世界名人史 第29章 科学之光阿基米德

在古希腊文明如日中天的时代，叙拉古这座海滨城市，于公元前287年迎来了阿基米德的诞生。他出身贵族，父亲是天文学家，家中藏书丰富，墙上挂满了星图。阿基米德自幼便浸润在浓厚学术氛围中，耳濡目染，对自然科学的热爱在心底深深扎根。

孩提时，阿基米德常漫步于叙拉古的港口，那里商船云集，工人忙碌。他好奇为何有些器械能轻松搬运重物，便整日守在一旁观察，还尝试用树枝和石子模仿搭建。

“爸爸，为什么这个大木头能把那么重的箱子撬起来呀？”阿基米德拽着父亲的衣角，满脸疑惑地问道。

父亲微笑着摸摸他的头，耐心解释道：“孩子，这是因为一种叫杠杆的原理，它能让我们用较小的力移动较重的物体。不过这原理可不简单，等你长大学习更多知识就明白了。”

阿基米德眨着明亮的眼睛，紧紧握住小拳头，坚定地说：“我一定要弄明白。”回到家中，他迫不及待地翻出母亲的织布机部件和父亲的秤砣，在院子里捣鼓起自己的小实验。

母亲看到后，无奈地嗔怪道：“阿基米德，你又把这些东西弄得乱七八糟，这织布机还要用呢！”

阿基米德赶忙跑过去，抱住母亲的腿，撒娇道：“妈妈，我就想看看能不能像港口的大木头一样撬动东西，您别生气嘛。”

母亲看着他那认真的模样，忍不住笑了，轻轻点了点他的鼻子说：“好吧，不过你用完可得收拾好。”阿基米德连连点头，一转身又沉浸在自己的小实验中，探索热情丝毫不减。

随着年龄增长，阿基米德对知识的渴望愈发强烈。家人将他送往埃及亚历山大城求学，那里汇聚了各地学者与知识。在亚历山大图书馆，他如鱼得水，从泰勒斯的哲学思想到毕达哥拉斯的数学理论，不放过任何典籍。他不仅满足于阅读，还常与学者们辩论，在激烈思想碰撞中完善自己的认知。

在一次关于圆锥体体积计算的讨论中，阿基米德站起身，自信满满地说：“我认为圆锥体体积应该是与它等底等高圆柱体体积的三分之一，通过我一系列的推导和实验，是可以证明这一点的。”

一位年长的学者皱着眉头，略带怀疑地质疑道：“年轻人，你的想法虽新颖，但数学需要严谨的论证，可不是轻易能下结论的。你可得想清楚再说。”

阿基米德从容地回应：“老师，我愿意详细阐述我的推导过程，相信您听完会认同我的观点。”随后，他拿起一根炭笔，在石板上一边画图一边讲解，从基本原理到复杂推导，逻辑严密。

他边画边说：“您看，我们先从这个简单的图形入手，假设圆柱体的底面半径为r，高为h，通过切割、拼接等方法……”

在场学者们起初还面露怀疑，交头接耳地小声议论，随着阿基米德的讲解深入，他们的表情逐渐转为惊叹，不由自主地安静下来。最终，众人纷纷点头，对他的观点表示认可。

一位学者赞叹道：“阿基米德，你真是后生可畏啊！”

阿基米德谦逊地笑了笑说：“这离不开各位老师和前辈的教导，我只是做了一些探索。”从此，阿基米德在亚历山大城崭露头角。

学成归乡后，阿基米德全身心投入研究。在数学领域，他决心完善欧多克斯穷竭法。狭小书房里，他用自制的简陋量具测量图形，从清晨到深夜，废寝忘食。确定圆周率近似值时，他以惊人毅力用圆内接和外切正多边形逼近圆。每增加边数，计算量剧增，他的手因长时间书写磨出茧子，眼睛布满血丝，但他毫不退缩。

助手看着疲惫的阿基米德，满脸心疼地劝道：“先生，您休息一下吧，这样没日没夜地计算，身体会吃不消的。您要是累垮了，后续的研究可怎么办呢？”

阿基米德头也不抬，一边奋笔疾书一边坚定地说：“再坚持一下，我感觉离精确的数值越来越近了，不能半途而废。数学的真理往往就在这再坚持一下的努力之中。”

为了计算更精确，阿基米德不仅手动计算，还制作了简单的计数工具辅助。他喃喃自语：“多增加一条边，就更接近圆的真实周长了，继续……”经过无数次计算，他得出圆周率在3\\frac{10}{71}和3\\frac{1}{7}之间，这一成果在当时无比精确。证明圆面积公式时，他在沙地上画满图形，反复比划论证，饿了啃一口面包，渴了喝一口凉水，沉浸其中，浑然不觉时间流逝。

终于，他兴奋地跳起来，对助手喊道：“我成功了！圆面积确实等于以圆周长为底、半径为高的正三角形面积。你看，通过这些图形的转换和计算，完全可以证明。”助手也激动地欢呼起来，为他的成就感到由衷高兴。

阿基米德兴奋之余，立刻将这一成果整理记录，他对助手说：“这可是重要的发现，一定要准确记录下来，让更多人能了解数学的奇妙。”

在物理研究上，阿基米德对杠杆原理的探索从未停止。他在家中院子搭建各种杠杆装置，用不同重量物体实验。为找到杠杆省力的最佳比例，他不断调整支点位置、改变杠杆长度，详细记录每次实验数据。他的院子堆满实验器材，旁人不解，他却乐在其中。

邻居路过，一脸好奇地问：“阿基米德，你整天摆弄这些奇怪的东西，到底有什么用啊？我看你天天忙得不亦乐乎，可这些东西看起来也没什么特别的呀。”

阿基米德笑着解释：“这些看似奇怪的东西，蕴含着巨大的力量，以后人们搬运重物就会轻松很多啦。来，我给你演示一下。”说着，阿基米德邀请邻居参与一个小实验。他让邻居帮忙把一块沉重的石头放在杠杆一端，然后调整支点位置，递给邻居一根杠杆，说：“你试试看，轻轻用力压这一端。”

邻居半信半疑地照做，没想到竟轻松抬起了那块原本沉重的石头，邻居惊讶得合不拢嘴，兴奋地说：“哇，这太神奇了！阿基米德，你是怎么做到的？”

阿基米德耐心解释道：“这就是杠杆原理，合理利用它，就能省力。”邻居恍然大悟，对阿基米德佩服得五体投地。

经过长期研究，他发现杠杆原理，为验证其威力，他在港口进行演示。那天，众多市民和水手围观，阿基米德将精心设计的滑轮组和杠杆连接到装满货物的大船。他握住绳索，轻轻用力，大船缓缓移动。人群先是惊愕得鸦雀无声，随后爆发出热烈的欢呼声。阿基米德自豪宣称：“给我一个支点，我就能撬动地球！”

一个水手钦佩地喊道：“阿基米德，你简直太神奇了！这要是以后都用这种方法搬运货物，那可省事多了。”

阿基米德微笑着回应：“这就是科学的力量。大家可以根据这个原理，制造更多实用的工具。”

此后，港口的工人们开始运用杠杆原理制造新的搬运工具，大大提高了工作效率。

工头找到阿基米德，感激地说：“阿基米德，你这可帮了我们大忙，现在货物搬运轻松多了，大家都很感谢你。”

阿基米德笑着说：“能帮到大家就好，希望大家在工作中多思考，说不定还能发现更多有用的东西。”

浮力定律的发现源于叙拉古赫农王的难题。国王让工匠打造纯金王冠，怀疑工匠掺假，却不能破坏王冠。阿基米德绞尽脑汁，吃饭、走路都在思考。

国王召见阿基米德，忧心忡忡地说：“阿基米德，这王冠关乎工匠的诚信，也关乎我的尊严，你一定要帮我找出真相。要是这王冠真有问题，我绝不能放过那个工匠。”

阿基米德坚定地回答：“陛下，请您放心，我定会全力以赴。我会用科学的方法揭开这个谜团。”

那几日，阿基米德茶不思饭不想，在实验室里尝试各种方法。他对着王冠左看右看，喃喃自语：“到底该怎么判断呢？一定有办法的……”一天，他疲惫走进浴室，踏入浴盆瞬间，水溢出，身体变轻。他灵光一闪，兴奋得赤身**跑上街高呼“尤里卡”。

回到家中，他用各种物体反复实验，精确测量排水量与物体重量关系。他在实验室日夜忙碌，桌上摆满实验记录。

助手疑惑地问：“先生，为什么物体放入水中会有不同的排水量呢？我怎么想都不太明白。”

阿基米德耐心解释：“这其中的奥秘就在于浮力，物体所受浮力等于它排开液体的重量，通过这个原理，我们就能判断王冠是否掺假。你看，比如这块金子和这块银子，同样大小，放入水中，排水量却不同，因为它们密度不同……”

为了让助手更明白，阿基米德用不同材质、相同重量的物体做实验展示。最终，他总结出浮力定律，成功鉴别王冠真伪，让国王对他的智慧赞叹不已。国王不仅赏赐了他，还将这一发现昭告全国，阿基米德的名声更加远扬。

国王高兴地对阿基米德说：“阿基米德，你真是我国的骄傲，你的智慧让那些心怀不轨的人无所遁形。”

阿基米德恭敬地回答：“陛下过奖了，这是科学的力量，我只是有幸发现了它。”

在埃及游历期间，阿基米德看到农民用尼罗河水灌溉艰难，决心发明省力工具。他深入田间，观察农民提水过程，与他们交流。

阿基米德关切地问一位农民：“大伯，这样提水是不是很辛苦？我看您忙了半天，灌溉的地却没多少。”

农民擦了擦额头豆大的汗珠，无奈地叹了口气说：“是啊，一天下来，腰酸背痛，这尼罗河水就在眼前，可提水却这么费劲。要是能有个省力的法子就好了。”

阿基米德暗暗下定决心要改变这一现状。他回到住所，开始设计，画了无数草图，尝试不同结构。他制作模型实验，不断改进。经过无数次失败，他终于发明螺旋扬水器。他带着装置到农田演示，转动螺杆，水缓缓从低处流向高处。农民们起初怀疑，看到水流涌出，纷纷围过来，对这一发明赞不绝口。

一位农民激动地说：“阿基米德先生，您可真是帮了我们大忙啊！这东西要是能用起来，我们就轻松多了。”

阿基米德笑着回答：“能帮到大家就好，希望它能让你们的劳作轻松些。我来教大家怎么使用和维护它。”

阿基米德还耐心地教农民们如何根据不同的地形和水流调整螺旋扬水器的角度和转速。从此，“阿基米德螺旋”在埃及广泛使用，极大减轻农民负担。

一些农民还根据实际情况对螺旋扬水器进行了小改进，阿基米德得知后，亲自来到农田，与他们一起探讨，进一步完善了这一发明。

农民们感激地说：“阿基米德先生，您不仅发明了这么好的东西，还这么关心我们的使用情况，您真是大好人。”

阿基米德笑着说：“大家的实践经验也能帮助我改进发明，我们是互相帮助嘛。”

然而，和平被打破。公元前214年，古罗马名将马塞勒斯率大军进攻叙拉古。阿基米德挺身而出，投入保卫祖国战斗。他在工坊日夜忙碌，与工匠们打造军事器械。

工匠担忧地说：“阿基米德先生，罗马军队强大，我们这些器械真能抵挡吗？我心里还是有点没底。”

阿基米德拍了拍工匠的肩膀，坚定地说：“我们的智慧就是最强大的武器，只要我们齐心协力，一定能保卫叙拉古。你看，我们设计的投石机，经过多次试验，已经能精准地投射石块，给敌人造成巨大威胁。还有那起重机，一定能让罗马军队见识到我们的厉害。”

他亲自设计投石机，精确计算投石角度、力度和石块重量。为了让投石机更精准，他在工坊附近的空地上进行多次试验，不断调整参数。每次试验时，他都仔细观察投石机的发射情况，对工匠们说：“这次角度稍微再调整一点，力度可以再加大一些，我们要做到一击即中。”

他还研究出利用镜子反射阳光烧毁敌船的方法，组织城中妇女儿童收集铜镜，在城墙上排开。

他对大家说：“大家听我指挥，等罗马战船靠近，我们一起调整镜子角度，让阳光聚焦在敌船上，把他们的船烧个精光。”

当罗马战船靠近，他指挥众人调整镜子角度，阳光聚焦在敌船上，瞬间燃起大火。罗马士兵惊慌失措，被这神奇一幕吓得胆战心惊。他发明的起重机可将敌舰举到高处再摔下，给罗马军队造成巨大损失，久攻不下。马塞勒斯将军不得不改变战术，对叙拉古进行长期围困。

在围困期间，阿基米德鼓励大家：“罗马军队想困死我们，但我们不会屈服。我们有智慧，有勇气，一定能坚守到最后。大家再坚持坚持，胜利一定属于我们。”

公元前212年，叙拉古因叛徒出卖和粮食耗尽沦陷。当时，阿基米德在院子里专注研究几何图形。罗马士兵闯入，他愤怒呵斥：“别碰我的圆！”野蛮士兵却举剑刺向他。

这位伟大科学家倒在沙地上，手中紧握着绘图树枝，身旁是未完成的图形……