阿基米德,生于公元前287年,逝于公元前212年,是古希腊的杰出哲学家、科学家、数学家及物理学家。他被誉为“力学之父”,与高斯、牛顿并列为世界数学史上的三大巨匠。
阿基米德诞生于希腊西西里岛叙拉古附近的一个小村庄内,身为贵族的他,家庭背景深厚且学识渊博。其父为天文学及数学家,阿基米德自幼便对数学及天文学,尤其是古希腊的几何学产生了浓厚兴趣。
阿基米德曾在亚历山大跟随多位著名数学家学习,包括欧几里得等几何学大师。他在学习和生活多年间,不仅吸纳了东西方的文化遗产,更为其后的科学研究奠定了基础。
在数学领域,阿基米德成就非凡,特别是在几何学方面。他提出了多种求几何图形重心的方法,并证明了物体在液体中所受浮力与其排开液体的重量相等,这一原理后世称之为“阿基米德原理”。
阿基米德的数学思想中蕴含了微积分的萌芽。他的《方法论》已“十分接近现代微积分”,其中涉及对“无穷”的深入研究,并将数学模型应用于物理问题。
尽管阿基米德未明确提出极限概念,但其思想却为17世纪趋于成熟的无穷小分析领域提供了启示,预示了微积分的诞生。
阿基米德有效运用了欧几里得提出的趋近观念,以“逼近法”计算了球面积、球体积、抛物线及椭圆面积。此法后经数学家发展,形成了近代的“微积分”。他还通过割圆法得出π的值位于3.14163与3.14286之间。
阿基米德还研究了螺旋形曲线的性质,现今的“阿基米德螺线”即以他的名字命名。他在《数沙者》一书中创建了一套记大数的方法,使记数更为简便。
阿基米德的几何著作代表了希腊数学的巅峰。他将欧几里得严格的推理与柏拉图的丰富想象相结合,达到了至善至美的境界。他的工作为后续的微积分发展奠定了基础。
链接:阿基米德的小故事
巧测
国工制造了一顶金王冠,怀疑掺杂了银子。于是请阿基米德鉴定其纯度,且不可损坏王冠。阿基德在沐浴时观察到水位变化的现象,得到启发。他利用等价置换原理,通过比较金块与王冠在水中的水量,最终确定王冠的纯度。
这一发现进一步促成了流体力学的重要基石——阿基米德定律的诞生。
大船巧入海
阿基米德虽未真正举起地球,但他的杠杆原理展示了力的神奇。当叙拉古国王听到他的豪言壮语后,阿基米德解释了杠杆的特性。尽管国王无法找到将地球抬离地面的支点,但阿基米德利用其深厚的力学知识成功推动了无法移动的大船下水。
国王亲眼见证了阿基米德的巧妙设计及精妙操作后,对阿基米德的智慧深感佩服。