謎團檔案

時間:公元前3世紀左右

地點:希臘

起因:阿基米德意外被殺害

謎題回放

阿基米德(前287—前212)是古希臘偉大的數學家、力學家。阿基米德發現浮力定律的故事成為流傳千古的佳話,而他75歲高齡時被侵略者殺害更讓人歎息不止。

敘拉古的統治者赫農王讓金匠替他做了一頂純金的王冠,做好後,國王疑心工匠在金冠中摻了銀子,但這頂金冠與當初交給金匠的純金的重量是一樣的,到底工匠有沒有搗鬼呢?國王無法判斷,既想檢驗真假,又不能破壞王冠,這個問題不僅難倒了國王,也使諸大臣們麵麵相覷。後來,國王將它交給了阿基米德。

阿基米德冥思苦想出很多方法,但都失敗了。有一天,他去澡堂洗澡,他坐在澡盆裏,看到水往外溢,同時感到身體被輕輕托起。他突然恍然大悟,跳出澡盆,連衣服都顧不得穿就直向王宮奔去,一路大聲喊著”尤裏卡”,”尤裏卡”(我知道了)他想出來了,如果王冠放入水中後,排出的水量不等於同等重量的金子排出的水量,那肯定是摻了別的金屬。這就是有名的浮力定律,既浸在**中的物體受到向上的浮力,其大小等於物體所排出**的重量。後來,該定律就被命名為阿基米德定律。

阿基米德誕生於希臘敘拉古附近的一個小村莊。他出生於貴族家庭,與敘拉古的赫農王有親戚關係,家庭十分富有。阿基米德的父親是天文學家兼數學家,學識淵博,為人謙遜。阿基米德受家庭的影響,從小就對數學、天文學特別是古希臘的幾何學產生了濃厚的興趣。當他剛滿11歲時,借助與王室的關係,被送到埃及的亞曆山大裏亞城去學習。亞曆山大是當時文化貿易的中心之一。這裏有雄偉的博物館、圖書館,而且人才薈萃,被世人譽為”智慧之都”。

阿基米德無可爭議的是古代希臘文明所產生的最偉大的數學家及科學家,他在諸多科學領域所作出的突出貢獻,使他贏得同時代人的高度尊敬。

阿基米德求得了拋物線弓形、螺線、圓形的麵積和體積以及橢球體、拋物麵體等複雜幾何體的體積。在推演這些公式的過程中,他熟練地啟用了”窮竭法”,即我們今天所說的逐步近似求極限的方法,因而被公認為微積分計算的鼻祖。

阿基米德在天文學方麵也有出色的成就。他設計了一些圓球,用細繩和木棒將它們聯接起來模仿日月和星辰的運動,並利用水力使它們轉動。這樣日食和月食就可以生動地表現出來了。阿基米德認為地球是圓球狀的,並圍繞著太陽旋轉,這一觀點比哥白尼的“日心地動說”要早1800年。限於當時的條件,他並沒有就這個問題做深入係統的研究。但早在公元前三世紀就提出這樣的見解,是很了不起的。

阿基米德的著作很多,作為數學家,他寫出了《論球和圓柱》、《論劈錐曲麵體與球體》、《拋物線求積》、《論螺線》等數學著作。作為力學家,他著有《論平板的平衡》、《論浮體》、《論杠杆》、《論重心》等力學著作。在《論平板的平衡》中,他係統地論證了杠杆原理。在《論浮體》中,他論證了浮體定律。

阿基米德不僅是個理論家,也是個實踐家,他一生熱衷於將其科學發現應用於實踐,從而把二者結合起來。在埃及,公元前1500年前左右,就有人用杠杆來抬起重物,不過人們不知道它的道理。阿基米德潛心研究了這個現象並發現了杠杆原理。

赫農王對阿基米德的理論一向持半信半疑的態度。他要求阿基米德將它們變成活生生的例子以使人信服。阿基米德說:“給我一個支點,我就能移動地球。”國王說:“這恐怕實現不了,你還是來幫我拖動海岸上的那條大船吧。”這條船是赫農王為埃及國王製造的,體積大,相當重,因為不能挪動,擱淺在海岸上已經很多天了。阿基米德滿口答應下來。

阿基米德設計了一套複雜的杠杆滑輪係統安裝在船上,將繩索的一端交到赫農王手上。赫農王輕輕拉動繩索,奇跡出現了,大船緩緩地挪動起來,最終下到海裏。國王驚訝之餘,十分佩服阿基米德,並派人貼出告示“今後,無論阿基米德說什麽,都要相信他。”

阿基米德一生設計、製造了許多機構和機器,除了杠杆係統外,值得一提的還有舉重滑輪、灌地機、揚水機以及軍事上用的投射器等。被稱作“阿基米德舉水螺旋”的揚水機是為了將水從大船的船艙中排出而發明的。揚水機可以利用螺旋搬運到高處,在埃及得到了廣泛的應用,是現代螺旋泵的前身。

第二次布匿戰爭時期,羅馬大軍圍攻敘拉古,阿基米德獻出自己的一切聰明才智為祖國效勞。

傳說他用起重機抓起敵人的船隻,摔得粉碎;發明奇妙的機器,射出大石、火球。還有一些書記載他用巨大的火鏡反射日光去焚毀敵船,這大概是誇張的說法。總之,他曾竭盡心力,給敵人以沉重打擊。

當侵略軍首領馬塞勒塞率眾攻城時,他設計的投石機把敵人打得哭爹喊娘。他製造的鐵爪式起重機,能將敵船提起並倒轉,拋至大海深處。

傳說他還率領敘拉古人民製作了一麵大凹鏡,將陽光聚焦在靠近的敵船上,使它們焚燒起來。羅馬士兵在這頻頻的打擊中已經心驚膽戰,草木皆兵,一見到有繩索或木頭從城裏扔出,他們就驚呼“阿基米德來了”,隨之抱頭鼠竄。羅馬軍隊被阻城外達三年之久。

最終,於公元前212年,羅馬人趁敘拉古城防務稍有鬆懈,大舉進攻闖入了城市。侵略軍的首領馬塞勒塞對於不斷運用智慧打敗自己的阿基米德非常敬佩,敘拉古城破時,馬塞勒塞下令不許傷害阿基米德,而是千方百計要保護好他,他派一個士兵去請阿基米德,這時,阿基米德尚不知道敘拉古已經被侵略軍占領,還在專心致誌地研究一個數學問題,在地上用樹枝代替筆劃來劃去。

馬塞勒塞的士兵找到阿基米德,命令他去見馬塞勒塞,阿基米德此時還不知道敘拉古已經被攻陷,他急於解出那個數學問題,便拒絕了馬塞勒塞的士兵,士兵一怒之下,舉刀殺死了阿基米德,馬塞勒塞知道後十分惋惜,嚴懲了那個士兵。

謎案追蹤

阿基米德的遺體葬在西西裏島,墓碑上刻著一個圓柱內切球的圖形,以紀念他在幾何學上的卓越貢獻。後人對阿基米德給以極高的評價,常把他和牛頓、高斯並列為有史以來三個貢獻最大的數學家。