量。
阿基米德對天文、氣象也有研究,他制作了一些圓球,模仿日月、星辰的運動(dòng),用細繩木棒聯(lián)起來(lái),利用水力使它旋轉,這樣就可以把日蝕和月蝕充分表示出來(lái)。阿基米德到了老年,他的祖國和羅馬發(fā)生了戰爭。馬賽拉斯帶領(lǐng)羅馬軍隊,包圍了他所住的城市,羅馬兵船又占領(lǐng)了他們的海港。阿基米德雖然不贊成戰爭,但不得不盡自己的天職,保衛祖國。他制造了一種拋石機叫石弩,能把很大的石頭拋向羅馬的兵營(yíng),給了羅馬士兵以很大的打擊。用凹面鏡的聚光作用,把集中的陽(yáng)光照射到入侵者的船上,讓他們自己燃燒起來(lái),羅馬的許多船被燒毀了。
在阿基米德研制的各種兵器的打擊下,羅馬的士氣低落,萎縮不前,統帥馬賽拉斯改變了作戰策略,下令不再攻城,而是把城池圍困得水泄不通,由于圍城時(shí)間太長(cháng),城內糧盡彈絕,這時(shí)馬賽拉斯統帥下令攻城。在羅馬士兵攻打城市時(shí),阿基米德仍然在屋里鉆研他的數學(xué)。他的腦子里盡是方形、圓形、三角形;地球、月亮和太陽(yáng)。
正當他沉浸在科學(xué)的海洋中的時(shí)候,竟沒(méi)有聽(tīng)見(jiàn)羅馬士兵破城而入的喊殺聲,也沒(méi)有聽(tīng)見(jiàn)同胞們的哀嚎聲,他仍在平心靜氣地想著(zhù)推動(dòng)地球和各行星運動(dòng)的那偉大力量,他正在畫(huà)一張圖時(shí),一個(gè)罪惡的黑影忽然遮住了他的視線(xiàn),他才醒過(guò)來(lái):“走開(kāi)!你弄壞了我的圖畫(huà),快躲開(kāi)!”他憤怒地叫喊,當他的喊聲剛落,舉在他頭頂的屠刀也落下了,阿基米德聰明的頭顱就這樣落地了……這時(shí)是公元前212年。
阿基米德活了75歲,他對人類(lèi)科學(xué)的貢獻非常巨大,他所著(zhù)的《浮體》一書(shū)共二卷,把各種靜水定律作了清晰的分析,他在天文學(xué)、力學(xué)、數學(xué)方面都有很高建樹(shù),如:那時(shí)他就能精確的計算出圓面積、體積和圓柱的斜面積,對后人啟迪甚大。阿基米德被后世的數學(xué)家尊稱(chēng)為“數學(xué)之神”。
馬塞拉斯是一個(gè)軍人,是以服從命令為天職;但他也是一個(gè)人,他十分敬佩阿基米德的聰明才智,他聽(tīng)說(shuō)阿基米德被一個(gè)士兵未經(jīng)請示而殺害時(shí),非常氣憤和痛心,處死了那個(gè)士兵,撫慰阿基米德的親屬。為阿基米德舉行了隆重的葬禮并建了陵墓,懺悔自己的罪責。連敵人都折服的人是多么的偉大!
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