阿基米德,約公元前287年出生于意大利南部的港口城市錫拉庫扎,他的父親菲迪亞斯是天文學(xué)家。
阿基米德可能曾在古埃及亞歷山大港學(xué)習(xí),他將科農(nóng)視為他的朋友,還在兩本著作《機(jī)械理論方法》和《奶牛問題》的引言中提到了埃拉托斯特尼。
科農(nóng),是古希臘天文學(xué)家及數(shù)學(xué)家,頗受阿基米德尊崇,是北天星座“后發(fā)座”的命名者;
埃拉托斯特尼,是古希臘數(shù)學(xué)家、地理學(xué)家、歷史學(xué)家、詩人和天文學(xué)家;他最重要的貢獻(xiàn)是設(shè)計出經(jīng)緯度系統(tǒng),還計算出地球的直徑。
阿基米德通常被認(rèn)為是機(jī)械裝置工程師,但是他在數(shù)學(xué)領(lǐng)域的貢獻(xiàn)同樣很大。
普魯塔克寫道:“阿基米德將他全部的情感和野心完全投注在那些單純的猜測里頭,而在那里可能不需要有庸俗的生活?!?/strong>
上世紀(jì)初,一位研究數(shù)學(xué)史的丹麥學(xué)者約翰娜·羅迪菲·海德伯格,在土耳其伊斯坦布爾的一座修道院圖書館中發(fā)現(xiàn)了一些珍貴的羊皮卷,其中包括阿基米德兩篇首次被發(fā)現(xiàn)的珍貴論文:一篇是微積分的重要觀點(diǎn),一篇是關(guān)于“十四巧板”的論述,研究以十四片碎片組成正方形的所有拼法(一共17152種方法,并可分成536個大類),成為組合學(xué)最早的開端。
關(guān)于阿基米德,有兩個著名的數(shù)學(xué)故事:
希倫二世國王請金匠打造了一頂純金王冠,但是做好以后有人舉報說:金匠在皇冠里摻了白銀。這就很麻煩,因?yàn)楫?dāng)時沒有什么高精尖的檢測儀器,又不能把王冠毀壞來鑒定。
這個問題阿基米德想了很久,卻找不到很好的解決辦法,吃不下飯也睡不好覺。直到有一天,阿基米德在洗澡的時候,發(fā)現(xiàn)他所在浴盆的水位上升和下降的變化,頓時恍然大悟:“如果把王冠放在水里,那么上升的水位就是王冠的體積,只要拿與王冠相同重量的金子放到水里,測出金子的體積,看看它的體積是否與王冠的體積相同。如果王冠的體積更大,這就表示其中造了假,摻了銀。”
阿基米德想到這里,欣喜若狂地從浴盆里跳出來,邊跑邊喊:“發(fā)現(xiàn)了,發(fā)現(xiàn)了!”經(jīng)過浮體試驗(yàn),純金王冠中果然摻了白銀。阿基米德再一次贏得了希倫二世國王的敬重。
后來阿基米德將這個發(fā)現(xiàn)總結(jié)為浮力理論,確立了浮體學(xué)的基本定理,并寫在他的著作《浮體論》中,也就是:物體在流體中所受的浮力,等于物體所排開的流體的重量。
阿基米德說過:“給我一個支點(diǎn),我可以舉起整個地球?!?/p>
這聽起來是一句不知天高地厚的狂妄之言,可事實(shí)上,阿基米德應(yīng)該是當(dāng)時全世界對于機(jī)械的原理與運(yùn)用,了解最透徹的人。
阿基米德對于機(jī)械裝置的的研究,始于他在亞歷山大城的求學(xué)時期。他在久旱的尼羅河邊散步時,看到農(nóng)民提水澆地相當(dāng)費(fèi)力,就發(fā)明了“阿基米德螺旋提水器”,利用螺旋作用在水管里旋轉(zhuǎn)而把水吸上來,直到兩千年后的現(xiàn)在,埃及還有人使用這種器械,而這種工具也成為了螺旋推進(jìn)器的始祖。
通過對當(dāng)時歐洲出現(xiàn)的簡單機(jī)械,比如螺絲、滑車、杠桿、齒輪等的研究,阿基米德發(fā)現(xiàn)了“杠桿原理”和“力矩”的概念。而對于心靈手巧,善于運(yùn)用工具制作機(jī)械的阿基米德來說,將理論運(yùn)用到實(shí)際的生活上是輕而易舉的。
而當(dāng)時希倫二世國王又遇到了一個棘手問題,他替埃及的托勒密王造了一艘大船,卻因?yàn)榇w太大太重,根本無法放在海里。
希倫二世就對阿基米德說:“你連地球都舉得起來,把一艘船放進(jìn)海里應(yīng)該很容易吧?”
阿基米德通過巧妙組合各種機(jī)械,迅速造出一組裝置,然后將牽引機(jī)的繩子交給希倫二世國王,而國王輕輕一拉,大船果然移動下水。
阿基米德,是偉大的古希臘哲學(xué)家、科學(xué)家、數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家、力學(xué),靜態(tài)力學(xué)和流體靜力學(xué)的奠基人,享有“力學(xué)之父”的美稱,和高斯、牛頓并列為世界三大數(shù)學(xué)家 。
在幾何學(xué)中,阿基米德的著作始終融合數(shù)學(xué)和物理,被稱為物理學(xué)之父。他運(yùn)用杠桿原理,保衛(wèi)了西拉斯鳩。
在天文學(xué)中,阿基米德運(yùn)用水力制作了一座天象儀,球面上有日、月、星辰和五大行星,這個天象儀不但運(yùn)行精確,連何時會發(fā)生月食、日食都能加以預(yù)測。
直到約公元前212年,在第二次布匿戰(zhàn)爭中,馬克盧斯將軍率領(lǐng)的羅馬軍隊占領(lǐng)了錫拉庫扎城。當(dāng)城市被占領(lǐng)時,阿基米德還在思考一個數(shù)學(xué)畫圖問題。一名羅馬士兵要求他去面見馬克盧斯將軍,他拒絕了,說要完成這個難題。士兵憤怒難當(dāng),揮劍殺死了阿基米德。
阿基米德最后的遺言是“別打擾我的圓圈”。
阿基米德之墓上刻著他最喜愛的數(shù)學(xué)證明的雕塑,包括高度、直徑相同的球面和圓柱體。他曾證明球表面積等于其外切圓柱體側(cè)面表面積,球的體積是外切圓柱體體積的2/3。