为探究阿基米德原理做好铺垫（力学之父阿基米德的封神之路）

即使是上学时数学成绩不及格的人，也不会对阿基米德的名字感到陌生。这个数学界大名鼎鼎的b王，不仅是静态力学和流体力学的奠基人，还被誉为“力学之父”“几何巨人”，还曾放出过一句豪言：“给我一个支点，我就能撬起整个地球。”

有句段子曾说：所有吹过的牛皮，都是脑子进的水，但阿基米德偏偏是个例外。他用行动证明了，只要实力过硬，就没有兜不住的事儿。

阿基里德影响过的大佬们

狂的资本：赢在起跑线上的人生

无论一些家长是否承认，有的孩子一出生就站在了人生的终点。他们无须苦逼练级、不必抢学区房，更不用挤竞争的独木桥，显然阿基米德就属于这类幸运儿。

阿基米德像

公元前287年，他出身于古希腊西西里岛叙拉古附近（今意大利锡拉库萨）的一户贵族家庭，有钱就不必说了，更夸张的是，家族还与叙拉古赫农王（King Hieron）沾亲带故。如果说，这样的家庭带来的是经济和社会地位，那么，一个智者般的父亲将是阿基米德在科学道路上的首位引路人。

在整个世界还没完全驱逐愚昧的时代，阿基米德的父亲菲迪阿斯就已经掌握了智慧的权柄，不仅是一位天文学家，还是数学家，学识渊博，为人也十分谦逊，备受当地人的赞赏。他对自己的后代寄予了厚望，给儿子取名为阿基米德，就是大思想家的意思。

在这样的家庭中成长，阿基米德从小就享受到了同龄孩子所可望而不可即的教育资源，受父亲的影响，他对数学、天文学特别是古希腊的几何学产生了浓厚的兴趣，喜爱涂抹图形、拼凑器物，对于大自然的诸多现象也惯于穷根究底。

11岁时，他就被父亲千里迢迢送到了埃及的亚历山大城求学。亚历山大城位于尼罗河口，是当时世界的知识、文化贸易中心，学者云集，人才荟萃，被世人誉为“智慧之都”。

这里的文学、数学、天文学、医学的研究都很发达，阿基米德在此学习和生活了许多年，先后跟随几何学大师欧几里得，以及欧几里得的学生埃拉托塞和卡农学习。

有了大师的指点，阿基米德在学习上突飞猛进。他常常一头扎进图书馆浩如烟海的文献中，阅读了大量的数学、物理、天文等各类自然科学书籍，兼收并蓄了东方和古希腊的优秀文化遗产，为日后的科学研究打下了扎实的理论功底。

更难得可贵的是，他深谙理论与实践相结合的道理。除了是个书迷外，他还懂得总结前辈们严谨、精确的理论和方法，并结合实践，独辟蹊径，努力使研究成果付诸实施，阿基米德螺旋提水器就是他实践的产物。

阿基米德螺旋提水器

这个螺旋器的发明契机非常意外！一次，阿基米德在尼罗河边散步，他看到附近的农夫都从尼罗河汲水，再提到地势高的农田浇灌，非常吃力。突然之间，他脑洞大开，设想有没有一种工具能直接从河里汲水灌溉，一解提水之苦呢？

于是回到寓所后，阿基米德便投入到了紧张的论证、设计中。功夫不负有心人，他最终成功研制出了一种由倾斜放置的筒体和带有宽阔螺旋面螺杆组成的螺旋型器械。

具体使用方法也非常简单，只需将器械一端置于尼罗河，另一端架于农田上，当摇动螺旋器手柄时，尼罗河水就在两螺旋面之间逐渐上升，最后从顶部源源不断地向地势高的广袤农田涌去。

这个工具有多实用？埃及人一直到二千年后的今天还在使用，而现代修高铁、修地铁、挖隧道时，人们也会用到类似的设备来挖土，可见其影响深远……

拽的实力：全能大佬不是谁都能当的！

很多人对阿基米德的了解，仅限于数学领域，但其实，人家是妥妥的全能王！对他身份的定位一只手都数不过来：哲学家、天文学家、百科式科学家、数学家、物理学家、力学家，静态力学和流体静力学的奠基人。

在物理领域，他有很多创新，提出了最著名的浮力定律：一个物体它所受到的浮力等于它排开的液体的重量。因此还流传出了一个有名的段子：

相传叙拉古的国王叫工匠做一顶纯金王冠。这个金冠做得极其精致，但有人告发说，工匠在制作金冠时用银子偷换了金子，于是国王叫阿基米德想办法在不损害金冠的情况下算出是否掺了假。阿基米德也很头痛，这个难题到底该怎么去解决呢？

突然有一天，他去澡堂洗澡，当他躺进澡盆时，竟然发现自己身体越往下沉，盆里溢出的水就越多，而他则感到身体越轻。他突然欣喜若狂地跳出澡盆，甚至忘记了穿衣服就直奔王宫，边跑边喊：“优利卡（即发现了），优利卡！”

阿基米德发现浮力原理

原来，他通过把金冠搁在水里，看它溢出水的体积，就是皇冠体积，然后再称一下皇冠的重量算出比重，据此来计算出王冠中的金是否掺了假。

更神奇的是他提出的杠杆原理：欲使杠杆达到平衡，动力臂是阻力臂的几倍，动力就是阻力的几分之一。关于这个原理的发现，也全拜当时的国王所赐。

阿基米德撬动地球雕像

传说叙拉古的国王替埃及托勒密王造了一艘船，但因为船体实在太过庞大笨重，根本无法放进海里，于是国王又把这个难题甩给了阿基米德：“你既然声称能把地球撬起来，把一艘船放进海里应该没问题吧？”

换作一般人，心里早就哔了狗了，但十八般武艺在身的阿基米德怕过谁。他喊工匠在船的前后左右安装了一套设计精巧的滑车和杠杆，然后让100多人在大船前面，抓住一根绳子，大船居然慢慢地滑到海中。国王一时都看傻了眼，更加对阿基米德的聪明才智佩服不已。

《几何》残本中的一页

即使坐下来安安静静搞研究，也能完虐一般的科学家几条街。

阿基米德在数学上，尤其是在几何学方面有着极为光辉灿烂的成就。他将欧几里德提出的趋近观念作了有效地运用。如利用“逼近法”算出球面积、球体积、抛物线、椭圆面积，后世的数学家依据这样的“逼近法”加以发展成近代的“微积分”。

此外，他还利用割圆法求得π的值介于3.14163和3.14286之间，并研究出螺旋形曲线的性质，现今的“阿基米德螺线”曲线，就是因为纪念他而命名。

在天文学上，他有极高的远见。他不仅曾经运用水力制作了一座能预测月蚀、日蚀的天象仪，还在晚年怀疑过当时普遍认可的“地心说”，并猜想地球有可能绕太阳转动，但这一猜想直到哥白尼时代才被人们提出来讨论。

阿基米德研制的武器

不过，别看阿基米德是个平时不舞刀弄剑的科学家，实际上，他可是个巨型机械顶级玩家。当时的欧洲，在工程和日常生活中，经常使用一些简单机械，譬如：螺丝、滑车、杠杆、齿轮等，阿基米德花了许多时间去研究，发现了“力矩”等观念。

重视试验的他，一生设计、制造了许多仪器和机械，比如举重滑轮、扬水机以及军事上用的抛石机等。

酷的结局：用死亡守护科学的尊严

“学者死于讲台，将军马革裹尸。”是人们对另一种完美死亡的追求，而对于阿基米德来说，作为一名有着崇高理想的学者，死于正在着手做的研究上，既是一种缺憾，也是一种成全。

阿基米德死充满了戏剧性，他曾经运用杠杆原理造出了一批投石机，有效地阻止了罗马人的攻城；也发明过类似起重机一样的玩意儿，以至于罗马的海军根本接近不了叙拉古城；甚至召集士兵，手持特制的大镜子，利用光学原理烧毁敌人的战船（有争议）。

他被叙拉古人誉为“保卫家园的勇士”，是敌人心中“独自抵抗罗马军队的神人”，但谁也没想到，这位光芒四射的天才有一天也会死于战争。

《阿基米德之死》 （1815年，Thomas Degeorge画作）

当时，罗马执政官马西努斯率军亲征，争夺叙拉古城这个战略要地。在屡屡受挫于阿基米德的发明3年后，他趁月亮女神阿尔忒弥娜狂欢节当夜发起进攻，并出于惜才，他通令军士不许伤害阿基米德。

进城后，罗马士兵没有直扑王宫，而是四处搜寻阿基米德。后来，有个罗马士兵冲进了阿基米德卧室，发现他正在地上画着图形。长期的征战耗费了阿基米德大量的时间，他不得不通过加班加点匀出点科研时间，为求证一道几何题熬了通宵。

士兵见地上满是图形，便冲老人吼道：“你是不是阿基米德？”也许是推演得太过专注，阿基米德并未理睬，仍继续着手上的工作。然而这份执着的态度激怒了这位曾吃尽苦头的士兵，盛怒之下忘了主帅的训令，一剑刺入了阿基米德的躯体。

等到马西努斯得到消息，已经来不及了，他只好严惩了违令的士兵，收敛阿基米德的尸体，并按照他的夙愿，在其墓碑上刻上了圆柱及其内切球作为墓志铭，以示对这位天才的纪念。

油画《沉思的阿基米德》

然而，或许是文献的残缺，也或许是阿基米德太过传奇，关于他的死亡一直有不同的版本。

有说他向士兵求情不想给世人留下不完整的公式，结果没等他说完就被杀害；有说他违抗了士兵要求到主帅面前去被杀；也有说因为他斥责突然闯入的士兵弄坏了他画好的圆（图）被杀……但真相究竟如何，已无从知晓了。

唯一确定的是，叙拉古人不懂得珍惜这位天才，随着时间的流逝，阿基米德的陵墓很快被荒草湮没……

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