2.2.1 阿基米德在线视频

同学们大家好 这一讲 我们讲阿基米德

唯一的一位与现代科学相通的古人

我们先认识一下吧 阿基米德

阿基米德呢

如果说我们从这一个

人类历史上呢 去寻找三位

最伟大的科学家

无论你去怎么排名

怎么比较

那么总有阿基米德这个名字

不会被忽略

那么阿基米德

他是了公元前287年

到公元前212年的人

距我们现在呢

已经有2000多年了

那么所以说呢 我们说他是

我们科学史上

最伟大的

三位

科学家之一

怎么排都是这样

阿基米德贡献的传奇

我们右边这个图片

是阿基米德的 这个羊皮书

阿基米德在我们科学发展

的过程中

有多少贡献呢

我们现在呢

好多事情呢 我们现在呢

已经无从查起

阿基米德的实际的贡献 就是实际的大部分著作

已经失传了

那么幸运的是

阿基米德包括了欧洲 当时了许多科学家的著作

那么阿拉伯人

都把它

翻译过来 翻译成阿拉伯语

在阿拉伯世界

进行传播

而阿基米德去世的时候呢

非常突然 让罗马士兵

杀死了

但是 阿基米德

这个著作

从这个13世纪起

就当时 在欧洲了 已经找不见了

从13世纪起

人们呢 从这个阿拉伯语

然后呢去整理

去寻找

然后呢最后呢

整理了几百年

到1792年的时候

出版了阿基米德这个文集

应该呢 是迄今为止

最全的一种

但是呢 这一个

阿基米德文集

到底占了阿基米德贡献的多少呢

现在呢 说不清楚

下边呢 我们分几个方面

来给大家介绍一下

阿基米德在科学上的贡献

第一个就是阿基米德

在数学上的贡献

阿基米德在数学史上的主要贡献

我们可以从这几方面来说起

第一个就是阿基米德

发明了曲线

围成的面积

和曲面

围成的体积的求法

就是求曲面面积

还有呢 求曲面围成的体积这一种方法

而这种方法 它的作用是什么呢

就是我们现在积分上

积分的概念

包括极限的概念

在这一个方法里边

都得到了体现 这是第一个贡献

第二个贡献就是圆周率 π

这个阿基米德

当时 在公元前200多年的时候

就提出来了

圆周率 π

在22/3

到223/71之间

那么这一块大概就是

3.140

到3.142之间

而我们国家的祖冲之

公元前400多年

就400多年到500年

大概距阿基米德 就是800年的时间 700多年800多年的时间

那么我们国家的祖冲之

他将圆周率的这个计算

一直

准确到了后七位数

后七位数

那么后边啊

直到16世纪

也就是距这个

祖冲之 已经过去了1200年的时候

阿拉伯的数学家

才打破了祖冲之的

这个记录

那么 祖冲之 实际上

在圆周率这一块的贡献 我们说是非常大的

这是第二个

第三个就是阿基米德给出了平方根的

近似算法 这个对于我们现在来说

都非常熟悉了

还有一个就是阿基米德

提出了阿基米德螺旋线

这是阿基米德螺旋线的公式

这个公式 直到今天

我们还在用

第五个就是给出了整数平方和的计算公式

而这一个公式 我们看起来 非常的熟悉

那么实际上 在公元前200多年的时候呢 阿基米德就已经提出来了

另外 阿基米德数学上一个非常大的一个贡献

就是大数的表示方法

实际上 在阿基米德之前

那么 所有的人在记录这个数据的时候呢

记录到一万

一万以上的数据 不会表示

而阿基米德勒给出了

大数 就是大于一万的数值的

表示方法

这个

非常了不起

另外 大家看一看这个

就是阿基米德给出了现在

我们称为极限引理的

这个表述

那么 这一个表述的内容 我们在这儿不多说了

而这一个极限引理

现在呢 是我们高等数学的基础

而高等数学呢 是我们自然科学大厦的这个支柱

所以说 我们为什么说

阿基米德是唯一的一位

与现代科学相通的古人呢

就体现在了这个

极限引理上

这是 我们说阿基米德在数学方面的贡献

下边一个就是我们给大家来介绍

阿基米德在力学方面的贡献

我们说力学的老祖宗

应该就是阿基米德了

阿基米德在力学方面的贡献

主要有这么几个

第一个就是

流体静力学的基本原理

也叫做浮力原理

是阿基米德提出来的

关于这个原理的发现

那么它的过程

有很多的故事

我们很多的传说

在这儿呢 我们也不多说了

浮力原理

是阿基米德提出来的

第二个 就是讨论了杠杆的平衡条件

然后以及它的应用

非常有名的一句话

就是阿基米德非常有名的一句话

给我一个支点

我可以

举起地球

那么这个 我们说阿基米德把杠杆的这个运用了

运用到了极点

包括他在后面一些装置的发明里面

都是以这个杠杆原理

作为了他的

技术理论的

另外还有就是阿基米德

发明了一系列计算图形形心和物体重心的方法

实际上 这是一个数学方法

但是在我们力学里边

就是

也是非常重要的一部分 要计算几何图形的

形状中心

还有呢 物体的重心

第五个就是阿基米德给出了

正抛物旋转件

浮在页面的平衡 稳定性条件

就是稳定性条件

这一块儿最先提出来的是

这个阿基米德

实际上呢 这是在研究船的过程中

发现的

所以说呢 我们说

阿基米德是静力学的创始人

包括流体静力学的创始人

而这个力学的发展

都是从静力学开始的

所以说 阿基米德

是力学的创始人

或者说

是力学的老祖宗

第三个方面就是我们给大家介绍

阿基米德的机械方面的贡献

第一个非常大的这个贡献

就是阿基米德发明了提水用的

阿基米德

螺旋式提水机

而这个螺旋式提水机

一直到现在

阿拉伯世界

还在用

另外一个就是阿基米德

就是利用他的杠杆原理 就是他非常熟悉的杠杆原理

发明了许许多多装置

其中呢 我们看一下这一个动图

这个动图 就是阿基米德应用杠杆原理

然后

把一个船

从海里边 抓起来

抓起来以后呢 然后再给它扔到海里

扔到海里 然后这一个 我们说

就是非常有名的 就是说

保卫叙拉古城的时候

他用这个

击退了

罗马士兵

对叙拉古城的进攻

所以说 阿基米德 把这个杠杆滑轮 实际上滑轮也是杠杆原理

已经运用到极限了

另外一个呢 我们再看一下 也是杠杆原理的一个应用

就是阿基米德的抛石机

就是他用这样一个装置

抛这个石头 攻击

敌方的战船或者

攻击敌方的军队

那么 这个抛石机实际上呢也是

杠杆原理的一个应用

另外 阿基米德在其他方面的贡献

我们在这儿了解一下

阿基米德在光学上

有一个非常

大的贡献 就是他发现了这一个抛物面的聚焦原理

对于我们现在来说

非常熟悉了

但是这一个

聚焦原理

是阿基米德

首先发现的

然后他用这个聚焦原理

把太阳光

通过抛物面形的这一个反射镜

然后呢

反映射到这个罗马战船上

聚焦 焦点放在这个战船上

然后呢 把这个战船给他烧毁了

那么 这也是一个非常有名的阿基米德的贡献

他应该是属于

光学方面的贡献

还有一个 就是阿基米德 在天文学上的贡献

也非常的大

阿基米德在年轻的时候呢

制造了一架

行星仪

而这个行星仪是用水力驱动的

那么 它可以模仿太阳月球

以及地球的运动

可以用这个

来说明日食

和月食

那么实际上从这来看

既然他可以把这一个行星仪制造出来

那么这时候呢 我们说

到底是地心说

还是日心说

实际上 在阿基米德的时候

这个公元前200多年的时候呢 就已经有所思考了

那么当时呢 他可能

也在怀疑

这个呢

怀疑这个地心说是否正确

他在这一块呢 我们说

也有所怀疑

那么还有一个就是我们最后给大家总结一下

就是阿基米德为什么在科学上

能够取得成功

有这么几个因素 大家也可以思考一下

第一个

就是

从文明古国 埃及 巴比伦

汲取了这个 相应的文化知识

实际上埃及的这个科学文明

还有巴比伦 巴比伦实际上是亚历山大大帝建立的这个！

这个呢 亚历山大帝国的首都

那么从这两个地方呢 我们说他吸取了很多古代的

这个更早的古代文明

第二个

阿基米德所处的时代

在欧洲历史上是非常民主的

当时称为贵族民主政治

那么 古希腊的科学文化

的发展

获得了一个非常宽松的环境

他所谓的贵族民主

政治是什么意思呢

由于希腊

它的地理环境 就是一系列的小岛

那么

岛屿之间的相互征服 不太容易

你占不住他的这个小岛的地

所以说大家有事的时候形成了一个习惯

就是坐在一起商量

互相辩论 各说各的道理

最后呢 就形成了一个比较宽松的这样一个

贵族民主政治的这样一个环境

第三点

阿基米德

继承了

欧洲其他科学家的一些

科学成果

这一块儿 包括芝诺

这个公元前

这个500年的时候

这个芝诺

这个古希腊的这一个哲学家

还有欧几里得

这个我们所有的人 都非常熟悉的

公元前300多年的

到200多年的一个

数学家

还有呢 毕达哥拉斯

毕达哥拉斯呢 我们说

500多年 公元前500多年的一个

数学家

也就是他从这些

大科学家的这个

成果里边儿

得到了进一步的升华发展

最后形成了

阿基米德的科学

那么我们

今天的这一讲 就到这

谢谢大家