中小学生课外阅读世界科技全景百卷书物理学家1-64.docx

物理学家阿基米德充满知识的环境西西里真是一座宝岛得天独厚的地理位置，使它成了海上要塞它是地中海的咽喉，沟通欧、亚、非三洲，因此，也就成为古罗马和古希腊的必争之地二千多年前的叙拉古，是古希腊的殖民地，它的北面是古罗马城邦，离希腊本土却很远在宜人的地中海海风的滋润下，它美丽、富饶许多冒险家、航海家、商人都愿意到这里，看一看宝岛的绮丽风光；做些买进卖出的交易，各得其所叙拉古的港口每天都很拥挤，云集着四面八方的船只，五花八门的货物堆满了码头穿着各式服装、说着不同语言的人们凑在一起，比比划划，大声交谈他们各显神通，开辟了一个个市场，进行贸易交流经济上空前繁荣的叙拉古，在观念上也不断翻新贸易的往来和文化的交流，使古希腊成了人类文明的摇篮之一古希腊人知道哲学、几何学，他们计算出地球赤道的周长，知道地球自 转一周要 24 小时，甚至坚信万物是由原子构成的，原子是在空间里运动着的 极微小的粒子，等等阿基米德就出生在这样一个充满知识和思考的时代父亲菲迪阿斯，是个天文学家兼数学家一辈子研究地球、太阳、月亮的关系，他用极为简陋的仪器计算太阳和月球的距离，十分严谨、认真阿基米德的诞生，给这位天文学家带来无比的喜悦。

他按照习俗，在婴儿身上抹上油，抱在手上沿着屋子跑了三圈，并将一支橄榄插在门楣，向全城宣告：菲迪阿斯有了儿子！菲迪阿斯发誓，一定要把儿了培养成真正的希腊人希腊人以聪明、智慧自豪他要让阿基米德拥有人类最宝贵的财富——知识小时候的阿基米德爱听故事，奴隶们用最生动的语言，讲述伊索寓言，讲解荷马史诗知识性和趣味性交织在一起，极大地增强了他的想象力他喜欢听别人讲，也喜欢听别人争，争论的问题大都听不懂，不过看到大人们像小孩子那样争个不休，是饶有趣味的叙拉古的人几乎人人爱争，争论问题，当然最主要的是“人类的少年时期”面临的问题太多了开始是要急需解决问题，后来就把争论当做乐趣来享受大人争论的时候，也让小孩子听，因为他们认为，不会思考就不会有问题争，而小孩子首先要学会思考他们已经意识到脑袋瓜越用越灵小阿基米德常常站在大人堆里听他们希奇古怪的话，他把这种活动当做游戏菲迪阿斯也常常把儿子带到工作室去，把他抱在凳子上，让他通过仪器观察浩森的星海深邃的夜空，高深莫测的天穹，给阿基米德留下了深刻的印象到了上学的年龄，菲迪阿斯把儿子送到一位很有学问的老师那里老师把孩子们集合在一起，在铺平的沙子上，用树枝写写画画，教他们认非常难认的希腊字母，或者作算术。

有时老师发给他们每人一把刻刀，在涂有蜡的木板上学刻字，刻得七歪八斜之后，又在火上熔化，接下去又刻要不就用芦苇笔，蘸上树脂和油烟做的墨水，在一些植物的叶子上写字晴天，阿基米德就和小朋友一起，在空地上练习；下雨就沿着墙根坐一圈希腊字母和数字都混在一起，分辨十分困难，孩子们学得相当吃力阿基米德学得很卖劲，不久就掌握了字母和运算随着知识的加深，阿基米德长成了一个少年他依然像小时候那样，喜欢到港口逛逛，听听别人争论这对他就能听得懂一些问题，而且自己对问题也有了看法当双方争得相持不下时，他也会参加进去，支待一方的观点，另一方失去平衡也就赞同对方了有时阿基术德的观点和双方都不一样，他也敢大胆讲出来，因为他的看法都是经过深思熟虑后提出的，所以常常使别人折服他喜欢观察事物，重视一切现象，每天都有许多疑点在脑子里转悠有时会迸发出一两个新思想，他就迅速记下来，进行分析、演算、验证大船为什么会浮起来？船帆为什么要做成弧形？船头为什么是尖尖的？有许多问题在叙拉古找不出答案，阿基米德感到焦灼他经常听到远航的人说到亚历山大，说那儿有第一流的科学家、学者到亚历山大去！阿基米德朝思暮想，夜不能寐亚历山大怎么具有这么大的吸引力呢？原来，位于尼罗河河口的亚历山大，是埃及最大的海港，因亚历山大帝兴建而得名。

它是地中海东部政治、经济、文化的中心，古埃及托勒密王国 的首都托勒密在这里兴建了当时世界上最大的图书馆，藏书量达 70 万卷以 上他还创办博物院，为从事科学研究的学者准备了良好的实验室；有关科 研的一切费用由国家支付这样，许多不同国度的科学家都来到这里，专心 致志地从事他们的研究阿基米德一天也不能等待，他要远航，要去寻找解决问题的钥匙每天他都到码头上去，打听风向、风力，找海员聊天，央求船长带他出 航求知的欲望使他锲而不舍终于依靠与国王亥厄洛的亲戚关系，11 岁的 阿基米德登上了一条开往亚历山大的船白帆升上了船桅，水手们解开了缆绳阿基米德的心在“砰砰”地跳动，叙拉古向后退去，阿基米德向着知识的海洋前行又一个“阿尔法”坐落在托勒密王宫花园里的亚历山大博物院，风景如画，花木繁茂，在姹紫嫣红的花坛和喷珠吐玉的喷水池之间，点缀着造型典雅的研究院、图书馆等建筑这里，在宁静的林荫道，或者碧波涟涟的湖畔，时时可以看到三三两两的学者，他们或独自沉思，或热烈交谈，到处弥漫着浓郁的学术气氛这座当时世界著名的学术中心，荟萃了来自各地的著名学者被称为“几何学之父”的伟大数学家欧几里得，曾经在这里开办自己的学校，讲述他的著作《几何学原理》，培养了一批通晓几何学的数学家。

人们由衷地钦佩欧几里得的才华，说他像魔术师一样，能够把苍天和大地任意变成复杂的图案，令人不可思议阿基米德来到亚历山大，很幸运地成了欧几里得的弟子埃拉托色尼和卡 诺恩的学生，向他们学习数学、天文学和力学欧几里得大约是在公元前 275 年逝世的，他的学生和学生的学生一代代继续他的事业，并不断完善和发展很快，阿基米德在几何学的海洋中遨游自如了他整天都在画各种各样的几何图形，研究它们之间的联系、区别，找出带有规律性的东西有时睡觉醒来，就用手指头在肚皮上画，他入迷了学习很紧张，每天都要看很多书，做深奥的演算阿基米德和埃拉托色尼疲倦时，偶尔也去玩一玩有时他们到大剧院去，听听音乐，欣赏一出喜剧；有时到健身房，活动一下四肢天气晴朗，风和日丽，他们则兴致勃勃地去浏览尼罗河风光乘着木船顺流而下，温柔的风吹开了他们的衣襟，清新的空气驱散了他们的疲劳，两岸茂密的树木、肥沃的农田尽收眼底这样的旅行对阿基米德来说不很多，但在这为数不多的游玩中，他十分留心观察生活中的现象，从而生发出许多联想埃及人一直用尼罗河水灌溉农田，但是河床低，农田地势高，农夫只能用水桶拎水浇地，又吃力又费功夫阿基米德想，有什么好办法代替这种笨体力活呢？想呀想，画出了一张水车的草图。

请您按照这个样子做吧他对木匠说木匠左看右看，看不懂，自言自语地说：“这算什么玩艺呢？”阿基米德只好比比划划，耐心地讲给他听：“呶，这是圆筒，这是螺杆，唔，就是这样 ”木匠只好接下了活几天后，他居然做出来了，阿基米德眯着眼睛看了看，又摇摇手柄，说：“嗯，还行于是，阿基米德就扛起这个怪玩艺儿，一直走到庄稼地里他把螺杆的一头放到河水里，安了手柄的那头放在河岸上轻轻朝一个方向摇动手柄，哈，只见河水“咕噜噜”地从“怪物”的顶端冒出来，连续不断地摇，水就连续不断地流到田地里一个显然不可能的奇迹发生了：水往高处流！农夫们放下水桶，争着来看阿基米德的新发明，既省力又省时间，大大减轻了劳动强度大伙儿当然喜欢这一来，一传十，十传百，螺旋抽水机很快从埃及传到外国人们不仅用它来提水灌溉土地，还用来排积水，扬谷物，扬沙子以后这个机械就被称作为“阿基米德螺旋提水器直到今天，有的地方还在使用它至于飞机、大船的螺旋桨，甚至连小小的螺丝钉，那都是阿基米德螺杆的后代阿基米德的研究并不是凭空想出来的，他总是从生产和生活的实践中发现研究的课题，然后用数学、力学的方法加以抽象的概括，上升到理论，然后再用新的理论去解释自然现象，指导创造发明，因此，阿基米德在许多方面都取得巨大的成就。

比如，当时人们在生活和生产实践中常常和圆形的东西打交道，需要解决计算圆、圆柱、球体等几何图形的面积和体积，这在建筑、造船、丈量土地、制造生活用品时都是经常遇到的古希腊时代，人们总结出直径为一、周长为三的求圆周的方法，但很不精确阿基米德经过研究，计算出圆周率 是 3.1409 至 3.1429 之间，这和我们今天知道的π≈3.1415926 是相当近似 的阿基米德为圆周率π拟定的数据，也被称为“阿基米德数”，当时，它 给人们带来很大的便利阿基米德还是微积分的奠基人他在计算球体、圆柱体和更复杂的立体的体积时，运用逐步近似而求极限的方法，从而奠定了现代微积分计算的基础今天的大学理工科学生，都需要学习阿基米德开创的微积分最有趣的是阿基米德关于体积的发现：一个圆柱体中正好嵌进一个球体（圆柱体的高度和直径相等，恰好嵌入的球体就叫做圆柱体的内接球体）这两件普通的几何模型，充分地漾溢着阿基米德的聪明和才智他把水倒进圆柱体，又把内接球放进去；再把球取出来，量量剩余的水有多少；然后往圆柱体里倒满水，量量圆柱体到底能装多少水这样反复倒来倒去的测试，他发现了这个内接球的体积，恰好等于外包的圆柱体的容量的三分之二。

阿基米德得出一个结论，圆柱体和它内接球体的比例，或两者的相互关 系，是 3∶2他写了许多论述球体和圆柱体的著作，研究各种立体的表面积和体积，以及它们相互间的关系而在圆柱体、圆锥体、金字塔形、球体、立体和平面等等几何形状中，他最偏爱的是圆柱体和它内接圆的特殊关系他为这个不平凡的发现而自豪，他嘱咐后人，将一个有内接球体的圆柱体图案，刻在他的墓碑上作为墓志铭今天，我们所有的立体测量，都是从阿基米德开始的阿基米德惊人的才智，引起了人们的关注和敬佩朋友们称他为“阿尔法”，即一级数学家α——“阿尔法”，是希腊字母中第一个字母）阿基米德作为“阿尔法”，当之无愧杠杆的力量阿基米德在亚历山大城学习归来，回到他的故乡叙拉古，已是公元前 240 年他提任亥厄洛国王的顾问，继续从事他醉心的数学和力学的研究但是 不学无术的亥厄洛国王对阿基米德并不满意，他常常用责备的口吻问阿基米 德：“为什么你的研究只停留在学问的游戏上，而不能解决实际的重大问题？ 你所研究的学问到底对实际生活有什么利益？”有一次，国王又说：“要你实际表演，不要空洞的理论 ”这时，一向谦恭的阿基米德望着国王说：“陛下，给我一个支点，我可以举起地球！”“开什么玩笑，到哪里去找一个支点能把地球举起来呢？你倒是说呀！”国王很不高兴。

这样的支点是没有的阿基米德说那不就得了！”国王说，“要叫人信服力学的威力，怎么可能呢？”阿基米德这时向国王鞠了一躬，“不，陛下，你误会了！”他郑重其事地说，“我能够用实例来证明我的观点 ”“好呀，我倒要看看你是怎样证明的 ”。