物理教材上的科学家－阿基米德
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（希腊，公元前287-公元前212）
阿基米德于公元前287年出生在西西里岛的叙拉古，其父菲狄阿斯是一位天文学家。阿基米 德与叙拉古国王希耶罗二世及其儿子盖隆交往甚密。年轻时，阿基米德曾到埃及的亚历山大 里亚城求学。亚历山大里亚是当时的学术中心。在埃及期间，阿基米德曾发明了螺旋扬水机 。这是一个装有螺旋轴的管子，一头放在水中，另一头放在岸上，螺旋轴旋转时，水便从低 处抽到高处。这种扬水机被埃及人用来浇灌田园，至今仍在埃及使用。后来，阿基米德返回 自己的故乡叙拉古，献身于数学研究；并当了希耶罗的顾问。
阿基米德从未把曾使自己出名的机械发明看作为纯科学，他士分注重科学知识的实际应用。 据说，他曾为希耶罗设计了多种武器，这些武器曾使后来围困叙拉古城的罗马人遭到惨重的 损失。有一则故事说，阿基米德曾发明一种用凸面玻璃做成的装置，这种装置能够反射太阳 的光热，当罗马人的船舰靠近叙拉古城时，就被这种光热烧毁了。
阿基米德的传说中有这样一个很有趣的故事：希耶罗让人制作了一顶王冠，据说是纯金的。 他想让阿基米德查明王冠中是否掺入了银子。队基米德被这个问题难住了。有一天，阿基米 德去洗澡，当他走进浴盆时，发现水溢出了盆外。阿基米德突然领悟到，王冠如使用了合金 ，其体积必然增大。这种体积的增大可以通过把王冠和同样重量的金子以及同样重量的银子 放入盛满水的容器里，根据溢出的水的多少来测定。假如王冠是纯金的，就会溢出与金块等 量的水；如果掺入了比重较小的银子，便会排出更多量的水。产生这种想法后，阿基米德惊 喜若狂，竟忘记了穿衣，便往家里跑，一路上高喊道：“我找到了，找到了！”据说阿基米 德就是从这伯小事中导出了浮力原理，后也称之为阿基米德原理，即：浸入液体中的物体所 受到的浮力跟它所排出的液体的重量相当。
阿基米德在机械方面有不少开拓性的工作。阿基米德有这样一个名言：“假如给我一个支点 ，我就能够推动地球。”希耶罗要他解释他用很少的力气就能移动沉重物体的论点。为了达 到这个目的，阿基米德设计了一套杠杆滑轮装置。希耶罗利用这一装置亲手移动了一只装满 货物的大船，从而更加信服阿基米德。
阿基米德在科学在所作的努力及其重要性，我们可以从那些残存的著作中得到很好的了解。 这里需要强调的是，阿基米德最伟大的工作是在几何学方面的工作。由数学家欧道克休斯（ 公元前390-前340年）创始的，欧几里德发展的“穷竭法”，是一种利用一些容易测量的规 则图形近似地测量不规则几何图形的方法。这种方法是用一些越来越小的图形填入不规则图 形的空间，直至达到所要求的近似程度。阿基米德把“穷竭法”大力推广使用，在一些情况 下它实际上已相当于今世的积分法。
阿基米德传世的专题论文如下：
1. 《论球和圆柱》，共两卷，论述了对球、实心菱形，以及柱的准数。所有这些都是通过 直接的几何方法证明的。
2. 《圆的测量》，是很短的一卷，其主要命题论述了圆周长与直径的比值为 。这样，他 便把周长和直径的精确比值确定在一个很小的范围之内。
3. 《论圆锥曲线和旋转体》，论述了由二次曲线（圆、椭圆、抛物线和双曲线）绕其轴旋 转而生成的图形。
4. 《论螺线》，其中一些命题论述了曲线的相切性质，这一曲线后世称阿基米德螺线。
5. 《论平面（图形）的平衡》（或名《论平面的重心》），共两卷，可称为理论力学的基 础。两卷都论证了确定数种几何图形重心的方法。
6. 《求抛物线的面积》，一卷，包括24个命题。其中有两个命题证明了任何区间上的抛物 线的面积等于与它同底、等高的三角形面积的4/3倍。
7. 《论浮体》，共两卷。第一卷论证了流体静力学的一般原理，第二卷则非常完整地论述 了旋转抛物体的外形与在流体中的稳定性的关系。
8. 《沙粒计算》，这是一篇很短的论文。阿基米德在这里叙述了表达巨大数字的方法，并 且回答了自己提出的问题：整个宇宙能盛下多少沙粒？以阿里斯塔库斯所估计的宇宙的体积 为准，阿基米德计算出整个宇宙大约能装下1063颗沙粒。阿基米德能够表示的数字大到（）
9. 《方法论》，这是一篇极为有趣的论文。在这篇论文中，阿基米德解释了他是怎样通过 力学方面的考虑从而获得许多重要成果的。这种方式就是，对一个几何图形的不定数量的元 素与另一几何图形的相似元素进行比较。
10. 《引理》，包括平面几何的15个命题。这本集子留传今世的是拉丁文本。
在阿基米德的失传著作中，据考证，大概论述下列7个问题：（1）关于巴布斯论及的多面体 的研究；（2）论述了怎样通过《沙粒计算》中所解释的方法给数字命名；（3）论平衡或杠 杆；（4）论重心；（5）论的射，这是一本关于光学折射方面的书，亚历山大里亚的蒂昂曾 从这本书中引用过一段关于折射的论述；（6）论历法；（7）论造球。在这本书中，阿基米 德解释了球的制作，这些球是他制作来模拟太阳、月亮以及五个行星的运动的。西塞罗曾亲 眼见到过种装置，并对此作出过描述。
阿基米德是一位伟大的数学家、物理学家和发明家。他开创了许多领域：静力学、流体静力 学、数理物理学；还发明了许多有用的机械装置。阿基米德所研究的课题是多种多样的：算 术、几何学、力学、流体静力学、光学和天文学。他在自己的许多伤口中阐述了自己的发现 。正是由于这些成就，阿基米德堪称为牛顿之前的第一流的科学家。他的确为古代科学作出 了卓越的贡献。的空著名数学家莱布尼兹曾这样说过：“谁要是精通了阿基米德和阿波兴纽 约的创造，那么，他对于当代最伟大人物的发现就不会大惊小怪了。”
公元前214年（这时希耶罗二世已去世了），罗马统帅马尔赛卢斯率军攻打叙拉古。阿基米 德的许多发明、创造，被用来保卫自己的国家。公元前212年，叙拉古城被攻破。当时，阿 基米德正在沙地上描绘一幅数学图形，在随之而来的大屠杀中，阿基米德死于一个罗马士兵 的刀下。这不应该归咎于马尔赛卢斯，因为他曾命令自己的士兵不要毁坏房舍、伤害贤人。 马尔赛卢斯对这样一位杰出人物的死亡深感悲痛，严惩了那个杀害阿基米德的士兵。他为阿 基米德举行了隆重的葬礼，并以朋友的态度善待阿基米德的亲属。阿基米德生前曾认为，自 己对球的表面与球体的外切柱之间的关系的发现是最有价值的贡献。因此，根据他的愿望， 在他的墓碑上刻下了一个圆柱和内切球。
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