阿基米德是古埃及偉大的哲學(xué)家、百科式科學(xué)家、數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家、力學(xué)家，靜態(tài)熱學(xué)和流體靜力學(xué)的奠基人，而且享有“力學(xué)之父”的美稱，阿基米德和高斯、牛頓并列為世界三大物理家。阿基米德曾說過：“給我一個支點(diǎn)，我還能撬起整個月球。”
阿基米德確立了靜力學(xué)和流體靜力學(xué)的基本原理。給出許多求幾何圖形重心，包括由一拋物線和其網(wǎng)平行弦線所圍成圖形的重心的技巧。阿基米德證明物體在液體中所受壓強(qiáng)等于它所排開液體的重量，這一結(jié)果后被稱為阿基米德原理。他還給出正拋物旋轉(zhuǎn)體浮在液體中平衡穩(wěn)定的判據(jù)。
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阿基米德發(fā)明的機(jī)械有引水用的水螺旋，能挑動滿載大船的杠桿滑輪機(jī)械，能說明月食，日食現(xiàn)象的月球-地球–太陽運(yùn)行模型。但他覺得機(jī)械發(fā)明比純物理低級，因此沒寫這方面的專著。阿基米德還采用不斷分割法求橢球體、旋轉(zhuǎn)拋物體等的容積，這些方式已具有積分估算的雛型。
一、阿基米德簡介人物出生
公元前287年，阿基米德誕生于西西里島敘拉古附近的一個小村子，他出生于貴族，與敘拉古的赫農(nóng)王（King）有同事關(guān)系，家庭非常頗具。阿基米德的女兒是天文學(xué)家兼物理家，學(xué)識淵博，為人謙和。阿基米德的意思是大思想家，阿基米德受家庭的影響，從小就對數(shù)學(xué)、天文學(xué)非常是古埃及的幾何學(xué)形成了濃郁的興趣。
阿基米德出生時，在當(dāng)時古埃及的輝煌文化早已漸漸衰退，經(jīng)濟(jì)、文化中心逐步轉(zhuǎn)移到希臘的亞歷山大城；并且另一方面，西班牙半島上新興的羅馬共和國物理大師阿基米德原理，也正不斷的擴(kuò)張勢力；西非也有新的國家馬其頓盛行。阿基米德就是生長在這些新舊勢力交替的時代，而敘拉古鎮(zhèn)也就成為許多勢力的斗獸場所。
求學(xué)經(jīng)歷
公元前267年，阿基米德被母親送到希臘的亞歷山大城跟著歐幾里得的中學(xué)生埃拉托塞和卡農(nóng)學(xué)習(xí)。亞歷山大城坐落尼羅河口，是當(dāng)時世界的知識、文化貿(mào)易中心，學(xué)者云集，人才薈萃，被世人譽(yù)為“智慧之都”。舉凡文學(xué)、數(shù)學(xué)、天文學(xué)、醫(yī)學(xué)的研究都很發(fā)達(dá)。
阿基米德在亞歷山大追隨過許多知名的物理家學(xué)習(xí)，包括有名的幾何學(xué)大師—?dú)W幾里德，阿基米德在這兒學(xué)習(xí)和生活了許多年，他兼收并蓄了東方和古埃及的優(yōu)秀文化遺產(chǎn)，對其后的科學(xué)生涯中做出了重大的影響，奠定了阿基米德日后從事科學(xué)研究的基礎(chǔ)。
保衛(wèi)祖國
公元前218年羅馬共和國與西非馬其頓帝國爆發(fā)了第二次布匿戰(zhàn)爭。身處西西里島的敘拉古始終都是歸順羅馬，然而公元前216年君士坦丁擊潰羅馬部隊(duì)，敘拉古的新國王（海維隆二世的兒子繼任），立刻見風(fēng)轉(zhuǎn)舵與馬其頓聯(lián)姻，羅馬帝國于是派馬塞拉斯將軍領(lǐng)軍從海路和陸路同時逼搶敘拉古。
敘拉古和羅馬共和國之間發(fā)生戰(zhàn)爭，是在阿基米德年老的時侯，羅馬部隊(duì)的最高統(tǒng)帥馬塞拉斯帶領(lǐng)羅馬部隊(duì)包圍了他所居住的城市，還攻占了海港。阿基米德雖不贊同戰(zhàn)爭，但又不得不盡自己的責(zé)任，保衛(wèi)自己的祖國。阿基米德眼見國土危難，護(hù)國的責(zé)任感使得他奮起平亂，于是阿基米德絞盡腦汁，日以繼夜的發(fā)明御敵裝備。
●投石器和起重機(jī)
阿基米德借助杠桿原理制造了一種叫作石弩的壩體機(jī)，能把大鐵塊投向羅馬部隊(duì)的戰(zhàn)艦，或則使用發(fā)射機(jī)把矛和鐵塊射向羅馬士兵，但凡緊靠甕城的敵軍，都逃過他的飛石或鏈球······阿基米德還發(fā)明了多種裝備，來抵擋羅馬部隊(duì)的前進(jìn)。依據(jù)一些年代較晚的記載，當(dāng)時他造了巨大的起重機(jī)，可以將敵方的戰(zhàn)艦吊到半空中，之后重重地摔下使戰(zhàn)艦在海面上粉碎。
●鏡子聚光
有三天敘拉古鎮(zhèn)受到了羅馬部隊(duì)的伏擊，而敘拉古鎮(zhèn)的青壯年和士兵們都上前線去了，城里只剩下了奶奶、婦女和小孩，處于萬分危難的時刻。就在這時，阿基米德為了自己的祖國站了下來。
阿基米德讓婦女和小孩們每人都掏出自己屋內(nèi)的穿衣鏡一同來到海對岸，讓穿衣鏡把強(qiáng)烈的陽光反射到敵艦的主帆上，千百面穿衣鏡的反光集聚在船帆的一點(diǎn)上，船帆燃燒上去了，火勢趁著風(fēng)力，越燒越旺，羅馬人不知原委，以為阿基米德又發(fā)明了新裝備。就慌驚慌張地逃走了。
這種裝備弄的羅馬部隊(duì)驚惶失措、人人懼怕，連將軍馬塞拉斯都苦笑承認(rèn)：“這是一場羅馬艦隊(duì)與阿基米德一人的戰(zhàn)爭”、“阿基米德是神話中的百手巨人”。
偉人之死
公元前212年，古羅馬部隊(duì)入侵?jǐn)⒗牛⒒椎卤涣_馬士兵殺害，終年七十五歲。阿基米德的尸體葬在西西里島，石碑上刻著一個圓錐內(nèi)切球的圖形，以記念他在幾何學(xué)上的卓越貢獻(xiàn)。
版本一：羅馬士兵闖進(jìn)阿基米德的住宅，看到一位奶奶在地上埋首作幾何圖形，阿基米德對士兵說大家等一等再殺我，我不能給世人留下不完整的公式！還沒等他說完，士兵就殺了他。他是帶著遺憾死去的。
版本二：
一個羅馬士兵忽然出現(xiàn)在他面前，命令他到馬塞拉斯哪里去，受到阿基米德的嚴(yán)詞拒絕，于是阿基米德不幸死在了這個士兵的刀劍之下。
版本三：
阿基米德坐在殘缺的石墻后面，正在沙地上畫著一個幾何圖形。一個羅馬士兵命令阿基米德離開，他傲慢地做了個手勢說：“別把我的圓損壞了！”羅馬士兵勃然震怒，馬上用刀一刺，就殺害了那位唐代科學(xué)家阿基米德。
版本四：
羅馬士兵闖進(jìn)了阿基米德的住宅，看到一位奶奶正在自家宅前的地上作圖研究幾何問題，阿基米德說：“走開，別動我的圖！”戰(zhàn)士一聽非常吵架，于是拔出刀來，朝阿基米德臉上刺下去。
無論阿基米德是如何死的，最為驚訝的就是這位羅馬部隊(duì)的統(tǒng)帥馬塞拉斯，馬塞拉斯將殺害阿基米德的士兵當(dāng)成殺人犯給以處死，他為阿基米德舉辦了隆重的國葬，并為阿基米德修筑了一座陵寢，在石碑上按照阿基米德生前的遺愿，刻上了”圓柱內(nèi)切球”這一幾何圖形。
二、主要成就壓強(qiáng)原理
壓強(qiáng)原理闡述：物體在液體中所獲得的壓強(qiáng)，等于它所排出液體的重量，即：F=G（式中F為物體所受壓強(qiáng)，G為物體排開液體所受重力）。
該式變型可得：F=G=ρgV
（式中ρ為被排開液體密度，g為當(dāng)?shù)刂亓铀俣龋琕為排開液體容積）
相傳敘拉古赫農(nóng)王讓匠人替他做了一頂純銀的王冠。并且在做好后，國王猜疑匠人做的金冠并非純銀，匠人挪用了黃金，但又不能破壞王冠，而這頂金冠確又與先前交給金匠的純銀一樣重。這個問題難倒了國王和各位臣子。經(jīng)一重臣建議，國王請來阿基米德來檢驗(yàn)皇冠。
最初阿基米德對這個問題無計(jì)可施。有三天，他在家洗腳，當(dāng)他坐進(jìn)浴盆里時，看見水往外溢，忽然想到可以用測定固體在水底排水量的辦法，來確定金冠的容積。他激動地跳出水盆，連衣裙服都顧不得穿上就跑了出去，小聲喊著“尤里卡！尤里卡！”（ερηκα，意思是“找到了”。）
他經(jīng)過了進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)之后，便來到了皇宮，他把王冠和同等重量的純銀置于盛滿水的兩個盆里，比較兩盆溢出來的水，發(fā)覺放王冠的盆里溢出來的水比另一盆多。這就說明王冠的容積比相同重量的純銀的容積大，密度不相同，所以證明了王冠里摻進(jìn)了其他金屬。
此次試驗(yàn)的意義遠(yuǎn)遠(yuǎn)大過查出金匠誤導(dǎo)國王，阿基米德從中發(fā)覺了壓強(qiáng)定理（阿基米德原理）：物體在液體中所獲得的壓強(qiáng)，等于它所排出液體的重量。（即廣為人知的排水法）
杠桿原理
杠桿原理：滿足下述三個點(diǎn)的系統(tǒng)，基本上就是杠桿：支點(diǎn)、施力點(diǎn)、受力點(diǎn)。杠桿原理稱作“杠桿平衡條件”：要使杠桿平衡，作用在杠桿上的兩個轉(zhuǎn)矩（力與力臂的乘積）大小必須相等。即：動力×動力臂=阻力×阻力臂,用公式可抒發(fā)為：F1xL1=F2xL2
(F1表示動力，l1表示動力臂，F(xiàn)2表示阻力，l2表示阻力臂)
海維隆王又遇見了一個棘手的問題：國王替摩洛哥托勒密王造了一船只，由于太大太重，船難以放進(jìn)海里，國王就對阿基米德說：“你連月球都舉得上去，把一船只放進(jìn)海里應(yīng)當(dāng)沒問題吧？阿基米德叫匠人在船的前后左右安裝了一套設(shè)計(jì)精美的滑車和杠桿。阿基米德叫100多人在大船上面，捉住一根繩子，他讓國王挑動一根繩，大船竟然漸漸地滑到海中。國王異常高興，當(dāng)街宣布：“從現(xiàn)今起，我要求你們，無論阿基米德說哪些，都要相信他！”
機(jī)械應(yīng)用
阿基米德對于機(jī)械的研究源自于他在亞歷山大城求學(xué)時期，有三天阿基米德在天旱的尼羅河里遛彎，見到農(nóng)戶提水澆地相當(dāng)吃力，經(jīng)過思索以后他發(fā)明了一種借助螺旋作用在水管里旋轉(zhuǎn)而把水吸上來的工具，后世的人叫它做“阿基米德螺旋提水器”。希臘仍然到二千年后的現(xiàn)代，還有人使用這些器械。這個工具成了后來螺旋推動器的祖先。
阿基米德特別注重試驗(yàn)，一生設(shè)計(jì)、制造了許多儀器和機(jī)械，值得一提的有體操滑輪、灌地機(jī)、揚(yáng)水機(jī)以及軍事上用的壩體機(jī)等。
當(dāng)時的法國，在工程和日常生活中，常常使用一些簡單機(jī)械，例如：螺母、滑車、杠桿、齒輪等，阿基米德花了許多時間去研究，發(fā)覺了“杠桿原理”和“力矩”的觀念，對于時常使用工具制做機(jī)械的阿基米德而言，將理論運(yùn)用到實(shí)際的生活上是輕而易舉的。阿基米德極可能是當(dāng)時全世界對于機(jī)械的原理與運(yùn)用了解最透徹的人。
阿基米德和雅典時期的科學(xué)家有著顯著的不同，就是他既注重科學(xué)的嚴(yán)密性、準(zhǔn)確性物理大師阿基米德原理，要求對每一個問題都進(jìn)行精確的、合乎邏輯的證明；又特別注重科學(xué)知識的實(shí)際應(yīng)用。
物理大師
阿基米德在物理上也有著極為光輝燦爛的成就，非常是在幾何學(xué)方面。
阿基米德的物理思想中蘊(yùn)含微積分，阿基米德的《方法論》中早已“十分接近現(xiàn)代微積分”，這兒有對數(shù)學(xué)上“無窮”的超前研究，貫串整篇的則是怎樣將物理模型進(jìn)行化學(xué)上的應(yīng)用。
他所缺的是沒有極限概念，但其思想實(shí)質(zhì)卻伸展到17世紀(jì)漸趨成熟的無窮小剖析領(lǐng)域里去，預(yù)告了微積分的誕生。
阿基米德將歐幾里德提出的趨近觀念作了有效的運(yùn)用。他借助“逼近法”算出球面積、球體積、拋物線、橢圓面積，后世的物理家根據(jù)這樣的“逼近法”加以發(fā)展成近代的“微積分”。阿基米德還借助割圓法求得π的值介于3.14163和3.14286之間。
另外他算出球的表面積是其內(nèi)接最大圓面積的四倍，又導(dǎo)入圓錐內(nèi)切圓球的容積是圓錐容積的三分之二，這個定律就刻在他的石碑上。
阿基米德研究出螺旋形曲線的性質(zhì)，現(xiàn)在的“阿基米德螺線”曲線，就是由于記念他而命名。另外他在《數(shù)沙者》一書中，他創(chuàng)造了一套記大數(shù)的方式，簡化了記數(shù)的形式。
阿基米德的幾何專著是法國物理的頂峰。他把歐幾里得嚴(yán)格的推理方式與柏拉圖艷麗的豐富想像和諧地結(jié)合在一起，達(dá)到了至善至美的境界，因而“使得往前由開普勒、卡瓦列利、費(fèi)馬、牛頓、萊布尼茨等人繼續(xù)培植上去的微積分日趨完美”。
天文研究
阿基米德發(fā)展了天文學(xué)檢測用的十字測角器，并制成了一架測算太陽對向月球角度的儀器。
阿基米德還以前運(yùn)用水力制做一座星象儀，球面上有日、月、星辰、五大行星。按照記載，這個星象儀不但運(yùn)行精確，連何時會發(fā)生月蝕、日蝕都能加以預(yù)測。
阿基米德還覺得月球可能是圓的。晚年阿基米德開始懷疑月球中心學(xué)說，并猜測月球有可能繞太陽轉(zhuǎn)動，這個推測仍然到哥白尼時代才被人們提出來討論。
三、阿基米德論著
阿基米德留傳于世的專著有10余種，多為西班牙文原稿。他的專著集中闡述了求積問題，主要是曲邊圖形的面積和曲面六面體的容積，其題旨受到歐幾里德《幾何起初》的影響，先是假定，再再以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嫿Y(jié)論得到證明。他不斷地尋求通常性原則而用于特殊的工程上。他的作品一直融合數(shù)學(xué)和化學(xué)。
物理
內(nèi)容
《論球和圓錐》
阿基米德從定義和公理出發(fā)，推出圓和圓錐面積容積50多個命題，思想暗含微積分。
《圓的測度》
求得圓周率π為22分之7>π>223分之71。
還證明了圓面積等于圓周長為底，直徑為高的等邊三角形的面積。
《拋物線求積法》
研究了曲線圖形求積的問題。
《論螺線》
明晰螺線的定義，以及對螺線的估算方式。
導(dǎo)入幾何級數(shù)和算數(shù)級數(shù)求和的幾何方法。
《論錐型體與球型體》
確定由拋物線和雙曲線其軸旋轉(zhuǎn)而成的錐形體容積，以及橢圓繞其長軸和軸旋轉(zhuǎn)而成的球形體容積。
《數(shù)沙者》
專講估算方式和估算理論的一本專著。構(gòu)建了新的量級計(jì)數(shù)法，確定新的單位，提出表示任何大量計(jì)數(shù)的方式。
化學(xué)
內(nèi)容
《平面圖形的平衡或其重心》
是關(guān)于熱學(xué)的最早的科學(xué)專著，提出了杠桿的思想。
《論浮體》
是流體靜力學(xué)的第一部著作。
《論杠桿》
關(guān)于杠桿平衡的專著。
除此以外，阿基米德還有一篇特別重要的專著，是一封給埃拉托斯特尼的信，丟失后重新被發(fā)覺，后來以《阿基米德方式》為名刊行于世，它主要講研究熱學(xué)原理去發(fā)覺問題的方式。
唐代古本
收錄專著
刻本A、抄本B，不幸的是這兩份刻本都已丟失
《平面圖形的平衡或其重心》、《拋物線求積》、《論球和圓錐》《圓的測度》、《論螺線》、《論浮體》、《圓錐體和橢球體》、《數(shù)沙者》
1998年第三份刻本古本C丟失后重新被發(fā)覺
《平面圖形的平衡或其重心》、《論球和圓錐》、《測圓術(shù)》、《論螺線》、《論浮體》、《方法論》、《十四巧板》。其中前5篇早已從古本AB承傳了出來，而最為珍稀的是最后兩篇，這是先前沒有出現(xiàn)過的。
四、人物評價
阿基米德對數(shù)學(xué)和化學(xué)的發(fā)展作出了巨大的貢獻(xiàn)，為社會進(jìn)步和人類發(fā)展作出了不可磨滅的影響，雖然牛頓和愛因斯坦也都曾從他臉上吸取過智慧和靈感，他是“理論天才與實(shí)驗(yàn)天才合于一人的理想變身”，文藝復(fù)興時期的達(dá)芬奇和伽利略等人都拿他來做自己的楷模。
五、后世憑吊
事過境遷，敘拉古人竟不知珍視這非凡的記念物，隨著時間的流逝，阿基米德的墓葬被濃蔭湮滅了。
后來西西里島的知名政治家西塞羅周游敘拉古代有心去拜謁那位偉人的墓，眾人利用鐮刀辟開小徑，發(fā)覺一座高出雜樹不多的小圓錐，里面刻著的球和圓錐紋樣赫然在目，這久已被遺忘的愁思荒冢總算被找到了，碑刻銘仍隱約可見，大概有一半已被風(fēng)雨腐蝕，依此辯認(rèn)出這就是阿基米德的墓地，并將它重新修補(bǔ)了。
又兩千年過去了，隨著歲月的流逝，這座墓也消失得無影無蹤。有一個人工鑿砌的石窟，寬約十余米，內(nèi)壁長滿青苔，被說成是阿基米德之墓，但卻無任何能證明其真實(shí)性的標(biāo)志，但是不時有“發(fā)現(xiàn)真正公墓”的消息，令人難辨真假。
