對科學著迷的阿基米德
2024-10-11 09:06:49
作者: 陳燃
公元前287年,阿基米德出生在敘拉古的貴族家庭。後來,和許多熱愛科學又經費充足的希臘人一樣,他來到亞歷山大里亞城,跟隨歐幾里得學習數學。學成後,阿基米德便返回祖國,過著隱居的生活,專心研究各派數學。像很多痴狂的科學家一樣,他常常為了一個問題廢寢忘食地思考計算。
普魯塔克對阿基米德如此評述:他說每一種可供實用與可以獲利的藝術都是骯髒和卑鄙的。他將全部愛好與雄心都放在比較純淨而與生活中的世俗需要無關的推理方面。
阿基米德一生為他的祖國敘拉古發明了很多作戰設備,但是發明之後,他便忘記了。他更關心純粹的科學研究,認為那是了解宇宙奧秘的鑰匙,並非用來賺錢謀利的工具。雖然依靠這些靈活有效的武器,敘拉古在一定時期內保全了自己,但戰爭並不美好,阿基米德不希望科學被人類的野蠻和欲望所利用。
阿基米德在很多科學領域的成果,至今仍然讓人享用不盡。他留下的少量著作在歐洲與阿拉伯的流傳過程中,經歷了許多危險,只剩下10篇。阿基米德發現了很多定律和公式,比如如何計算圓形的面積、複雜幾何體的表面積和體積;發現了拋物面體、橢球體、拋物線弓形、螺線;還比較精確地算出了圓周率……在《浮體論》中,阿基米德開篇就說出驚人之語:「任何靜止而均衡的流體的表面一定是球面,這個球面的球心就是地球的球心。」
有一天,國王希倫二世將黃金交給一位敘拉古金匠,讓他製作一頂皇冠。皇冠做好時,希倫國王覺得金匠一定偷工減料了,但稱重並沒有變少。國王把這個問題交給阿基米德。阿基米德為這個問題思考了很多天——他有個習慣,無論做什麼事,只要有難題沒攻破,他的腦子就不時為這個問題而轉動。
一天,阿基米德去洗澡,一進澡盆就發現,他的身子進入水中越多,水面就越高以至於溢到盆外。根據這一現象,他結合其他知識得出了一個定理:浮體在水中減輕的重量就是它排出的水的重量。這一發現太讓他興奮了,他叫喊著,赤裸著身體就從浴室跑了出去。最後,他用這個理論發現了那頂皇冠中摻有銀子,並計算出了被偷走的黃金數量。
阿基米德還最先應用了槓桿和滑輪的力量,他是最早提出槓桿原理的人。他曾經自信地說:「給我一個支點,我將撬動整個地球。」國王希倫聽說後,向阿基米德提出了他的部將把大船拉向海灘時所遇到的困難。阿基米德便設計了一套齒輪與滑輪的組合裝置,他坐在機械的另一端,一個人就能把滿載貨物的大船拉到岸上。
希倫國王去世後,敘拉古與羅馬發生了戰爭,羅馬將軍馬爾賽盧斯率海軍兩路部隊攻打敘拉古。此時的阿基米德已過古稀之年,但仍然上戰場督導兩線的防禦措施。敘拉古在保護港口的城牆後方裝設了弩炮,能把石頭射出很遠的距離,直接砸到羅馬戰艦上。馬爾賽盧斯的部隊頂不住密集如雨的石塊,迅速撤軍,準備夜裡再進攻。
還有一種更厲害的大型起重機,當羅馬的船隊駛入它的攻擊範圍內,起重機就會依靠槓桿和滑輪運轉,朝船隊拋出大石頭或鉛錘。有的起重機有巨鉤,能吊起一艘敵船,再將它摔向岩石或扔回海里。羅馬士兵都不敢靠近敘拉古城牆,只要他們發現牆上出現一根繩子,就會立即被嚇跑。他們相信,那一定又是阿基米德發明的新式「怪物」,一定會使他們一命嗚呼。
在阿基米德的指導下,敘拉古對羅馬給予了強力回擊。馬爾賽盧斯不得不改變計劃,採用緩慢的封鎖政策。圍攻八個月後,由於彈盡糧絕,敘拉古無奈投降了。羅馬人再次進行了屠城,馬爾賽盧斯親自下令不要傷害阿基米德。
一個羅馬士兵在劫掠途中發現了這位正在沙地上專心畫圖的老人。士兵要求阿基米德立即隨他去見馬爾賽盧斯將軍,他不知道自己打斷了大科學家的思考。阿基米德認為,先讓他把難題解出來再走也不遲。就在這時,士兵急不可耐地殺死了阿基米德。臨死前,阿基米德的最後一句話是:「別弄亂我畫的圓圈。」
聽說阿基米德被殺,馬爾賽盧斯深感遺憾。他竭盡所能地去滿足阿基米德的遺願,為他修了一座漂亮的墳墓,墓碑上雕刻著阿基米德著名的作品《球體與圓柱》。阿基米德認為,這象徵著他一生中最大的成就。
希臘的科學在阿基米德的推動下,已經發展到了一定高度。科學能夠幫助人們改善生活,但是在希臘的奴隸制社會中,並沒有引發「工業革命」。希臘深厚的哲學傳統又將人們帶回到理論中去,他們在不知不覺中做出一個判定:現代化是沒有價值的。