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科学之光
他发现了杠杆原理,利用这一原理设计制造了举重滑轮、灌地机、扬水机以及投射器等许多机械,还留下一句名言:“给我一个支点,我能撬起整个地球!”
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阿基米德是古希腊伟大的数学家和物理学家以及杰出的天文学家。他发现了以“阿基米德原理”命名的比重原理,建立了流体静力学。
古希腊的第一位哲学家泰勒斯早年游历埃及时,曾经测出了胡夫金字塔的高度,他的方法就是在阳光下立起一根木棍,测出它影子的长度,然后再量出金字塔投在地上影子的长度,按照比例就可以算出金字塔的高度。虽然这种方法在今天看来很平常,但在几千年前科技尚不发达的年代,却是很令人惊讶的智慧。
毕达哥拉斯更是一位卓越的数学家。对于数学的痴迷和执着影响了他的宇宙观,也使他在数学上作出了伟大的贡献。他的主要成果有第一次证明了任意三角形的三内角之和永远等于180°;发现只有正三角形、正方形和正五边形能够构成正多面体等等。
留基波和德谟克利特提出的原子理论在古希腊是一个很富有想象力的论断。“宇宙间一切物质都是由原子构成的。原子是不可再分的微小颗粒,肉眼看不见它们。它们不能产生也不能消灭,以不同的方式结合在一起就构成不同的物体。”德谟克利特还曾经通过极限求和证明了圆锥体的体积等于同底同高圆柱体体积的1/3,这实际上是已经利用了微积分的方法。
希腊化时代里的数学研究获得了最辉煌的成就。大约生活在公元前330年~公元前275年的欧几里德是古希腊的著名数学家,他以13卷的《几何原本》而闻名于世。它综合了前人的研究成果,以严密的逻辑简明地阐述了各种定理、命题和论证,奠定了几何学的论证体系,直到今天还在西方被作为几何教材使用。
在天文学方面,著名的代表是阿里斯塔库斯(约前310~前230)、埃拉托色尼(约前275~前194)和希帕库斯(约前185~前 120)。阿里斯塔库斯是一位具有丰富想象力的科学家,他在哥白尼之前1000余年经过科学推算提出了日心学说,并推算出太阳与地球的直径比应该在19∶3和43∶6之间。虽然他这个结果数据与实际值相差太大,但是毕竟告诉了人们太阳远比地球大,地球应该是围绕着太阳运转的。希帕库斯更加精密细致,他融合巴比伦、埃及和希腊的各种研究材料和成果,发展了天体运行学说,编制了古代世界最相近的星表,还发现了“岁差”。在数学上,他最重大的成就是创立了三角学。而埃拉托色尼则是第一个算出地球周长的人。
希腊化时代的另一位著名科学家阿基米德,在数学、物理学和工程学上作出了重大的贡献。在数学上,阿基米德用穷竭法求得了抛物线弓形、螺线、圆形的面积、圆球的体积以及椭球体、抛物面体等复杂几何体的体积,还估算出p值在3.1428571和3.1408451之间,这种逐步近似求极限的方法后来被公认为是微积分法的前身。
阿基米德在杠杆、滑轮、浮力、斜面、比重等静力学和流体静力学方面的成绩尤为突出。他发现了杠杆原理,利用这一原理设计制造了举重滑轮、灌地机、扬水机以及投射器等许多机械,还留下一句名言:“给我一个支点,我能撬起整个地球!”阿基米德对于科学执着探索的精神一直是后人的楷模,他测定国王金冠真伪的故事广为人们所知,由此发现的浮力定律,即物体在液体中受到的浮力等于排开同体积流体的重量,后来也被命名为阿基米德定律。
公元前212年,古罗马军队攻入了叙拉古,正在花园的沙地上研究几何题目的阿基米德被一名罗马士兵杀死,终年75岁。应他生前的要求,人们将一个圆柱内切球的图形刻在了他的墓碑上。他的学说和发现同伟大的古希腊文明一样,虽然形体不免消逝,但其精神却从此永存。
阿基米德利用凹镜的聚光原理,汇聚太阳的光热焚烧了入侵的罗马战舰。