题目

阿基米德的成就（简而不错）

提问时间：2021-03-04

答案

　　出生于古希腊后期的科学家阿基米德正确地得出了球体、圆柱体的体积和表面积的计算公式,提出了抛物线所围成的面积和弓形面积的计算方法.
　　最著名的还是求阿基米德螺线（ρ=α×θ）所围面积的求法,这种螺线就以阿基米德的名字命名.
　　锥曲线的方法解出了一元三次方程,并得到正确答案.
　　阿基米德还是微积分的奠基人.他在计算球体、圆柱体和更复杂的立体的体积时,运用逐步近似而求极限的方法,从而奠定了现代微积分计算的基础.
　　另：
　　力学方面:阿基米德在力学方面的成绩最为突出,他系统并严格的证明了杠杆定律,为静力学奠定了基础.在总结前人经验的基础上,阿基米德系统地研究了物体的重心和杠杆原理,提出了精确地确定物体重心的方法,指出在物体的中心处支起来,就能使物体保持平衡.他在研究机械的过程中,发现了杠杆定律,并利用这一原理设计制造了许多机械.他在研究浮体的过程中发现了浮力定律,也就是有名的阿基米德定律.
　　几何学方面:阿基米德确定了抛物线弓形、螺线、圆形的面积以及椭球体、抛物面体等各种复杂几何体的表面积和体积的计算方法.在推演这些公式的过程中,他创立了“穷竭法”,即我们今天所说的逐步近似求极限的方法,因而被公认为微积分计算的鼻祖.他用圆内接多边形与外切多边形边数增多、面积逐渐接近的方法,比较精确的求出了圆周率.面对古希腊繁冗的数字表示方式,阿基米德还首创了记大数的方法,突破了当时用希腊字母计数不能超过一万的局限,并用它解决了许多数学难题.
　　天文学方面:阿基米德在天文学方面也有出色的成就.除了前面提到的星球仪,他还认为地球是圆球状的,并围绕着太阳旋转,这一观点比哥白尼的“日心地动说”要早一千八百年.限于当时的条件,他并没有就这个问题做深入系统的研究.但早在公元前三世纪就提出这样的见解,是很了不起的.
　　著述:阿基米德流传于世的数学著作有10余种,多为希腊文手稿.他的著作集中探讨了求积问题,主要是曲边图形的面积和曲面立方体的体积,其体例深受欧几里德《几何原本》的影响,先是设立若干定义和假设,再依次证明,作为数学家,他写出了《论球和圆柱》、《圆的度量》、《抛物线求积》、《论螺线》、《论锥体和球体》、《沙的计算》等数学著作.作为力学家,他着有《论图形的平衡》、《论浮体》、《论杠杆》、《原理》等力学著作.
　　其中《论球与圆柱》,这是他的得意杰作,包括许多重大的成就.他从几个定义和公理出发,推出关于球与圆柱面积体积等50多个命题.《平面图形的平衡或其重心》,从几个基本假设出发,用严格的几何方法论证力学的原理,求出若干平面图形的重心.《数沙者》,设计一种可以表示任何大数目的方法,纠正有的人认为沙子是不可数的,即使可数也无法用算术符号表示的错误看法.《论浮体》,讨论物体的浮力,研究了旋转抛物体在流体中的稳定性.阿基米德还提出过一个“群牛问题”,含有八个未知数.最后归结为一个二次不定方程.其解的数字大得惊人,共有二十多万位!
　　除此以外,还有一篇非常重要的著作,是一封给埃拉托斯特尼的信,内容是探讨解决力学问题的方法.这是1906年丹麦语言学家J.L.海贝格在土耳其伊斯坦布尔发现的一卷羊皮纸手稿,原先写有希腊文,后来被擦去,重新写上宗教的文字.幸好原先的字迹没有擦干净,经过仔细辨认,证实是阿基米德的著作.其中有在别处看到的内容,也包括过去一直认为是遗失了的内容.后来以《阿基米德方法》为名刊行于世.它主要讲根据力学原理去发现问题的方法.他把一块面积或体积看成是有重量的东西,分成许多非常小的长条或薄片,然后用已知面积或体积去平衡这些“元素”,找到了重心和支点,所求的面积或体积就可以用杠杆定律计算出来.他把这种方法看作是严格证明前的一种试探性工作,得到结果以后,还要用归谬法去证明它.
　　重视实践:阿基米德和雅典时期的科学家有着明显的不同,就是他既重视科学的严密性、准确性,要求对每一个问题都进行精确的、合乎逻辑的证明；又非常重视科学知识的实际应用.他非常重视试验,亲自动手制作各种仪器和机械.他一生设计、制造了许多机构和机器,除了杠杆系统外,值得一提的还有举重滑轮、灌地机、扬水机以及军事上用的抛石机等.被称作“阿基米德螺旋”的扬水机至今仍在埃及等地使用.