力学天才阿基米德:阿基米德最重要的发明是什么?

        阿基米德(约前287约前212),出生于西西里岛上的希腊殖民地叙拉古,在埃及的亚历山大城接受教育后来他返回叙拉古,在那里度过余生,将大部分时间贡献给了多领域的研究和实验工作。阿基米德可能建造过一门能够投射燃烧弹的蒸汽大炮,用来抵御围攻叙拉古的罗马舰队。列奥纳多·达·芬奇曾在自己的素描手稿中描绘过一门蒸汽大炮,并认为它是阿基米德的作品。在阿基米德创造的用于抵御罗马人、守卫叙拉古的战争机器中,有一样被认为是由大块的凹透镜组成,它们可以汇聚太阳光,将罗马船队点燃。有人已经用打磨得非常光亮的铜壳重建了这台被称为“热光”的机器,并成功将一艘表面涂有焦油的小木船点燃。
        2010年,一位名叫切萨雷·罗西的意大利教授声称,热光和蒸汽大炮这两样发明实则是同一件装置。他认为,阿基米德并不是将阳光直接反射到移动的军舰上,而是用凹透镜加热装满水的“水壶”,以产生蒸汽,为炮弹发射提供动力。凹透镜将阳光汇聚到一只装满水的水箱上,水沸腾后,困在有限空间里的高压蒸汽突然膨胀,就能将燃烧的炮弹射向罗马人。这种方法比火药在欧洲开始使用早1500年。罗西设计了自己版本的蒸汽大炮,用以表明:只需要将一盎司(3毫升)的水转化为蒸汽,受热后的炮管就足以将一颗13磅(6千克)重的炮弹射出500英尺(150米)远。罗西认为,这种炮弹是采用黏土制作的,里面填满了一种致命混合物,由硫黄、沥青、树脂和生石灰混合而成被称作“希腊火药”。它会像燃烧弹一样在罗马桨帆船涂了焦油的木头甲板上爆炸。
        后来,阿拉伯文献曾经提到阿基米德,认为他推动了数学和机械学的进步,包括建造了水钟等液压设备。他的论文《论浮体》为船只的浮力和稳定性提供了物理基础。但该论文佚失多年,几百年后,他的深刻洞见才被真正运用到船舶设计和安全考量中。在他所生活的年代,阿基米德也是伟大的数学家。他对几何学的贡献使得该学科发生了革命性的变化,而且他的理论预言了积分学,比艾萨克·牛顿和戈特弗里德·莱布尼茨的时代早2000年。他的实用发明包括大量不同的机器,例如滑轮和阿基米德螺旋泵机装置。在力学方面,他定义了杠杆理论并发明了组合滑轮,以及将水从低处抽往高处的液压螺旋泵。他曾这样形容自己的杠杆:“给我一个支点,我就能撬起地球。”他最著名的成就是发现了流体静力学定律,该定律有时也被称为“阿基米德原理”。它指出浸入静止流体中的物体所受到的浮力大小,等于该物体所排开的流体重量。叙拉古陷落后,阿基米德被一名罗马士兵所杀。据称,他正全神贯注于自己的计算,警告士兵不要打扰。西塞罗曾到访阿基米德的陵墓,他的墓碑上雕刻着一个球体内切于圆柱体的图案。阿基米德已论证出,该球体的体积和表面积均为容纳它的圆柱体的三分之二,他认为这是他最伟大的数学发现。
        篇幅所限,不能完全罗列他的几十种发明其中包括计程器和滑轮组系统,不过在叙拉古陷落后,罗马将领马塞勒斯将他的两项机械发明用于辅助天文学研究,揭示了太阳、月亮和五颗行星的运动规律。它们就是机械行星仪或太阳系仪,需要安提基特拉机械那样的差动齿轮装置才能运转。阿基米德可能也设计过安提基特拉机械。1906年,人们在君士坦丁堡发现了一本174页厚的13世纪羊皮纸祷文集。该文集被发现是一个重写本(将原本的墨迹刮掉,重新在羊皮纸上书写而成的图书,原本字迹一般仍清晰可见)。在这个重写本的原本字迹中,包括10世纪抄写的七篇当时未知的阿基米德论文,唯一留存至今的希腊语原文《论浮体》的抄写本正在其中。
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