欢迎您访问科普小知识本站旨在为大家提供日常生活中常见的科普小知识,以及科普文章!
您现在的位置是:首页  > 教育教学

还记得那个可以撬起地球的阿基米德吗?

科普小知识2022-07-12 14:43:25
...

今天数学家的小故事是关于阿基米德的,他是古希腊伟大的百科全书式的科学家。“给我一个支点,我可以撬开整个地球”这句话一直流传到今天。阿基米德一生都在为科学的发展贡献自己的力量。今天,极客数学组的数学家将告诉你一个关于阿基米德的故事。

阿基米德(公元前287-212),古希腊伟大的哲学家、百科全书式的科学家、数学家、物理学家、机械师,静态力学和流体静力学的创始人,享有“力学之父”的美称。阿基米德、高斯和牛顿被列为世界三大数学家。阿基米德曾经说过:“给我一个支点,我就能撬开整个地球。”

阿基米德出生在希腊西西里岛锡拉丘兹附近的一个小村庄。他出生在一个贵族家庭,与锡拉丘兹国王赫南有亲戚关系。他的家庭非常富有。阿基米德的父亲是一位天文学家和数学家,知识渊博,为人谦逊。阿基米德的意思是伟大的思想家。受家庭影响,阿基米德从小就对数学、天文学,尤其是古希腊的几何感兴趣。

阿基米德在亚历山大与许多著名的数学家一起学习,包括著名的几何大师——欧几里德。欧几里德·阿基米德在这里学习和生活了许多年。他吸收了东方和古希腊的优秀文化遗产,对他后来的科学生涯产生了巨大的影响,为阿基米德将来从事科学研究奠定了基础。

阿基米德在数学上有辉煌的成就,尤其是在几何方面。

阿基米德给出了许多方法来寻找几何图形的重心,包括由抛物线和它的净平行线围成的图形的重心。阿基米德证明了物体在液体中的浮力等于它所排开的液体的重量。这个结果后来被称为阿基米德原理。他还给出了一个在液体中漂浮的正抛物旋转体的平衡稳定性的判据。阿基米德还用连续除法计算椭球体、旋转射弹等的体积。这种方法具有积分计算的雏形。

阿基米德的数学思想包含微积分。阿基米德的方法论已经“非常接近现代微积分”。数学中有一项关于“无限”的高级研究。整篇文章都是关于如何在物理中应用数学模型。

他所缺乏的是没有极限的概念,但他思想的精髓延伸到了17世纪趋于成熟的无穷小分析领域,预示着微积分的诞生。

阿基米德有效地利用了欧几里得的到达概念。他用“近似法”计算球体面积、球体体积、抛物线和椭圆面积。后来的数学家发展了基于这种“近似方法”的现代“微积分”。阿基米德还用截圆法发现π值在3.14163和3.14286之间。

此外,他计算出球体的表面积是其内接的最大圆面积的四倍,并推断出内接球体的体积是圆柱体体积的三分之二。这个定理被刻在他的墓碑上。

阿基米德研究了螺旋曲线的性质。当前的“阿基米德螺旋”曲线是在他的记忆中命名的。此外,他在《桑德斯》一书中创造了一套记忆大数的方法,并简化了计数方式。

阿基米德的几何著作是希腊数学的顶峰。他将欧几里得严格的推理方法与柏拉图生动丰富的想象力和谐地结合起来,达到了完美和完美的境界,从而“使开普勒、卡瓦列里、费马、牛顿、莱布尼茨等人不断培育的微积分日益完美”。

阿基米德的小故事

巧测牙冠

国王做了一顶金冠。他怀疑工匠用一些黄金换了一些银,并要求阿基米德核实它是否由纯金制成,并且不要损坏王冠。阿基米德拿着王冠,整天苦思冥想。一天,阿基米德去浴室洗澡。他走进浴缸。当他把自己浸入浴缸时,一部分水从浴缸的侧面溢出。阿基米德看到了这一现象,一道闪电闪过他的脑海。“我找到了!”。

阿基米德取出一块相同重量的金子和一块银子,分别放入装满水的容器中。他发现银吸干了更多的水。所以阿基米德拿起和王冠一样重的金块,把它放进一个装满水的容器里,测量排出的水量。然后把表冠放入装满水的容器中,看看排出的水量是否相同,问题就解决了。随着研究的深入,流体力学最重要的基石阿基米德原理诞生了。

大船巧妙地驶入大海。

阿基米德曾经说过:“给我一个支点,我就能举起地球!”

当锡拉丘兹国王听到这个消息时,他对阿基米德说:“以宙斯的誓言(宙斯是希腊神话中众神之王,掌管天空、雷电、电和雨),你说的真奇怪,阿基米德!”阿基米德向国王解释杠杆的特性后,国王说:“我们能在哪里找到支点来举起地球?”

“没有这样的支点。”阿基米德回答道。

"那就不可能让人们相信力学的力量了?"国王说。

“不,不,你误会了,陛下,我可以给你其他的例子。”阿基米德说。

国王说:“你太自负了!你可以为我推同样重的东西,这取决于你说什么。”当时,国王遇到了一个难题,那就是,他为埃及国王建造了一艘大船。船造好后,整个锡拉丘兹城都被动员起来,不能被推进水中。阿基米德说,“好吧,让我为你推这艘船。”

阿基米德离开国王后,他利用杠杆和滑轮的机制设计并制造了一套精巧的机器。一切准备就绪后,阿基米德邀请国王观看轮船下水。他把一根粗绳子的末端递给国王,并请他轻轻地拉它。大船立刻慢慢移动,平稳地滑入水中。国王和他的大臣们惊讶地看到这样一个奇迹,好像他们在玩魔术。因此,阿基米德说服了国王,并向全国发出通知:“从现在开始,无论阿基米德说什么,他都必须得到信任……”

阿基米德在数学和物理方面的成就为人类社会的进步做出了巨大贡献。这位伟人正在计算他生命的尽头。这种精神值得学习到今天。