阿基米德拯救過敘拉古城嗎?
古希臘著名的數學家和物理學家阿基米德(前287~前212)出生於地中海西西裏島的敘拉古城(今意大利錫拉庫薩)。他的父親是天文學家和數學家。在父親的影響下,阿基米德從小熱愛學習,善於思考,喜歡辯論。
阿基米德長大後漂洋過海到埃及的亞曆山大裏亞求學。他向當時著名的科學家歐幾裏德的學生柯農學習哲學、數學、天文學、物理學等知識,最後通古博今,掌握了豐富的希臘文化遺產。回到敘拉古後,他堅持和亞曆山大裏亞的學者們保持聯係,交流科學研究成果。他繼承了歐幾裏德證明定理時的嚴謹性,但他的才智和成就卻遠遠高於歐幾裏德。他把數學研究和力學、機械學緊緊地聯係在一起,用數學研究力學和其他實際問題。
據傳,公元前213年,羅馬軍隊圍攻敘拉古城,在保衛敘拉古城時,希臘人動用了杠杆、滑輪、曲柄、螺杆和齒輪。發射出陣陣密集可怕的鏢箭和石頭。羅馬人的小盾牌抵擋不住,他們被打得喪魂落魄,爭相逃命,突然,敘拉古城牆上又伸出無數巨大的起重機式的機械巨手,它們分別抓住羅馬人的戰船,把船吊在半空中搖來晃去,最後甩在海邊的岩石上,或是把船重重地摔在海裏。船毀人亡,羅馬人驚恐萬分,變得不知所措。他們最後隻好撤退,把船開到安全地帶。這些武器裝備都是阿基米德發明的,他不僅用人力開動那些投射鏢箭和石彈的機器,而且還利用風力和水力,將有關平衡和重心的知識、曲線的知識和遠距離使用作用力的知識運用到了保護敘拉古的戰役中。
最令人稱奇的傳說是,阿基米德還曾利用拋物鏡麵的聚光作用,把聚集的陽光照射到入侵敘拉古的羅馬船上,讓它們自己燃燒起來。羅馬的許多船隻都被燒毀了,但羅馬人卻找不到失火的原因。所以,許多科技史家通常都把阿基米德看成是人類利用太陽能的始祖。美國肯塔基州的路易斯維爾大學科學哲學和曆史學教授羅伯特·泰普爾甚至說,他的研究表明,阿基米德的成功,意味著他是現代激光武器——導彈之父。
但是,幾個世紀以來,學者們對阿基米德如何在公元前212年利用聚集的太陽光摧毀羅馬艦隊,始終爭論不休。不少學者始終懷疑這些傳說的可靠性。有曆史學家說,當時的人並不了解光學和鏡子的知識,這隻是一個經不起推敲的傳說罷了。一些物理學家也對此表示懷疑,最近,英格蘭大學的阿·米爾斯和羅克利福特兩位教授經過潛心研究太陽光的反射特點之後,再次否定了這個傳說的可靠性。光學原理認為,太陽光是由來自一個1點的平行射線構成的。但在天空中,太陽大約有0.5度的旋角,因此它的射線不是真正平行的,會產生發散,所以是不可能用一個平麵鏡子有效地集中太陽射線的。阿,米爾斯與羅克利福特兩位教授經過計算後假設,如果上千人每人握住一個麵積為一平方米的磨光境,他們一致動作,僅僅能點燃50米開外的麵積為0.5平方米的木頭。這個計算表明,用平麵鏡反射太陽光的效果非常有限。但是,也有一些學者通過研究認為,某些古代文明(包括阿基米德的發明在內),已經有了相當發達的光學知識,他們可以製造出望遠鏡,而且已經掌握了“燃燒鏡”的使用。阿·米爾斯與羅克利福特兩位教授對此反駁說,假如50麵鏡子對準一個人,就可以對此人造成嚴重的傷害。如果,阿基米德利用這種武器對準羅馬戰船上的舵手,也許是具有殺傷力的。牛津大學物理學教授和光學專家保羅·尤爾特也認為,阿基米德利用當時可得的技術,未必能夠把鏡子造得如此平滑,因而它的殺傷力是非常有限的。劍橋大學的傑·勞埃德教授查閱了大量現存的曆史資料後,得出這樣的結論,關於阿基米德的大多數的傳說都可能是虛構的,是後人出於對阿基米德這位先知的崇敬所編造出來的美好故事。
據記載,羅馬人對敘拉古久攻不下,在萬般無奈的情況下,他們的艦隊遠遠離開了敘拉古附近的海麵,然後采取了圍而不攻的辦法,斷絕城內和外界的聯係。——年以後,他們利用敘拉古城市居民的忽視,終於在公元前212年占領了敘拉古城,此時阿基米德還不知城門已破,還在凝視著幾何圖形沉思呢!當士兵的利劍對準他時,他卻用身子護著圖形大叫“不要動了我的圖形”。他要求把原理證明完再走,魯莽無知的士兵,竟用利劍刺死了這位75歲的老科學家。一顆巨星從此隕落,他研究出的文字材料也在戰亂中散失大半,所以給後人留下了許多
(蔣建平)