「給我一個支點,我可以舉起整個地球」
—阿基米德(Archimedes)—
阿基米德在「數學、物理、機械工程學」等領域的成就,被後人視為歷史上最偉大的科學家之一,
今天我們就要來介紹這位鼎鼎大名的人物啦!
名言的背後
他在鑽研力學時,總結了前人的經驗,系統化研究物體的重心和「槓桿原理」,
並且大發豪語:「給我一個支點,我可以舉起整個地球。」
(Give me a place to stand, and a lever long enough, and I will move the earth.)
數學領域的發現
在數學領域中,阿基米德有空前絕後的驚人發現:
1.拋物線弓形、螺線、圓形的面積計算方法
2.橢球體、拋物面體等複雜幾何體的表面積和體積計算方法
3.精確地求出圓周率
方法:以圓內接多邊形與外切多邊形邊數遞增è面積逐漸接近的方法。
操作:首先阿基米德用六邊型,接著逐次加倍邊數到 96邊形,求出π的估訂值介於之間。
附註:
1.在推演這些公式的過程中,他創立了「窮竭法」,因而被公認是微積分計算的鼻祖。
2.在古代中國,《莊子‧天下篇》記載的「一尺之棰,日取其半,萬世不竭」。以及劉徽所創的割圓術,用圓內接正多邊形與圓接近,
謂「割之彌細,所失彌少。割之又割以至於不可割,則與圓合體而無所失矣。」,也包含著極限和積分的基礎概念。
此外,他雖然利用了模型解決當時困擾數學家的問題──如何算出圓錐體、圓柱體、球體的體積,
卻被控告犯下數學界最嚴重的罪行──以器具模型來計算數學,於是被逐回家鄉。
科學上的貢獻
在阿基米德晚年時,適逢羅馬軍隊入侵敘拉古,他發揮科學長才,為敘拉古製造許多攻擊和防禦的作戰武器,例如:
1.製造的鐵爪式起重機,可以將羅馬船艦提起並倒轉。
2.率領敘拉古人民手持凹面鏡,將陽光聚焦在羅馬軍隊的木製戰艦上,使得它們逐一焚燒起來。
羅馬將軍馬塞拉斯只能苦笑地承認:「這是一場羅馬艦隊與阿基米德一人的戰爭。」
並說「阿基米德是神話中的百手巨人」,而羅馬軍隊因此被阻於城外長達三年之久。
後世的評價
阿基米德被後世的數學家尊稱為「數學之神」。
美籍蘇格蘭裔數學家艾瑞克.坦普爾.貝爾曾在《數學菁英》一書中,如此評價阿基米德:
「任何一張開列有史以來三大數學家的名單之中,必定會包括阿基米德,而另外兩位通常是牛頓和高斯。
不過以他們的宏偉功績和所處的時代背景及影響當代後世的深遠程度,仍應以阿基米德為首。」
一九○六年丹麥語言學家海貝格在土耳其伊斯坦布爾發現一卷羊皮紙手稿,經過仔細辨認後,
證實曾被塗抹掉的希臘文字是阿基米德寫給友人的書信,內容是探討解決力學問題的方法,並且蘊含了微積分的思想;
儘管其中欠缺極限的概念,但實質上卻伸展到十七世紀趨於成熟的無窮小分析領域,可說預告了微積分的誕生。
日後這些信件和傳抄本,便以《阿基米德方法》為名刊行於世。
數學家知多少,下次再介紹更多人物給你知曉
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