阿基米德把数学研究和力学、机械学紧紧地联在一起,在研究力学和解决众多实际问题过程中有效地运用了数学知识。叙拉古城防卫战中应用的机械巨手和投石机等,就是最生动的一个例子,也体现着“知识就是力量”的真理。
在亚历山大里亚求学期间,他经常到尼罗河畔散步。在久旱不雨的季节,他看到农人一桶一桶地把水从尼罗河提上来浇地,非常辛苦。于是他便创造了一种螺旋提水器,通过螺杆的旋转把水从河里取上来,省了很大力气。它不仅沿用到今天,而且也是当代用于水中和空中的一切螺旋推进器的原始雏形。
阿基米德晚年,罗马军队入侵叙拉古王国,阿基米德指导同胞们制造了很多攻防武器。公元前214年,罗马将领马塞拉斯率领大军,乘坐战舰来到了历史名城叙拉古城下,马塞拉斯以为小小的叙拉古城会不攻自破,听到罗马大军的显赫名声,城里的人还不开城投降?然而,回答罗马军队的是一阵阵密集可怕的镖、箭和石头。罗马人的小盾牌抵挡不住数不清的大大小小的石头,被阿基米德设计的“投石机”打得丧魂落魄,争相逃命。此时,又从城墙上伸出了无数巨大的起重机式的机械巨手,它们分别抓住罗马人的战船,把船吊在半空中摇来晃去,最后甩在海边的岩石上,或是把船重重地摔在海里,船毁人亡。马塞拉斯侥幸没有受伤,但惊恐万分,完全失去了刚来时的骄横和狂妄,变得不知所措。最后只好下令撤退,把剩下的船只开行到安全地带。
罗马士兵在频频的打击下死伤无数、心惊胆战,一见到有绳索或木头从叙拉古城里扔出,就会惊呼“阿基米德来了”,继而抱头鼠窜。罗马军队被叙拉古人打得晕头转向,可是连敌人的影子也找不到。马塞拉斯感慨万千地对身边的士兵说:“怎么样?在这位几何学‘百手巨人’面前,我们只得放弃作战。他拿我们的战船当游戏扔着玩。在一刹那间,他向我们投射了这么多镖、箭和石块,他难道不比神话里的百手巨人还厉害吗?”
那时,年过古稀的阿基米德已是一位闻名于世的大科学家。在这场保卫叙拉古城的战斗中,他运用了杠杆、滑轮、曲柄、螺杆和齿轮,他不仅用人力开动那些投射镖、箭和石弹的机器,而且还利用风力和水力,利用有关平衡和重心的知识、曲线的知识和远距离使用作用力的知识等。
传说,阿基米德还曾利用抛物镜面的聚光作用,把阳光聚集起来照射到入侵叙拉古的罗马战船上,使它们燃烧起来。罗马的许多船只都被烧毁了,但罗马人却找不到失火的原因。900多年后,有位科学家按史书介绍的阿基米德的方法制作了一面凹面镜,成功地点着了距离镜子45米远的木头,而且烧化了距离镜子42米远的铝。所以,许多科技史家通常都把阿基米德看成是人类利用太阳能的始祖。
马塞拉斯进攻叙拉古时屡受袭击,在万般无奈下,他带着舰队,远远离开叙拉古附近的海面。罗马人采取围而不攻的办法,断绝城内和外界的联系。3年以后,叙拉古粮食耗尽,又遭奸细的出卖。乘叙拉古城居民大意之机,马塞拉斯终于在公元前212年占领了这座城市。马塞拉斯十分敬佩阿基米德的聪明智慧,下令不许伤害他,还派一名士兵去请他。此时阿基米德不知城门已破,还在凝视着木板上的几何图形沉思。当士兵的利剑指向他时,他却用身子护住木板,大叫:“不要动我的圆!”他要求把原理证明完再走,但激怒了那个鲁莽无知的士兵,他竟用利剑刺死了75岁的老科学家。
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