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阿基米德

阿基米德(著名物理学家)

阿基米德公元前287年出生于西西里岛叙拉古。是古希腊时期伟大的物理学家、数学家、天文学家、哲学家、工程师和发明家。他在物理学方面,发展了流体动力学和静力学基础。发明了阿基米德原理。阿基米德受家庭的影响,从小就对数学、天文学特别是古希腊的几何学产生了浓厚的兴趣。他兼收并蓄了东方和古希腊的优秀文化遗产,对其后的科学生涯中作出了重大的影响,奠定了阿基米德日后从事科学研究的基础。

个人资料

  • 中文名阿基米德
  • 别名力学之父
  • 国籍希腊
  • 代表作品《论球和圆柱》、《圆的度量》、《抛物线求积》
  • 《论螺线》、《论锥体和球体》
  • 《沙的计算》数学著作
  • 外文名Archimedes
  • 出生地西西里岛的叙拉古
  • 职业哲学家、数学家、物理学家

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阿基米德详细介绍

  阿基米德的个人简介

  公元前287年,阿基米德诞生于希腊西西里岛叙拉古附近的一个小村庄,他出生于贵族,与叙拉古的赫农王(King Hieron)有亲戚关系,家庭十分富有。阿基米德的父亲是天文学家兼数学家,学识渊博,为人谦逊。阿基米德的意思是大思想家,阿基米德受家庭的影响,从小就对数学、天文学特别是古希腊的几何学产生了浓厚的兴趣。

  阿基米德出生时,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共和国,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斗场所。

  求学经历

  公元267年,也就是阿基米德十一岁时,阿基米德被父亲送到埃及的亚历山大城跟随欧几里得的学生埃拉托塞和卡农学习。亚历山大城位于尼罗河口,是当时世界的知识、文化贸易中心,学者云集,人才荟萃,被世人誉为“智慧之都”。举凡文学、数学、天文学、医学的研究都很发达。

  阿基米德在亚历山大跟随过许多著名的数学家学习,包括有名的几何学大师—欧几里德,阿基米德在这里学习和生活了许多年,他兼收并蓄了东方和古希腊的优秀文化遗产,对其后的科学生涯中作出了重大的影响,奠定了阿基米德日后从事科学研究的基础。

  阿基米德作出的贡献

  1.阿基米德原理

  最广泛流传的阿基米的轶事就是阿基米德如何发现决定不规则形状物体体积的方法;阿基米德为了回答皇冠是否由真金制造。他不能把皇冠毁坏,做成规则形状而求出其密度;在他洗澡时,发现他进水盘时,水面上升。他想到,这现象可用来测出皇冠的密度。

  阿基米德在他的流体静力学中把这阿基米德原理在“飘浮的物体”中这样描述:一个浸在液体中的物体受到它所排出液体的体积重量的浮力。

  2.阿基米德螺旋(泵)

  阿基米德工程方面的工作大部分是为了满足他家乡的需要。当时Hiero皇帝要造能载600人的大船。这船的仺底有漏水,阿基米德设计了螺旋机械把漏水抽走。

  阿基米德螺旋泵的构造是这样的:园筒内装有螺旋状的刮板,用手转动刮板,就可把低处的水抽到高处。

  阿基米德泵也可把低处的水抽到运河中。它至今仍用来抽液体和粒状固体,如煤和粒子等。

  3.阿基米德爪(Claw of Archimedes)

  阿基米德爪是为了防卫城市而设计的武器;称为“船摇动器”,它包括有抓勾类似起重机的臂。当这个爪落到进攻的船上时,这臂向上吊起,把船举出水面,或把它击沉。这机械在2005年经实验证明是有效的。

  4.热射线(Heat Ray)

  公元二世纪作家卢西恩(c.214-212 BC)写道,阿基米德用火烧毁了敌人的船。所用的器件,有时被称为“阿基米德热射线”。它是利用抛物状的镜面集中太阳光到敌船上,把它烧毁。文艺复兴后,曾对这种武器的可靠性产生争论。但近代研究者认为,利用高抛光的黄铜做成抛物面,类似太阳灶的原理,把太阳光集中到船上是可能的。

  5.说明杠杆原理

  在阿里斯多德时代就已出现杠杆了。但阿基米德则说明了杠杆的原理;即杠杆的支点二方的力矩大小相等,但方向相反。据此,阿基米德曾提出,给他一个支点,他可撬起地球。

  当代数学大师:

  对于阿基米德来说,机械和物理的研究发明还只是次要的,他比较有兴趣而且投注更多时间的是纯理论上的研究,尤其是在数学和天文方面。在数学方面,他利用“逼近法”算出球面积、球体积、抛物线、椭圆面积,后世的数学家依据这样的“逼近法”加以发展成近代的“微积分”。他更研究出螺旋形曲线的性质,现今的“阿基米德螺线”曲线,就是为纪念他而命名。另外他在《恒河沙数》一书中,他创造了一套记大数的方法,简化了记数的方式。

  阿基米德在他的著作《论杠杆》(可惜失传)中详细地论述了杠杆的原理。有一次叙拉古国王对杠杆的威力表示怀疑,他要求阿基米德移动载满重物和乘客的一般新三桅船。阿基米德叫工匠在船的前后左右安装了一套设计精巧的滑车和杠杆。阿基米德叫100多人在大船前面,抓住一根绳子,他让国王牵动一根绳子,大船居然慢慢地滑到海中。群众欢呼雀跃,国王也高兴异常,当众宣布:“从现在起,我要求大家,无论阿斯米德说什么,都要相信他!”阿基米德还曾利用抛物镜面的聚光作用,把集中的阳光照射到入侵叙拉古的罗马船上,让它们自己燃烧起来。罗马的许多船只都被烧毁了,但罗马人却找不到失火的原因。900多年后,有位科学家按史书介绍的阿基米德的方法制造了一面凹面镜,成功地点着了距离镜子45米远的木头,而且烧化了距离镜子42米远的铝。所以,许多科技史家通常都把阿基米德看成是人类利用太阳能的始祖。

  天文学方面:

  他曾运用水力制作一座天象仪,球面上有日、月、星辰、五大行星,根据记载,这个天象仪不但运行精确,连何时会发生月蚀、日蚀都能加以预测。晚年的阿基米德开始怀疑地球中心学说,并猜想地球有可能绕太阳转动,这个观念一直到哥白尼时代才被人们提出来讨论。 公元三世纪末正是罗马帝国与北非迦太基帝国,为了争夺西西里岛的霸权而开战的时期。身处西西里岛的叙拉古一直都是投靠罗马,但是西元前216年迦太基大败罗马军队,叙拉古的新国王(海维隆二世的孙子继任),立即见风转舵与迦太基结盟,罗马帝国于是派马塞拉斯将军领军从海路和陆路同时进攻叙拉古,阿基米德眼见国土危急,护国的责任感促使他奋起抗敌,于是他绞尽脑汁,日以继夜的发明御敌武器。

  根据一些年代较晚的记载,当时他造了巨大的起重机,可以将敌人的战舰吊到半空中,然后重重摔下使战舰在水面上粉碎;同时阿基米德也召集城中百姓手持镜子排成扇形,将阳光聚焦到罗马军舰上,烧毁敌人船只(不过,电视节目流言终结者曾经针对这个传说做过实验,结果认为这实际上几乎不可能成功);他还利用杠杆原理制造出一批投石机,凡是靠近城墙的敌人,都难逃他的飞石或标枪。这些武器弄的罗马军队惊慌失措、人人害怕,连大将军马塞拉斯都苦笑的承认:“这是一场罗马舰队与阿基米德一人的战争”、“阿基米德是神话中的百手巨人”。