40　阿基米得的“支點”

公元前212年的一天，在西西里島的敘拉古城里，一位老人正在花園里的一塊沙地上，專心致志地做著一道幾何題。這道幾何題他已經(jīng)苦思冥想好長時間了。這位老人名叫阿基米得，已經(jīng)七十五歲了，是一位天才的數(shù)學(xué)家。此時，他并不知道外面發(fā)生的事。原來，羅馬軍隊對敘拉古城包圍了兩年，久攻不下。就在這天早晨，羅馬軍隊終于攻破了敘拉古城。羅馬軍團的指揮官叫馬賽拉斯，早已知道阿基米得是一位偉大的數(shù)學(xué)家，又擅長制造攻城機械，于是，就派了一個士兵去請他。

這個士兵來到阿基米得家中，要阿基米得立刻跟他走，去見軍團指揮官。此時阿基米得正在做著那道幾何題呢。

“讓我把這道題解開后再跟你走，請你稍等一會兒吧。”阿基米得說。

“你說什么？讓我等你！這絕對不可能。”這個魯莽的士兵勃然大怒，拔出佩劍來，一劍刺死了阿基米得。

馬賽拉斯聽說阿基米得死了，感到十分惋惜，下令嚴(yán)懲那個士兵。他為阿基米得舉行了隆重的葬禮，并為他建造了陵墓。

阿基米得出生在希臘的第三大城邦敘拉古。他從小熱愛學(xué)習(xí)，善于思考，喜歡辯論。早年他來到埃及的亞歷山大求學(xué)。當(dāng)時，亞歷山大是托勒密王朝的首都，也是一個希臘化的城市。在亞歷山大，建有世界上最大的圖書館，藏書多達五十萬卷。這里的學(xué)術(shù)氣氛濃厚，許多希臘的年輕人來此深造。阿基米得在這里學(xué)習(xí)了哲學(xué)和數(shù)學(xué)、天文學(xué)、物理學(xué)等科學(xué)知識，掌握了豐富的希臘文化遺產(chǎn)。后來，他返回了敘拉古，專心致志地從事科學(xué)研究。阿基米得在幾何學(xué)、物理學(xué)、工程學(xué)等方面都作出了杰出的發(fā)明和貢獻。當(dāng)時在幾何學(xué)方面，有一個難題一直困擾著學(xué)者們：如何計算圓形的面積？

阿基米得想出了一個巧妙的方法。他利用無數(shù)個多邊形來求證——通過成倍地增加邊數(shù)而接近圓，最終求證出圓面積公式。同樣，他還用無數(shù)個寬度相等的矩形，論證了橢圓面積公式。進而，阿基米得發(fā)現(xiàn)了球與圓柱體的關(guān)系：一個球的體積是一個外切圓柱體體積的三分之二。

阿基米得還是流體靜力學(xué)的創(chuàng)始人。

一次，敘拉古國王要打造一頂金王冠。他找來了城里有名的金匠，給了他一些金子。他擔(dān)心金匠可能會私吞金子，特地用秤稱了一下金子的重量。過了幾個月，金王冠打造好了。國王看著金光燦燦的王冠，愛不釋手。可是，他又心懷疑慮，金匠是否欺騙了他，在金冠中摻入了銀子？國王已經(jīng)付給了金匠很高的工錢，他不想再損失金子了。

這時，國王想起了敘拉古的大學(xué)問家阿基米得，于是，他把阿基米得請到了王宮，想請阿基米得鑒定一下金王冠中是否摻入了銀子。同時，國王又告訴阿基米得，不能損壞王冠的一絲一毫，因為他實在太喜歡這頂金王冠了。

阿基米得把金王冠拿回了家。他小心翼翼地捧著金王冠，苦思冥想，絞盡腦汁。幾天后，阿基米得去街上浴室洗澡，當(dāng)他躺進盛滿溫水的浴缸時，浴缸中的水溢了出來，他感到自己的身體微微上浮。這時，一個靈感突然閃過了他的腦海：相同重量的物體，由于其比重的不同，排出的水量也不同……

阿基米得猛地從浴缸中跳了起來，全然不顧自己還未穿衣服，高興地大喊：“找到了！找到了！”

他興奮地跑上大街，一口氣奔回了家。他的仆人氣喘吁吁地追到了家，看到阿基米得正在做試驗。他把王冠放進盛滿水的盆中，量了溢出的水，又把同樣重量的純金放在盛滿水的盆中，發(fā)現(xiàn)溢出的水比剛才溢出的少。問題解決了！這個試驗證明，王冠中摻有銀子。阿基米得把試驗結(jié)果告訴了國王，國王被他的聰明才智折服了。

阿基米得的這個試驗意義重大，他發(fā)現(xiàn)了流體靜力學(xué)的基本原理——物體在水中所產(chǎn)生的浮力，等于它所排開的水的重量。這個原理，通常被人們稱為“阿基米得原理”。

國王對阿基米得的才華十分贊賞，經(jīng)常把他作為貴賓請到宮里。阿基米得不失時機地向國王和大臣們展示他的新發(fā)現(xiàn)。有一天，阿基米得把他剛發(fā)現(xiàn)的杠桿原理告訴了國王。他認(rèn)為，只要力臂足夠長，一個力可以推動任何重物。他十分自信地對國王說：“如果給我一個支點，我就可以移動地球！”

國王和大臣們將信將疑。阿基米得把他們帶到了王宮附近的一條河邊，一條大船正擱淺在岸上。阿基米得在船身下安裝了杠桿滑輪裝置，接著，他用力按動杠桿，只見船身緩緩地向前移動，十幾分鐘以后，船慢慢地進入河里。圍觀的群眾發(fā)出了歡呼聲，國王和大臣們也心服口服。

阿基米得經(jīng)常把他的發(fā)明運用到實踐中去。還在亞歷山大求學(xué)時，他經(jīng)常到尼羅河畔散步。在久旱不雨的季節(jié)，他看到農(nóng)民在尼羅河邊一桶一桶地提水澆地，非常吃力。于是，他設(shè)計制造了一種螺旋提水器，通過旋轉(zhuǎn)螺桿把水從河里抽上來，省了許多氣力。在今天的埃及，人們?nèi)栽谑褂眠@種螺旋提水器。

為了保衛(wèi)敘拉古不受外敵侵犯，阿基米得還發(fā)明和制造了許多護城機械。

公元前三世紀(jì)末，羅馬和迦太基為爭奪地中海的霸權(quán)，爆發(fā)了第二次布匿戰(zhàn)爭。敘拉古站在迦太基一方。公元前214年，羅馬軍隊開始進攻敘拉古。就在羅馬艦隊逼近敘拉古城時，一些粗梁突然從城墻旁伸出來，撞沉了羅馬的軍艦；一些起重機式的機械從城墻上伸出機械爪，抓住敵艦，掀翻過來。原來，阿基米得多年前造的護城機械發(fā)揮了作用。羅馬海軍遭到沉重打擊，軍團指揮官馬賽拉斯改變戰(zhàn)略，佯裝撤退。

到了晚上，馬賽拉斯派出步兵悄悄逼近城墻，他以為阿基米得的機械無法發(fā)揮作用了。可是，阿基米得早就準(zhǔn)備了投石機等短距離器械，再次打退了羅馬人的進攻。這時，羅馬人一籌莫展，望城興嘆，甚至談虎色變，草木皆兵，一看到城墻上出現(xiàn)繩子或木梁，就以為又是阿基米得開動機器了，驚叫著：“阿基米得來了！阿基米得來了！”抱頭鼠竄。

馬賽拉斯不能取勝，只好采用長期圍困的辦法，這樣整整過了兩年，到公元前212年才占領(lǐng)了敘拉古。

阿基米得雖然被一個魯莽的羅馬士兵殺死了，但無論是敘拉古人還是羅馬人，都對他懷有深深的敬意。根據(jù)阿基米得生前的愿望，人們在他的墓碑上，刻了一個由圓柱體所包圍的圓球，標(biāo)明其體積比為3:2，以紀(jì)念這一奇妙的發(fā)現(xiàn)。