主要經(jīng)歷
人物出生
公元前287年,出生于貴族,父親是天文學(xué)家兼數(shù)學(xué)家,學(xué)識(shí)淵博,為人謙遜。受家庭的影響,從小就對(duì)數(shù)學(xué)、天文學(xué)特別是古希臘的幾何學(xué)產(chǎn)生了濃厚的興趣。
求學(xué)經(jīng)歷
公元前267年,十一歲時(shí),被父親送到埃及的亞歷山大城跟隨歐幾里得的學(xué)生埃拉托塞和卡農(nóng)學(xué)習(xí)。
在亞歷山大跟隨過(guò)許多著名的數(shù)學(xué)家學(xué)習(xí),包括有名的幾何學(xué)大師—?dú)W幾里德,兼收并蓄了東方和古希臘的優(yōu)秀文化遺產(chǎn),對(duì)其后的科學(xué)生涯中作出了重大的影響,奠定了日后從事科學(xué)研究的基礎(chǔ)。
保衛(wèi)祖國(guó)
公元前218年,羅馬帝國(guó)與北非迦太基帝國(guó)爆發(fā)了第二次布匿戰(zhàn)爭(zhēng)。護(hù)國(guó)的責(zé)任感促使他奮起抗敵,發(fā)明御敵武器。
投石器和起重機(jī)
利用杠桿原理制造了一種叫作石弩的拋石機(jī)。
鏡子聚光
讓鏡子把強(qiáng)烈的陽(yáng)光反射到敵艦的主帆上,千百面鏡子的反光聚集在船帆的一點(diǎn)上,使船帆燃燒起來(lái)。
偉人之死
公元前212年,被羅馬士兵殺死,終年七十五歲。遺體葬在西西里島,墓碑上刻著一個(gè)圓柱內(nèi)切球的圖形,以紀(jì)念他在幾何學(xué)上的卓越貢獻(xiàn)。
個(gè)人成就
浮力原理
浮力原理簡(jiǎn)述:物體在液體中所獲得的浮力,等于它所排出液體的重量,即:F=G(式中F為物體所受浮力,G為物體排開液體所受重力)。該式變形可得:
F=G=ρgV
(式中ρ為被排開液體密度,g為當(dāng)?shù)刂亓铀俣?,V為排開液體體積)
杠桿原理
滿足下列三個(gè)點(diǎn)的系統(tǒng),基本上就是杠桿:支點(diǎn)、施力點(diǎn)、受力點(diǎn)。杠桿原理亦稱“杠桿平衡條件”:要使杠桿平衡,作用在杠桿上的兩個(gè)力矩(力與力臂的乘積)大小必須相等。即:動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂,用公式可表達(dá)為:
F1×L1=F2×L2
(F1表示動(dòng)力,L1表示動(dòng)力臂,F(xiàn)2表示阻力,L2表示阻力臂)
機(jī)械應(yīng)用
發(fā)明了一種利用螺旋作用在水管里旋轉(zhuǎn)而把水吸上來(lái)的工具,后世的人叫它做“阿基米德螺旋提水器”。這個(gè)工具成了后來(lái)螺旋推進(jìn)器的先祖。
一生設(shè)計(jì)、制造了許多儀器和機(jī)械,有舉重滑輪、灌地機(jī)、揚(yáng)水機(jī)以及軍事上用的拋石機(jī)等。
數(shù)學(xué)大師
在數(shù)學(xué)上也有著極為光輝燦爛的成就,特別是在幾何學(xué)方面。
在《方法論》中已經(jīng)“十分接近現(xiàn)代微積分”,貫穿全篇的則是如何將數(shù)學(xué)模型進(jìn)行物理上的應(yīng)用。
將歐幾里德提出的趨近觀念作了有效的運(yùn)用。利用“逼近法”算出球面積、球體積、拋物線、橢圓面積,后世的數(shù)學(xué)家依據(jù)這樣的“逼近法”加以發(fā)展成近代的“微積分”。還利用割圓法求得π的值介于3.14163和3.14286之間。
算出球的表面積是其內(nèi)接最大圓面積的四倍,又導(dǎo)出圓柱內(nèi)切球體的體積是圓柱體積的三分之二,這個(gè)定理就刻在他的墓碑上。
研究出螺旋形曲線的性質(zhì),現(xiàn)今的“阿基米德螺線”曲線。另外在《數(shù)沙者》一書中,創(chuàng)造了一套記大數(shù)的方法,簡(jiǎn)化了記數(shù)的方式。
阿基米德的幾何著作是希臘數(shù)學(xué)的頂峰。把歐幾里得嚴(yán)格的推理方法與柏拉圖鮮艷的豐富想象和諧地結(jié)合在一起,達(dá)到了至善至美的境界,從而“使得往后由開普勒、卡瓦列利、費(fèi)馬、牛頓、萊布尼茨等人繼續(xù)培育起來(lái)的微積分日趨完美”。
天文研究
發(fā)展了天文學(xué)測(cè)量用的十字測(cè)角器,并制成了一架測(cè)算太陽(yáng)對(duì)向地球角度的儀器。
還曾經(jīng)運(yùn)用水力制作一座天象儀,球面上有日、月、星辰、五大行星。根據(jù)記載,這個(gè)天象儀不但運(yùn)行精確,連何時(shí)會(huì)發(fā)生月蝕、日蝕都能加以預(yù)測(cè)。
還認(rèn)為地球可能是圓的。晚年開始懷疑地球中心學(xué)說(shuō),并猜想地球有可能繞太陽(yáng)轉(zhuǎn)動(dòng),這個(gè)猜想一直到哥白尼時(shí)代才被人們提出來(lái)討論。
主要作品
阿基米德流傳于世的著作有10余種,多為希臘文手稿。著作集中探討了求積問(wèn)題,主要是曲邊圖形的面積和曲面立方體的體積,其體例深受歐幾里德《幾何原本》的影響,先是假設(shè),再以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬐普摰玫阶C明。不斷地尋求一般性原則而用于特殊的工程上。作品始終融合數(shù)學(xué)和物理。
數(shù)學(xué)
《論球和圓柱》:從定義和公理出發(fā),推出圓和圓柱面積體積50多個(gè)命題,思想蘊(yùn)含微積分。
《圓的度量》: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(zhǎng)為底,半徑為高的等腰三角形的面積。
《拋物線求積法》:研究了曲線圖形求積的問(wèn)題。
《論螺線》:明確螺線的定義,以及對(duì)螺線的計(jì)算方法。導(dǎo)出幾何級(jí)數(shù)和算數(shù)級(jí)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)而成的錐形體體積,以及橢圓繞其長(zhǎng)軸和軸旋轉(zhuǎn)而成的球形體體積。
《數(shù)沙者》:專講計(jì)算方法和計(jì)算理論的一本著作。建立了新的量級(jí)計(jì)數(shù)法,確定新的單位,提出表示任何大量計(jì)數(shù)的方法。
物理
《平面圖形的平衡或其重心》:是關(guān)于力學(xué)的最早的科學(xué)論著,提出了杠桿的思想。
《論浮體》:是流體靜力學(xué)的第一部專著。
《論杠桿》:關(guān)于杠桿平衡的著作。
除此以外,還有一篇非常重要的著作,是一封給埃拉托斯特尼的信,遺失后重新被發(fā)現(xiàn),后來(lái)以《阿基米德方法》為名刊行于世,它主要講研究力學(xué)原理去發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的方法。
抄本
古代抄本:抄本A、抄本B,不幸的是這兩份抄本都已遺失。
收錄著作:《平面圖形的平衡或其重心》《拋物線求積》《論球和圓柱》《圓的度量》《論螺線》《論浮體》《圓錐體和橢球體》《數(shù)沙者》。
古代抄本:1998年,第三份抄本抄本C遺失后重新被發(fā)現(xiàn)。
收錄著作:《平面圖形的平衡或其重心》《論球和圓柱》《測(cè)圓術(shù)》《論螺線》《論浮體》《方法論》《十四巧板》。其中前5篇已經(jīng)從抄本A、B承傳了下來(lái),而最為珍貴的是最后兩篇,這是以前沒有出現(xiàn)過(guò)的。
人物評(píng)價(jià)
阿基米德對(duì)數(shù)學(xué)和物理的發(fā)展做出了巨大的貢獻(xiàn),為社會(huì)進(jìn)步和人類發(fā)展做出了不可磨滅的影響,即使牛頓和愛因斯坦也都曾從他身上汲取過(guò)智慧和靈感,是“理論天才與實(shí)驗(yàn)天才合于一人的理想化身”,文藝復(fù)興時(shí)期的達(dá)芬奇和伽利略等人都拿他來(lái)做自己的楷模。