本字幕由TME AI技术生成
力学之父阿基米德
阿基米德
是谁给我一个支点
我就能翘起整个地球
这句话大家一定不陌生
敢于说出如此豪言壮语的人
正是古希腊最为著名的数学家和科学家阿基米德
他同时也是力学的真正创始人
阿基米德于公元前二百八十七年出生于意大利西西里岛的叙拉古
于公元前二百一十二年在叙拉古去世
他出生的年代已经是中国的战国末期
而就在他去世的前两年
也刚好是统一中国的秦始皇驾崩的年份
二十世纪初的美国数学家
史学家易替贝尔曾经将他与牛顿
高斯并列成为三个有史以来最伟大的数学家
公元前二百一十四至公元前二百一十一年第二次步逆战争期间
罗马帝国军队企图攻占阿基米德的家乡叙拉古
并进行了围城作战
阿基米德为保护家乡
发明了很多机械抵御罗马军队的进攻
但最终
叙拉古于公元前二百一十一年因叛徒的出卖而沦陷
而阿基米德之后也因此被破城而入的罗马士兵意外杀死
统帅罗马军队的马塞琉斯仰慕阿基米德的才华
抚恤了他的家人
并为他建造了墓碑
了不起的成就
作为古希腊最为著名的数学家和科学家
阿基米德的主要成就包括发现了球体表面积与体积和其外接圆柱体的表面积与体积之间的关系
同时
他发现了固体在液体中受到浮力的大小与固体进入液体体积和液体密度的关系
并以他自己的名字命名为阿基米德定律
他还发明过一种以他名字命名的螺旋形抽水器
被称作阿基米德螺旋式抽水器
可以用于抽水灌溉
人生超级剧场
求学经历
我叫阿基米德
我生活的年代比较久远
很遗憾
关于我的生平并没有留下太多内容
但是
我早年曾经在我出生的西西里岛与我的父亲菲迪亚斯一起观测天上的星星
嗯
我的家乡叙拉古位于地中海一座名叫西西里的小岛上
地中海是一片被陆地包围起来的大海
东边是埃及
这里有尼罗河
它从沙漠中向北流入大海
埃及有着大量勤劳的农民
工匠
是最为繁荣富庶的地方
西边是阿特拉斯山脉
阿特拉斯是一个神仙
在希腊神话中
他就是托举着地球的人
我们这些希腊人也是在地中海中建立了众多城邦据点的人
为了追求真理
稍微长大一些
我就来到了埃及的亚历山大留学
这里是尼罗河的入海口
是农耕文明和海洋文明交流信息以及交换财物的地方
在这里
人们互通有无
诞生了很多伟大的思想
因此也成了地中海东部的政治文化中心
被称为智慧之都
这里的缪斯博物馆精美无比
大图书馆的藏书多达七十万卷
城里还有一座名为穆赛昂的学校
汇集了一大批一流学者在那里从事教学和科研活动
我也在那里受益匪浅
同时
我也活学活用
发明了一台可以将低处的水通过螺旋形机械抽到高处的装置
因为这台神奇的机器
我这样一个来自偏远岛屿的年轻人
也在亚历山大这样一座大城市里变得小有名气
我的所有发明成果都离不开我在这里的学习
有趣的几何学
当我在亚历山大学有所成后
我家乡的国王西罗派来使者
让我回到叙拉谷
毕竟我的家族也是叙拉古的名门望族
我与西罗国王本人也算是远亲
因此国王把我视作座上宾
非常期待我能从埃及带回一些新的好东西
特别是那个让我在亚历山大名声大噪的螺旋形抽水器
不过令他略感失望的是
我带回来的只有一摞摞几何原本
这些是什么
我还以为你带来了螺旋形抽水器了呢
国王问道
我回答
这些就是
只要我们按照书中的内容去动手制作
就能造出一些神奇的机器
而且不仅仅是抽水器
还有更多人间奇迹
我们都能造出来
听到这里
西罗国王勉强笑着点了点头
但是为了能够看到更多人间奇迹
他也只好开始自学几何原本
有时候也会找我请教一些问题
毕竟魔术般的几何学经常会让人感到头疼
记得有一天
他问我
学习几何学有没有什么捷径
能够简单一些
我想了想
说
嗯
学习几何学没有简单的方法
也不会有捷径
几何学之父欧几里德曾经做过比喻
乡下有两种路
一种是小道
崎岖坎坷
另一种是王道
宽广平稳
几何学里没有王道
谁都得一步一步学起
但是在枯燥的学习之余
也有件事情让国王见识到了几何学的有趣和有用
记得那天
西罗国王带着我来到西西里岛西岸的沙滩上
那里有一艘刚造好的三只围住的大船
原来我的老朋友要带着众多妃子一起到海里去巡游
特意建造了这艘装饰豪华的大船
啊
我真是等不及了
西罗国王很兴奋
但是面对着眼前的场景
显得有些束手无策
可这些大力士也搬不动啊
因为船体太大
早已陷入沙土中
国王召集了几十个年轻健壮的卫兵
也没有办法推动
我仔细看了下三维船四周
又仔细观察了沙滩的地势
然后对西罗国王说
陛下
你下令吧
三维船的事情我来解决
好
西罗国王很高兴
你要多少人手
我都能够调来
没关系
我有我的大力士
我自信的回答道
我让现场十来个健壮的卫士搬来了一堆原木
铺在船旁
然后制作了一个杠杆装置
用缆绳轻易的将船吊了起来
抬起一定高度
然后我让卫士将原木铺到船的下面
等船下铺满了原木后
我再命令一名工匠用斧子砍断与船连接的缆绳
这样船就顺着原木顺利的从海岸挖入了水中
国王终于可以开心的在海上巡游了
这件事给整个徐拉谷都带来了欢乐
战争与死亡
自打我回国后
又过了几十年
罗马人入侵了我的家乡叙拉古
为了对抗入侵者
我竭尽自己所有的才学
制造各种护城器械
我制造的抓钩式起重机
可以将罗马人的大船抓起来掀翻
同时我还制造了巨大的凹面镜
反射并汇聚太阳光
可以将罗马人的战船烧成灰烬
当罗马人登陆上岸后
等待他们的还有根据杠杆原理制作的投石机
投火器
据传闻说
罗马统帅马塞琉斯称呼我为董几何的白手巨人
后来
罗马人凭借人多势众
开始了漫长的围城
有一天
我正在专心研究地上的几何图形
周围却隐隐约约出现了喊打喊杀的声音
也有人似乎在谩骂该死的叛徒
只不过专注于几何图形的我并没有理会这些
直到一个黑影突然靠近了我
我怒喝道
别碰我的土
随后
一个尖锐物插入了我的胸膛
即便是我的对手
罗马军队统帅马塞琉斯也对我十分尊敬
他按照我的遗愿为我建造了一座墓碑
墓碑上刻着一个内切于圆柱形的球体
这是我一生中最为满意的数学发现
如果圆柱内有一个直径与圆柱体等高的内切圆
则圆柱的表面积和体积分别等于圆的表面积和体积的二分之三
关于阿基米德
你还要知道
有一次西罗国王命令宫中的珠宝工匠制作一顶黄金王冠
但是王冠做好后
他却怀疑这个王冠不是纯金的
为此
他让阿基米德解决王冠之谜
通常
为了验证一个东西是否为真金打造
需要找到一块和它相同体积的纯金并进行称重
但王冠形状过于复杂
很难测出王冠的体积
直到有一天
阿基米德在浴缸中洗澡的时候
突然想到了解决问题的方法
于是他赤裸着身子冲出浴室
大喊着尤里卡
原来
他发现了自己身体进入浴缸中排出的水的体积等同于自己身体的体积
找到了测量不规则形状的王冠的方法
于是他找来了一块和王冠相同重量的纯金块
以及一只注满水的大容器
先将金块放入水中
然后测量金块导致水从容器中溢出的体积
接着把容器再次注满水
再把王冠放入容器中
进而王冠排出的水的体积
通过比较二者的排水量
从而找到二者的体积差异
进而判断该王冠中掺杂了其他金属
并非纯金
名人说
在使用杠杆撬动三维船帮助西罗国王顺利出海巡游后
众人夸赞阿基米德是个天才
但是阿基米德却说
陛下
这就是科学的力量
科学可以使人变得神通广大
陛下
你如果给我一个支点和足够长的棒头
我可以把地球敲起来
