阿基米德与圆柱容球
- 2016-07-21 11:13
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阿基米德(Archimedes)于公元前287年出生在意大利半岛南端西西里岛的叙拉古,公元前212年于同地被害。
近代数学史家倍尔(Eric Temple Bell,1883~1960)曾说过:"任何一张关于有史以来最伟大的数学家的名单中,必定会包括阿基米德。另外两个通常是牛顿和高斯。不过,以他们的丰功伟绩和所处的时代背景来对比,拿他们影响当代和后世的深邃久远来比较,还应首推阿基米德。"
阿基米德发现了杠杆原理和浮力原理。
本书第23段记述的是阿基米德利用排开液体的体积来测量王冠的体积,从而判断皇冠是否由纯金制成的故事。
传说在阿基米德晚年,在叙拉古与它的盟国罗马共和国分裂后,罗马派了一支舰队来围城。当时阿基米德负责城防工作,他设计制造了一些灵巧的机械来摧毁敌人的舰队。他用投火器将燃烧的东西弹出去烧敌人的船舰,用一些起重机械把敌人的船只吊起掀翻,以至后来罗马人甚至不敢过分靠近城墙,只要看见城墙出现象绳子之类的玩意儿,就吓得赶快逃跑。
然而三年以后,即在公元前212年,该城还是被攻陷了。
据说罗马兵入城时,统帅马塞拉斯出于敬佩阿基米德的才能,曾下令不准伤害这位贤能。而阿基米德似乎并不知道城池已破,又重新沉迷于数学的深思之中。
一个罗马士兵突然出现在他面前,命令他到马塞拉斯那里去,遭到阿基米德的严词拒绝,于是阿基米德不幸死在了这个士兵的刀剑之下。
另一种说法是:罗马士兵闯入阿基米德的住宅,看见一位老人在地上埋头作几何图形(还有一种说法他在沙滩上画图),士兵将图踩坏,阿基米德怒斥士兵:"不要弄坏我的圆!"士兵拔出短剑,这位旷世绝伦的大科学家,竟如此地在愚昧无知的罗马士兵手下丧生了。
马塞拉斯对于阿基米德的死深感悲痛。他将杀死阿基米德的士兵当作杀人犯予以处决,并为阿基米德修了一座陵墓,在墓碑上根据阿基米德生前的遗愿,刻上了"圆柱容球"这一几何图形。
随着时间的流逝,阿基米德的陵墓被荒草湮没了。后来,西西里岛的会计官、政治家、哲学家西塞罗(公元前106~前43年)游历叙拉古时,在荒草发现了一块刻有圆柱容球图形的墓碑,依此辩认出这就是阿基米德的坟墓,并将它重新修复了。
阿基米德为什么希望在自己的墓碑上刻上圆柱容球的图形呢?这是因为,阿基米德在他的许许多多的科学发现当中,以圆柱容球定理最为得意。
但是在阿基米德之前,人们还不知道球的面积公式和体积公式。正如A·艾鲍博士在《早期数学史选篇》中所说的:如果说欧几里德《几何原本》是前人工作的汇编的话,那么,阿基米德的每一篇论文都为数学知识宝库作出了崭新的贡献。
尤其令人惊叹的是,阿基米德对于圆柱容球定理的证明,用的竟是从杠杆原理开始谈起的力学方法!