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第四回 阿基米德的顿悟:从浴盆到浮力定律

[ 作者:郭正谊和武轶     来源:小草数学网     点击数:     更新时间:2025/6/1    ]
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本文选自老一辈科普作家郭正谊和武轶合著的《科学发展演义》。该书纸质资料已较难寻获,现以连载方式分享这部精彩科普作品给各位同仁。由本站重新排版整理。因原文章为章回体难读,故本站进行改写。
 

阿基米德的顿悟:从浴盆到浮力定律

        在亚历山大里亚的学术圈中,天文学家亚利斯塔克的一声警告,让阿基米德和埃拉托色尼瞬间噤声。不远处,斯多噶学派的领袖克利安西正与同伴漫步。若被他们听见关于地球绕日运行的讨论,后果不堪设想——毕竟,千年后的布鲁诺和伽利略为此付出了生命的代价。 

        不久后,阿基米德回到故乡叙拉古。国王艾希罗交给他一个难题:一顶金冠,重量与交付的纯金相同,但国王怀疑金匠掺假。若不破坏王冠,如何验证?

 阿基米德苦思数日,不得其解。他有个古怪的习惯——在灰尘上画图,在炉灰上计算,甚至在自己身上涂画几何图形。这天,他正用泥皂在胸前勾画王冠的轮廓,妻子不耐烦地将他推进浴池。水哗啦溢出,他猛然顿悟:浸入液体的物体,排开的液体体积等于其自身体积!  

        狂喜之下,他赤身冲出浴室,穿过叙拉古的街道,高喊“优勒加!(我发现了!)”。路人惊愕,妻子追赶,而阿基米德直奔王宫。实验很快证实他的猜想:同重量的白银排出的水比黄金多,而王冠排出的水量超过纯金——金匠果然掺假。国王惊叹,下令国民永远信任阿基米德的智慧。

        但这位科学家的思考并未停止。他站在海边,凝视着满载货物的船只,向朋友柯伦发问:“为何木头能浮,而更重的金银装在船上也不沉?”柯伦无法回答。于是,阿基米德开始了一系列实验: 

     
  •   

       木头浮于水,排开的水量等于其重量。  

     
  •  
  •   

       船上加石,排开的水量增加,恰等于石头的重量。  

     
  •  
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       水中称重,物体的“失重”等于排开水的重量。  

     
  •   

         最终,他写下浮力定律:物体在液体中所受的浮力,等于它所排开的液体的重量。 这一发现被记录在《浮体论》中,两千年后才重见天日。书中插图的球形水面,暗示着他早已相信地球是圆的。   

         然而,就在他沉浸于研究时,一位满身泥泞的官员闯入:“国王急召!国难当头!”  

 欲知后事如何,请看下一回!   

  

[责任编辑:shulihua]

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