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中外科学家发明家丛书_多人【完结】(260)

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  圆周与直径的比例大于3    。然后他又用几天时间,划出圆的外切96边形

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  1

  ,算出圆周与直径的比例小于3    ,他把这个范围取做圆周率的近似值,

  7

  10     1 得到π值得3   <π<3  ;即3.1409 <π<3.1429 ,取其平均值,得出

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  圆周率π值为3.1419 ,与我们现在所知的π值误差极小。

  阿基米德计算π值所使用的无限细分、接近圆周的办法,后人称之为“穷 竭法”,这种方法一直被后人使用了2000多年。后人计算出的圆周率,精确 度大大提高了,但使用的计算方法,仍是阿基米使用过的“穷竭法”。到了 18世纪,牛顿和莱布尼兹在这一巧妙思想方法的启发下,发明了微积分,由 此奠定了高等数学的基础。因此,牛顿——这个科学界划时代的巨人曾说过: 如果说我伟大的话,那也只不过是因为我站在巨人的肩膀上。

  计算出圆周率π的值了,阿基米德又得出了计算圆面积的方法:圆的面

  1 积=  r ·圆周长,

  2

  1    1

  即 r πd =  r ·π·2r = πr2 。

  2    2

  阿基米德不仅是第一个计算出圆面积的人,也是第一个算出球表面积是 球上的大圆面积的4倍的人。他最得意的发现,要算是圆柱的体积了。他算 出圆柱的体积等于高度与底直径相等的内含球心体积的一倍半,为此,他要 求他的后人在他的墓碑上刻一个球内切于圆柱的图形,以纪念这一不朽的发 现。

  阿基米德对数学的贡献还表现在他发明的一种简便的计数法。

  天上的星星地下的沙,可算是人们最难计数的东西了。阿基米德在《沙 粒的计算》一书中写道:有人认为,如果把地球想象成一个大沙堆,并在所 有的海洋和洞穴里填满沙子,一直到与最高的山峰相平,那末,这样堆起来 的沙子的总数是无法表示的。的确,在当时还没有我们现在使用的阿拉伯数 字,叙拉古人是用古希腊字母表示数目的,这种计数方法不但麻烦,而且有 限。当时数字的极限是“一万”,如果用字母A表示,那么要表示“1000万”, 就要写出1000个A字,而不象我们现在只用几个零,写成10 000 000就行 了,而且全世界的人都认识。随着科学的发展,人们对宇宙已有所认识,要 想表示宇宙有多大就成了一个难题,阿基米德努力探求用最少的符号来表示 很大数目的方法,终于提出一个具有重要意义的计数方法,即以“一万”作 为一个大单位,在此基础上继续计数,1个一万,2个一万,3个一万……直 到一万个一万,得到万万这个数,就是我们现在叫做“亿”的数,用现在的

  8 计数方法可表示为10,阿基米德将这个数作为第一级的数,称为“首数”,

  16 在首数这个单位中又进行万万倍,得到10,称为“二数”,又将“二数”

  24 万万倍,得到10,作为“三数”,……在这个方法上依此类推,就可以简 便地表达出无穷大的数。这就是阿基米德在 《沙粒的计算》一书中告诉大家 的“用我的方法,不但能表示出占地球那么大的地方的沙子的数目;甚至还 能表示出占据整个宇宙的沙子的总数。这种计数方法突破了当时最大的数“一 万”的局限,大大简化了计算办法,使思路更容易集中、更清晰。后人在“亿” 这个新的计数单位的基础上,又发明了“兆”做为新的计数单位。随着科学 的发展和我们对未知世界的了解,又引进了“光年”这一新的计数单位表计 算宇宙间星与星的距离。“光年”即光(300000公里/秒)运行一年的穿行 距离,一光年等于几乎10万亿公里,这么庞大的数字,能这么简单地用“光 年”表示出来,并进行计算,正是得益于阿基米德《沙粒的计算》中所提出 的思路和方法。

  四、王冠的启示

  阿基米德发明的“阿基米德杠杆”、“阿基米德螺旋”一直指导着人们 的生活实践,阿基米德被叙拉古的人民尊称为:最聪明的人。他的头脑里中 装着无数个问题,他的生活就是在不断探索问题、研究问题、解决问题中渡 过的。

  叙拉古每年一度的祭神节快要到了,一天,国王亥洛将一纯金的金块发 给叙拉古最有名的、手艺最高的金匠,让他给国王制作一顶金王冠,以便在 祭神节那天装点服饰。几天以后,金王冠送来了,它金灿灿、亮闪闪,那上 面的花纹珠络,都是精缕细刻,可谓巧夺天工。所以国王看到如此漂亮的王 冠,心里非常高兴。但国王转念一想:金子是世界上最具诱惑力的东西了, 如果王冠中掺假,那就大大逊色了。他焦躁地掂了掂王冠的重量,仔细观察 每一处细小的零件,看不出有什么破绽,于是就将金匠叫来,问道:“你还 记得我给你的金子有多重吗?你如果胆敢掺假,小心你的脑袋。”金匠从容 不迫地说:“陛下,小人怎么敢弄虚作假,那块金实在是全部用在王冠上了, 如若不信,请称重验证。”国王依他所说,派人拿秤来称了王冠,果然王冠 的重量与国王给金匠那块纯金的重量相等。但其他的大臣又提出其他的疑 问:如果金匠在王冠里掺银子,份量不是也一样吗。国王想,对呀,如果王 冠外面是金的,里面掺银,不是也看不出来吗?又不能将王冠的所有零件全 部拆开重新验证。在场的大臣谁也没有办法解决这个问题。苦无良策的国王 于是想到了大科学家阿基米德,于是派人把这个全国最聪明的人请来,让他 在不损坏王冠的条件下,弄清楚王冠里面有没有掺假。


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