阿基米德：传记，贡献和发明 - 科学 - 2025

锡拉库扎的阿基米德（公元前287年-公元前212年）是来自西西里岛古城锡拉库扎的希腊数学家，物理学家，发明家，工程师和天文学家。他最杰出的贡献是阿基米德原理，精疲力竭方法的开发，机械方法或第一个天文馆的创建。

他目前与欧几里得和阿波罗尼乌斯一起被认为是古代数学中最重要的三个人物之一，因为他们的贡献意味着当时在微积分，物理学，几何学和天文学领域的重要科学进步。反过来，这使他成为人类历史上最杰出的科学家之一。

尽管几乎不了解他的个人生活的详细信息-并且这些已知信息的可靠性令人怀疑-但由于一系列有关他的工作和成就的信件被保存至今，他的贡献而闻名。与他与当时的朋友和其他数学家保持多年联系的信件。

阿基米德在他的时代以他的发明而闻名，引起了他同时代人的极大关注，部分原因是它们被用作成功地阻止罗马人大量入侵的战争工具。

但是，据说他声称唯一真正重要的是数学，而他的发明仅仅是应用几何学爱好的产物。在后代，他的纯数学作品比他的发明更受赞赏。

传

锡拉丘兹的阿基米德出生于公元前287年。尽管可以说他出生于锡拉丘兹市（Syracuse），但至今尚无太多有关他的信息。锡拉丘兹市如今是意大利的西西里岛主要海港。

当时，锡拉库扎是组成所谓的麦格纳·格拉西亚（Magna Graecia）的城市之一，该地区是希腊移民到意大利半岛南部和西西里岛居住的地方。

没有关于阿基米德母亲的具体数据。关于父亲，众所周知，这被称为菲迪亚斯，他致力于天文学。由于阿基米德写了《沙计数器》一书的片段，他提到了父亲的这一信息，他提到了父亲的名字。

赫拉克利德斯是希腊哲学家和天文学家，他是阿基米德的亲密朋友，甚至撰写了关于他的传记。但是，该文档尚未保存，因此其中包含的所有信息都是未知的。

另一方面，历史学家，哲学家和传记作家普鲁塔克（Plutarch）在他的《平行生活》一书中指出，阿基米德与公元前265年在锡拉丘兹（Syracuse）统治的暴君希耶罗二世（Hiero II）有血缘关系。

训练

由于关于阿基米德的信息很少，因此不确定他是从哪里获得第一培训的。

但是，各种各样的史学家断定，阿基米德极有可能在亚历山大（Alexandria）学习，亚历山大是该地区最重要的希腊文化和教学中心。

希腊历史学家狄奥多罗斯·西库斯（Diodorus Siculus）提供的信息支持了这一假设，他表示阿基米德很可能是在亚历山大学习的。

另外，在他的许多作品中，阿基米德本人都提到了当时工作集中在亚历山大的其他科学家，因此可以认为它实际上是在那个城市发展的。

据信与阿基米德在亚历山大有过互动的一些人物是地理学家，数学家和天文学家Cyrene的Eratosthenesnes，以及数学家和天文学家Conon de Sanos。

家庭动机

另一方面，阿基米德的父亲是天文学家这一事实可能对他后来表现出的倾向产生了显着影响，因为从小到大，这种倾向对科学。

在亚历山德里亚逗留之后，估计阿基米德回到了锡拉库扎。

科学工作

回到锡拉丘兹之后，阿基米德开始设计不同的手工艺品，很快就使他在这座城市的居民中倍受青睐。在此期间，他完全致力于科学工作，产生了各种发明，并在他的时代之前就推导出了各种数学概念。

例如，通过研究实心曲线和平面图形的特征​​，他提出了与积分和微积分有关的概念，这些概念后来得到发展。

同样，阿基米德是谁定义与球相关的体积对应于包含该球的圆柱体大小的两倍的人，并且他是根据对杠杆定律的发现发明复合滑轮的。

锡拉丘兹的冲突

公元前213年，罗马士兵进入锡拉丘兹市并包围其定居者，以使他们投降。

在第二次布匿战争中，这一行动是由希腊军事和政治人物马可·克劳迪奥·马塞洛（Marco Claudio Marcelo）领导的。后来，它被征服了锡拉丘兹，因此被称为罗马之剑。

在这场持续了两年的冲突中，锡拉丘兹的居民以勇气和残暴与罗马人作战，阿基米德发挥了非常重要的作用，因为他致力于创造有助于击败罗马人的工具。

最后，马可·克劳迪奥·马塞洛（Marco Claudio Marcelo）占领了锡拉库扎（Syracuse）。在阿基米德伟大的知识分子时代之前，马塞洛严格要求他们不要伤害或杀死他。但是，阿基米德被罗马士兵杀死。

死亡

阿基米德死于公元前212年。死后130多年，即公元前137年，作家，政治家和哲学家马可·图里奥·西塞罗（Marco Tulio Cicero）担任罗马政府一职，并希望找到阿基米德陵墓。

这项任务并不容易，因为Cicero找不到任何人来指出确切的位置。然而，他最终得到了它，非常靠近阿格里真托大门，处境不佳。

西塞罗清理了坟墓，发现圆柱体上刻有一个球形，这是对阿基米德不久前发现的体积的参考。

关于他去世的版本

第一版

其中一个版本指出，阿基米德在遇到罗马士兵时正处于解决数学问题的过程中。据说阿基米德可能要花一点时间解决这个问题，所以士兵会杀了他。

第二版

第二个版本与第一个相似。它表明，阿基米德被占领时正在解决数学问题。

一名罗马士兵进入他的住所，命令他与马塞勒斯见面，阿基米德回答说，他必须首先解决他正在研究的问题。士兵由于这一反应而感到沮丧，并杀死了他。

第三版

这一假设表明，阿基米德掌握了多种多样的数学工具。然后，一名士兵看到了他，似乎他可以携带贵重物品，因此杀死了他。

第四版

这个版本说明了阿基米德蹲在地上，正在考虑他正在研究的一些计划。显然，一位罗马士兵从后面走了出来，并没有意识到那是阿基米德，就向他开枪。

阿基米德的科学贡献

阿基米德原理

现代科学认为阿基米德原理是古代最重要的遗产之一。

在整个历史上以及口头上，由于希律王委托他检查他下令制造的金冠是否仅由金制成，阿基米德偶然到达了他的发现。纯且不含任何其他金属。他必须做到这一点而又不破坏冠冕。

据说当阿基米德在思考如何解决这个问题时，他决定去洗个澡，当他进入浴缸时，他意识到自己浸入其中时水位会上升。

通过这种方式，他将发现一个科学原理，指出“全部或部分浸没在流体（液体或气体）中的身体受到向上的推力，等于物体排出的流体的重量”。

该原理意味着，流体会在浸入其中的任何物体上施加向上的力-向上推动，并且该推力的量等于被浸没物体排出的液体的重量，无论其重量如何。

关于该原理的解释描述了浮选现象，可以在其关于浮体的论文中找到。

阿基米德原理在后代中被大量应用，用于漂浮诸如潜水艇，轮船，救生圈和热气球之类的物体。

机械方法

阿基米德对科学的最重要贡献之一是在几何问题的推理和论证中采用了纯机械方法，即技术方法，这是目前解决此类问题的空前方式。

在阿基米德的背景下，几何学被认为是一门专门的理论科学，其共同之处在于，它从纯粹的数学发展到了可以应用其原理的其他实践科学。

因此，今天它被视为力学作为一门科学学科的先驱。

在数学家向他的朋友Eratosthenes公开新方法的著作中，他指出，它使我们可以通过力学来解决数学问题，并且如果可以的话，以某种方式构造几何定理的证明就更容易了。您具有一些先验的实践知识，如果您对此一无所知。

由阿基米德进行的这种新的研究方法将成为现代科学方法的发现和假设表述的非正式阶段的前身。

杠杆法的解释

尽管杠杆是一台简单的机器，早在阿基米德之前就已使用过，但正是他在《飞机平衡》一书中提出了解释其原理的原理。

在制定该法律时，阿基米德建立了一些原理，这些原理描述了将两个物体放在杠杆上时杠杆的不同行为，具体取决于杠杆的重量和与支撑点的距离。

通过这种方式，他指出，放置在杠杆上的两个能够被测量（可测量）的物体在与它们的重量成反比的距离上保持平衡。

同样，无法测量的物体（无法测量）也可以，但是阿基米德只能用第一类物体来证明这一定律。

他对杠杆原理的阐述是机械方法应用的一个很好的例子，因为根据他在给Dositheus的一封信中所解释的，首先是通过他实践的机械方法发现的。

后来，他使用几何方法（理论）来制定它们。通过对人体的实验，重心的概念也出现了。

开发用尽或用尽方法进行科学演示

精疲力竭是一种用于几何的方法，该方法包括通过题词和外切法，将一些几何图形（其面积通过刻画和外接切法）近似化，并将其近似为其他一些已知的面积。

尽管阿基米德不是这种方法的创造者，但他确实熟练地开发了该方法，并设法通过它来计算Pi的精确值。

阿基米德用穷举法将六边形切入和外接到直径为1的圆周上，将六边形的面积与圆周的面积之差减小到荒谬的程度。

为此，他将六边形一分为二，创建了多达16个边的多边形，如上图所示。

这样，他开始指定pi的值（圆周的长度与其直径之间的关系）在值3.14084507…和3.14285714…之间。

阿基米德熟练地使用了穷举法，因为它不仅设法以相当低的误差幅度（因此是期望的）接近Pi的值的计算，而且因为Pi是一个无理数，通过这种方法和所获得的结果奠定了在无穷微积分系统中以及后来在现代积分微积分中发芽的基础。

圆的尺寸

为了确定圆的面积，阿基米德使用了一种方法，该方法包括绘制一个恰好适合圆的正方形。

他知道正方形的面积是其边的总和，并且圆形的面积更大，因此他开始研究近似值。为此，他用一个6面多边形代替了正方形，然后处理更复杂的多边形。

阿基米德是历史上第一位认真计算Pi的数学家。

球体和圆柱体的几何形状

在汇编阿基米德关于数学和物理学的著作的九篇论文中，有关于球形和圆柱体几何的两卷。

这项工作是要确定任何半径的球体的面积是其最大圆的四倍，并且球体的体积是其所在圆柱体的三分之二。

发明

里程表

也被称为公里计数器，它是这个名人的发明。

该设备是根据车轮原理构建的，该车轮在旋转时会启动齿轮，以便计算行驶距离。

根据相同的原理，阿基米德设计了用于军事和民用目的的各种里程表。

第一个天文馆

利用许多经典作家的证词，例如西塞罗，奥维德，克劳迪安，马尔恰诺·卡佩拉，卡西奥多鲁斯，塞克图斯·厄普里库斯和拉克蒂安蒂斯，今天，许多科学家将第一批基本天文馆的创建归因于阿基米德。

它是由一系列模仿行星运动的“球体”组成的机制。到目前为止，该机制的细节尚不清楚。

据西塞罗说，阿基米德建造的天文馆是两个。在其中之一中，代表了地球及其附近的各个星座。

在另一种情况下，太阳，月亮和行星只旋转一圈就相对于固定恒星进行自己独立的运动，就像在现实中一样。此外，在后者中，可以观察到月球的连续相和月蚀。

阿基米德螺丝

阿基米德螺钉是一种用于使用管子或圆柱体将水从底部向上穿过斜坡的设备。

根据希腊历史学家狄奥多罗斯（Diodorus）的说法，由于这项发明，灌溉了位于古埃及尼罗河沿岸的肥沃土地，因为传统的工具需要大量的体力劳动，使工人筋疲力尽。

所使用的圆柱体内部具有相同长度的螺钉，该螺钉保持相互连接的螺旋桨或散热片系统，该系统执行由旋转杆手动驱动的旋转运动。

这样，螺旋桨设法将所有物质从下往上推动，形成一种无限的回路。

阿基米德爪

阿基米德的爪子，也就是众所周知的铁腕，是这位数学家创造的最可怕的战争武器之一，成为防御西西里岛免受罗马入侵的最重要武器。

根据Drexel大学教授Chris Rorres（数学系）和Harry Harris（土木工程与建筑系）的研究，这是一个很大的杠杆，该杠杆上装有抓钩通过悬挂的链子。

通过操纵杆，钩子被操纵以使其落在敌舰上，目的是钩住钩子并将其升高到一定程度，以使其在释放时能够完全翻倒或使其撞到岸上的岩石上。

罗雷斯和哈里斯在研讨会“古代的非凡机器和结构”（2001年）上作了介绍，这是一件名为“强大的战争机器：阿基米德铁腕的建造和操作”的人工制品的缩影。

为了开展这项工作，他们依靠古代历史学家波利比乌斯（Polybius），普鲁塔克（Plutarch）和铁托·利维奥（Tito Livio）的观点。

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