阿基米德:别弄坏我的圆,一个人对抗一支军队

西西里的天才

阿基米德:别弄坏我的圆,一个人对抗一支军队

公元前287年,阿基米德出生在西西里岛的叙拉古。那时候西西里是希腊人的地盘,叙拉古是岛上最富庶的城邦之一。

阿基米德出身贵族,他爹是个天文学家,家里条件不错。长大以后,他可能去亚历山大里亚留过学——那时候的亚历山大里亚是整个地中海世界的文化中心,图书馆里藏着几十万卷书,各路大神都在那儿扎堆。

不过阿基米德是个异类。别人学数学是为了解决实际问题,或者就是觉得好玩。阿基米德不一样,他玩着玩着就玩出了新高度。

比如说圆周率。那时候大家都知道圆的周长跟直径有关系,但到底是多少倍,没人算得准。阿基米德拿了一个圆,外面画个正多边形,里面再画个正多边形,然后一遍一遍加边数。加到九十六边形的时候,他算出来了——圆周率介于3又10/71和3又1/7之间。

这个精度,在当时是天花板级别的。

再比如说球和圆柱。他证明了球的体积是外切圆柱体积的三分之二,表面积也是三分之二。这个发现让他得意了一辈子,遗嘱里专门交代,墓碑上就刻一个球内切于圆柱的图形。

他还研究抛物线,算弓形面积。方法是把弓形切成无数个小三角形,然后加起来。这套思路,跟后来的微积分几乎一模一样。差一步,他就发明微积分了。

就差一步。

你想想,两千多年前,一个人坐在海边的石头上,拿着木棍在沙地上画图,脑子里琢磨的是无限分割、极限这些概念。这脑子是怎么长的?

洗澡洗出的定律

阿基米德最出名的故事,就是洗澡。

叙拉古的国王希罗二世,让人打了一顶纯金的王冠。打完之后,国王怀疑工匠偷了黄金,掺了银子进去。但是王冠重量跟给的黄金一样,怎么证明里面掺假了呢?

国王把这个难题丢给了阿基米德。

阿基米德想了好几天,没想出来。直到有一天他去洗澡,脱了衣服往澡盆里一坐,水"哗啦"一下溢出来了。

他盯着溢出的水,突然灵光一闪——同样重量的黄金和白银,体积不一样,排开的水量也不一样啊!

他激动得连衣服都忘了穿,光着身子就冲了出去,一边跑一边喊:"尤里卡!尤里卡!"

"尤里卡"是希腊语,意思是"我找到了"。

后来这句话成了全世界科学家的接头暗号。

这就是浮力定律的由来:浸在液体里的物体受到的浮力,等于它排开的液体的重量。

当然了,这个故事是真是假不好说。但浮力定律确实是阿基米德发现的,而且他还用这个原理解决了国王的难题——把王冠和同等重量的纯金分别放进水里,看哪个排出来的水多,结果王冠排出来的水更多,说明体积更大,确实掺了假。

工匠被抓了现行。

除了浮力,阿基米德最厉害的成就是杠杆原理。他说过一句狂到没边的话:"给我一个支点,我能撬动地球。"

这话当然是吹牛,但是原理没错。杠杆、滑轮、斜面,这些简单机械的原理,阿基米德研究得透透的。

据说他曾经给国王表演过,用一套滑轮装置,一个人就把一艘装满货物的大船从海里拉上了岸。国王看得目瞪口呆。

一个人对抗一支军队

如果阿基米德只是搞搞理论,那他跟其他数学家也没太大区别。但这个人牛就牛在,他能把理论变成武器。

公元前214年,第二次布匿战争打得正热闹。罗马人盯上了叙拉古,派了一支舰队过来,打算把这座城拿下。

叙拉古只是个小城邦,跟罗马比起来根本不是一个量级的。但是城里有阿基米德。

七十多岁的阿基米德,亲自设计了一大堆守城武器。

投石机,能把几百斤的大石头抛出去,砸得罗马战船千疮百孔。

起重机,带着大铁钩子,敌船一靠近,"哐当"一下钩住船头,往上一吊,整条船都能掀翻。

最神的是聚光镜。据说他让全城的人拿着铜镜,排成一排,把阳光聚焦到罗马战船上,温度一高,船帆自己就烧起来了。罗马人远远看见城墙上一片金光,吓得魂都没了。

罗马士兵被折磨得快疯了。他们说,只要城墙上露出一根绳子、一块木头,我们就得赶紧跑,阿基米德又想出什么新玩意儿来整我们了。

罗马统帅马塞勒斯苦笑着说:"我们是在跟一个百手巨人打仗啊。"

就这么着,阿基米德一个人,靠着数学和物理,硬是拖住了整支罗马军队,守了叙拉古城将近三年。

这听起来像神话,但史书上就是这么写的。

别弄坏我的圆

公元前212年,叙拉古还是破了。

不是罗马人打进来的,是城里有人趁过节的时候放松了警惕,偷偷开了城门。

罗马士兵冲进城的时候,阿基米德在干嘛呢?他蹲在地上,对着沙地上画的几何图形发呆,完全没听见外面的喊杀声。

一个罗马士兵冲进来,脚踩在了他画的图上。

阿基米德抬起头,很生气地说了一句:"别弄坏我的圆!"

士兵一听,你谁啊?敢跟我这么说话?

一刀下去,阿基米德就死了。

一代科学巨匠,死在一个无名小卒手里。

那一年,他七十五岁。

马塞勒斯知道以后非常惋惜。他本来下令不准伤害阿基米德的,结果还是晚了一步。他找到阿基米德的家人,厚葬了这位老人,并且按照他的遗愿,在墓碑上刻了球内切于圆柱的图形。

后来很多年过去了,有个罗马人来叙拉古旅游,想找阿基米德的墓,找了半天没找着。最后在一片杂草丛里发现了那块墓碑,球和圆柱的图案还依稀可辨。

那个人叫西塞罗,是古罗马最有名的演说家。他把墓重新修了修,让后人还能找到这个地方。

阿基米德死了,但他留下来的东西太多了。他写的书,他发现的定律,他发明的机械,影响了后世一代又一代的人。

伽利略说他是"超人",达芬奇对他崇拜得五体投地。牛顿说自己站在巨人的肩膀上,那些巨人里,肯定有阿基米德一个。

古代最聪明的大脑,最后死在一个普通士兵的刀下。但是刀能砍断脖子,砍不断思想。

两千多年过去了,我们洗澡的时候,船浮在水面的时候,用撬棍撬东西的时候,其实都在跟阿基米德打招呼。

那个蹲在沙地上画圆的老人,从来没真正离开过。