阿基米德的詳細資料

時間:2021-11-18

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阿基米德是古希臘的數學家、力學家。約公元前287年生於西西里島的敘拉古;約公元前212年卒於敘拉古。 阿基米德的幾何著作是希臘數學的頂峯。他把歐幾里得嚴格的推理方法與柏拉圖先驗的豐富想象和諧地結合在一起,達到了至善至美的境界,從而“使得往後由開普勒、卡瓦列利、費馬、牛頓、萊布尼茨等人繼續培育起來的微積分日趨完美”。 阿基米德也是古希臘最偉大的力學家。他發現了浮力定律、槓桿原理,對此他曾自豪地說:“給我一個支點,我就能夠移動地球”。

答案1

【阿基米德的生平】 公元前287年,阿基米德誕生於西西里島的敘拉古(今意大利錫拉庫薩)。他出生於貴族,與敘拉古的赫農王有親戚關係,家庭十分富有。阿基米德的父親是天文學家兼數學家,學識淵博,爲人謙遜。他十一歲時,藉助與王室的關係,被送到古希臘文化中心亞歷山大里亞城去學習。 亞歷山大位於尼羅河口,是當時文化貿易的中心之一。這裏有雄偉的博物館、圖書館,而且人才薈萃,被世人譽爲“智慧之都”。阿基米德在這裏學習和生活了許多年,曾跟很多學者密切交往。他在學習期間對數學、力學和天文學有濃厚的興趣。在他學習天文學時,發明了用水利推動的星球儀,並用它模擬太陽、行星和月亮的運行及表演日食和月食現象。爲解決用尼羅河水灌溉土地的難題,它發明了圓筒狀的螺旋揚水器,後人稱它爲“阿基米德螺旋”。 公元前240年,阿基米德回敘古拉,當了赫農王的顧問,幫助國王解決生產實踐、軍事技術和日常生活中的各種科學技術問題。 公元前212年,古羅馬軍隊攻陷敘拉古,正在聚精會神研究科學問題的阿基米德,不幸被蠻橫的羅馬士兵殺死,終年七十五歲。阿基米德的遺體葬在西西里島,墓碑上刻着一個圓柱內切球的圖形,以紀念他在幾何學上的卓越貢獻。 【阿基米德的科學成就】 在古希臘後期,又出現了一位最偉大的科學家,他就是阿基米德。 他正確地得出了球體、圓柱體的體積和表面積的計算公式,提出了拋物線所圍成的面積和弓形面積的計算方法。 最著名的還是求阿基米德螺線(ρ=α×θ)所圍面積的求法,這種螺線就以阿基米德的名字命名。 錐曲線的方法解出了一元三次方程,並得到正確答案。 阿基米德還是微積分的奠基人。他在計算球體、圓柱體和更復雜的立體的體積時,運用逐步近似而求極限的方法,從而奠定了現代微積分計算的基礎。 最有趣的是阿基米德關於體積的發現: 有一次,阿基米德的鄰居的兒子詹利到阿基米德家的小院子玩耍。詹利很調皮,也是個很討人喜歡的孩子。 詹利仰起通紅的小臉說:“阿基米德叔叔,我可以用你圓圓的柱於作教堂的立柱嗎?” “可以。”阿基米德說。 小詹利把這個圓柱立好後,按照教堂門前柱子的模型,準備在柱子上加上一個圓球。他找到一個圓柱,由於它的直徑和圓柱體的直徑和高正好相等,所以球“撲通”一下掉入圓柱體內,倒不出來了。 於是,詹利大聲喊叫阿基米德,當阿基米德看到這一情況後,思索着:圓柱體的高度和直徑相等,恰好嵌入的球體不就是圓柱體的內接球體嗎? 但是怎樣才能確定圓球和圓柱體之間的關係呢?這時小詹利端來了一盆水說:“對不起,阿基米德叔叔,讓我用水來給圓球沖洗一下,它會更乾淨的。” 阿基米德眼睛一亮,抱着小詹利,慈愛地說:“謝謝你,小詹利,你幫助解決了一個大難題。” 阿基米德把水倒進圓柱體,又把內接球放進去;再把球取出來,量量剩餘的水有多少;然後再把圓柱體的水加滿,再量量圓柱體到底能裝多少水。 這樣反覆倒來倒去的測試,他發現了一個驚人的奇蹟:內接球的體積,恰好等於外包的圓柱體的容量的三分之二。 他欣喜若狂,記住了這一不平凡的發現:圓柱體和它內接球體的比例,或兩者之間的關係,是3∶2。 他爲這個不平凡的發現而自豪,他囑咐後人,將一個有內接球體的圓柱體圖案,刻在他的墓碑上作爲墓誌銘。 阿基米德的驚人才智,引起了人們的關注和敬佩。朋友們稱他爲“阿爾法”,即一級數學家(α—阿爾法,是希臘字母中第一個字母)。 阿基米德作爲“阿爾法”,當之無愧。所以20世紀數學史學家E.T.貝爾說:“任何一張列出有史以來三個最偉大的數學家的名單中,必定包括阿基米德。 “另外兩個數學家通常是牛頓和高斯。不過以他們的豐功偉績和所處的時代背景來對比,拿他們的影響當代和後世的深邃久遠來比較,還應首推阿基米德。” 我們說,阿基米德的數學成就在於他既繼承和發揚了古希臘研究抽象數學的科學方法,又使數學的研究和實際應用聯繫起來,這在科學發展史上的意義是重大的,對後世有極爲深遠的影響。 阿基米德無可爭議的是古代希臘文明所產生的最偉大的數學家及科學家之一,他在諸多科學領域所作出的突出貢獻,使他贏得同時代人的高度尊敬。 力學方面:阿基米德在力學方面的成績最爲突出,他系統並嚴格的證明了槓桿定律,爲靜力學奠定了基礎。在總結前人經驗的基礎上,阿基米德系統地研究了物體的重心和槓桿原理,提出了精確地確定物體重心的方法,指出在物體的中心處支起來,就能使物體保持平衡。他在研究機械的過程中,發現了槓桿定律,並利用這一原理設計製造了許多機械。他在研究浮體的過程中發現了浮力定律,也就是有名的阿基米德定律。 幾何學方面:阿基米德確定了拋物線弓形、螺線、圓形的面積以及橢球體、拋物面體等各種複雜幾何體的表面積和體積的計算方法。在推演這些公式的過程中,他創立了“窮竭法”,即我們今天所說的逐步近似求極限的方法,因而被公認爲微積分計算的鼻祖。他用圓內接多邊形與外切多邊形邊數增多、面積逐漸接近的方法,比較精確的求出了圓周率。面對古希臘繁冗的數字表示方式,阿基米德還首創了記大數的方法,突破了當時用希臘字母計數不能超過一萬的侷限,並用它解決了許多數學難題。 天文學方面:阿基米德在天文學方面也有出色的成就。除了前面提到的星球儀,他還認爲地球是圓球狀的,並圍繞着太陽旋轉,這一觀點比哥白尼的“日心地動說”要早一千八百年。限於當時的條件,他並沒有就這個問題做深入系統的研究。但早在公元前三世紀就提出這樣的見解,是很了不起的。 著述:阿基米德流傳於世的數學著作有10餘種,多爲希臘文手稿。他的著作集中探討了求積問題,主要是曲邊圖形的面積和曲面立方體的體積,其體例深受歐幾里德《幾何原本》的影響,先是設立若干定義和假設,再依次證明,作爲數學家,他寫出了《論球和圓柱》、《圓的度量》、《拋物線求積》、《論螺線》、《論錐體和球體》、《沙的計算》等數學著作。作爲力學家,他着有《論圖形的平衡》、《論浮體》、《論槓桿》、《原理》等力學著作。 其中《論球與圓柱》,這是他的得意傑作,包括許多重大的成就。他從幾個定義和公理出發,推出關於球與圓柱面積體積等50多個命題。《平面圖形的平衡或其重心》,從幾個基本假設出發,用嚴格的幾何方法論證力學的原理,求出若干平面圖形的重心。《數沙者》,設計一種可以表示任何大數目的方法,糾正有的人認爲沙子是不可數的,即使可數也無法用算術符號表示的錯誤看法。《論浮體》,討論物體的浮力,研究了旋轉拋物體在流體中的穩定性。阿基米德還提出過一個“羣牛問題”,含有八個未知數。最後歸結爲一個二次不定方程。其解的數字大得驚人,共有二十多萬位! 除此以外,還有一篇非常重要的著作,是一封給埃拉託斯特尼的信,內容是探討解決力學問題的方法。這是1906年丹麥語言學家J.L.海貝格在土耳其伊斯坦布爾發現的一卷羊皮紙手稿,原先寫有希臘文,後來被擦去,重新寫上宗教的文字。幸好原先的字跡沒有擦乾淨,經過仔細辨認,證實是阿基米德的著作。其中有在別處看到的內容,也包括過去一直認爲是遺失了的內容。後來以《阿基米德方法》爲名刊行於世。它主要講根據力學原理去發現問題的方法。他把一塊麪積或體積看成是有重量的東西,分成許多非常小的長條或薄片,然後用已知面積或體積去平衡這些“元素”,找到了重心和支點,所求的面積或體積就可以用槓桿定律計算出來。他把這種方法看作是嚴格證明前的一種試探性工作,得到結果以後,還要用歸謬法去證明它。 重視實踐:阿基米德和雅典時期的科學家有着明顯的不同,就是他既重視科學的嚴密性、準確性,要求對每一個問題都進行精確的、合乎邏輯的證明;又非常重視科學知識的實際應用。他非常重視試驗,親自動手製作各種儀器和機械。他一生設計、製造了許多機構和機器,除了槓桿系統外,值得一提的還有舉重滑輪、灌地機、揚水機以及軍事上用的拋石機等。被稱作“阿基米德螺旋”的揚水機至今仍在埃及等地使用。

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