第五回 阿基米德与杠杆原理:科学的力量如何拯救叙拉古
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。
阿基米德与杠杆原理:科学的力量如何拯救叙拉古
公元前3世纪的地中海世界,罗马与迦太基两大强国争霸,夹在中间的叙拉古小国命悬一线。当罗马大军压境时,年迈的阿基米德挺身而出,用科学的力量创造了战争史上的奇迹。
危机降临叙拉古
阿基米德正在海边小屋专注撰写《浮体论》时,宫廷使者匆忙闯入,告知罗马大军已兵临城下。叙拉古的新任国王年少轻狂,背弃了与罗马的盟约,转而支持迦太基,导致罗马人兴师问罪。面对强敌,国王惊慌失措,只能寄希望于阿基米德的智慧。
"给我一个支点,我能撬动地球"
阿基米德早年在埃及留学时,观察农民使用的提水吊杆和奴隶撬石的木棍,发现了杠杆原理:力臂和力的关系成反比,即重量×重臂=力×力臂。他曾豪迈地宣称:"只要给我一个支点和足够长的杠杆,我就能推动地球。"如今,这一理论即将在战场上大放异彩。
罗马军团的噩梦
罗马军队以严密的方阵著称,士兵们用盾牌组成移动堡垒,箭矢难伤。然而,当他们的军团逼近叙拉古城墙时,迎接他们的不是弓箭,而是铺天盖地的巨石。阿基米德设计的巨型投石机利用杠杆原理,将数百斤的石头抛射到千米之外,砸得罗马士兵人仰马翻。
与此同时,罗马海军也遭遇灭顶之灾。他们的铁甲战舰刚*近城墙,就被巨大的机械吊臂钩住,像玩具一样被提起、甩向礁石或城墙。海面上满是破碎的船体和落水的士兵,而叙拉古城墙上却不见一兵一卒——只有阿基米德的机器在自动御敌。
科学的力量
阿基米德的防御系统包括:
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巨型投石机:利用杠杆放大人力,投射巨石。
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机械吊臂:结合杠杆与滑轮,可抓起整艘战舰。
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精准计算:每台机器的射程和力度都经过严格测算。
罗马统帅马赛拉斯在惨败后哀叹:"我们不是在和人作战,而是在和数学对抗!"
尾声
阿基米德用科学证明了智慧的力量。尽管叙拉古最终因叛徒出卖而陷落,但这位伟大科学家的传奇永远铭刻在历史中。他的故事告诉我们:真正的力量不仅来自刀剑,更来自人类对自然规律的掌握与运用。
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