数学史论文,阿基米德

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数学史论文
数学家阿基米德
概述
• 阿基米德(公元前287年—公元前 阿基米德(公元前 公元前212 年 公元前 ),古希腊哲学家 数学家、 古希腊哲学家、 年),古希腊哲学家、数学家、物理学 出生于西西里岛的叙拉古。 家。出生于西西里岛的叙拉古。阿基米 德到过亚历山大里亚, 德到过亚历山大里亚,据说他住在亚历 山大里亚时期发明了阿基米德是螺旋抽 水机。 水机。后来阿基米德成为兼数学家与力 学家的伟大学者,并且享有“力学之父” 学家的伟大学者,并且享有“力学之父” 的美称。 的美称。阿基米德流传于世的数学著作 余种, 有10余种,多为希腊文手稿。 余种 多为希腊文手稿。
在工程和日常生活中,经常使用一些简单机械,譬如:螺丝、滑 车、杠杆、齿轮等,阿基米德花了许多时间去研究,发现了“杠 杆原理”和“力矩”的观念,对于经常使用工具制作机械的阿基 米德而言,将理论运用到实际的生活上是轻而易举的。他自己曾 说:“给我一个支点和一根足够长的杠杆,我就能撬动整个地 球。”
当代数学大师
几何学方面 阿基米德确定了抛物线弓形、螺线、 阿基米德确定了抛物线弓形、螺线、圆形的面积以及椭 球体、 球体、抛物面体等各种复杂几何体的表面积和体积的计算方 在推演这些公式的过程中,他创立了“穷竭法” 法。在推演这些公式的过程中,他创立了“穷竭法”,即我 们今天所说的逐步近似求极限的方法, 们今天所说的逐步近似求极限的方法,因而被公认为微积分 计算的鼻祖。他用圆内接多边形与外切多边形边数增多、 计算的鼻祖。他用圆内接多边形与外切多边形边数增多、面 积逐渐接近的方法,比较精确的求出了圆周率。 积逐渐接近的方法,比较精确的求出了圆周率。面对古希腊 繁冗的数字表示方式,阿基米德还首创了记大数的方法, 繁冗的数字表示方式,阿基米德还首创了记大数的方法,突 破了当时用希腊字母计数不能超过一万的局限, 破了当时用希腊字母计数不能超过一万的局限,并用它解决 了许多数学难题。 了许多数学难题。
因为他的杰出贡献,美国的E.T.贝尔在《数学人物》上是这样评 价阿基米德的:任何一张开列有史以来三个最伟大的数学家的 名单之中,必定会包括阿基米德,而另外两们通常是牛顿和高 斯。不过以他们的宏伟业绩和所处的时代背景来比较,或拿他 们影响当代和后世的深邃久远来比较,还应首推阿基米德。
“阿基米德羊皮书”提供
名言
“给我一个支点,我能撬动整个地球。” 首先,要在地球上举起与地球等重量的物体要6*10^22 的力,若他能用的最大力为600N,哪根据杠杆平衡条件,动 力臂要是阻力臂的10^22倍。而即使有这样长的杠杆,在茫茫 宇宙中,也不会有相对于地球静止的固定支点,应为太阳系 中的星体无时无刻不在运动着。而即使找到这样的支点,哪 怕只是撬动地球1mm,他在宇宙中所画过的圆弧也会达到 10^17km(约10000光年),这够他玩一辈子的了。所以到现 在为止也不可能只要在宇宙中给他一个支点,他就能把地球 撬起来。但如果你能找到方法一定会轰动世界 。
Thank you!
对于阿基米德来说,机械和物理的研究发明还只 是次要的,他比较有兴趣而且 投注更多时间的是纯理论 上的研究,尤其是在数学和天文方面。在数学方面,他利 用“逼近法”算出球面积、球体积、抛物线、椭圆面积, 后世的数学家依据这样的“逼近法”加以发展成近代的 “微积分”。他更研究出螺旋形曲线的性质,现今的“阿 基米德螺线”曲线,就是为纪念他而命名。另外他在《恒 河沙数》一书中,他创造了一套记大数的方法,简化了记 数的方式。
中文名: 中文名:阿基米德 别名: 别名:力学之父 职业: 职业:哲学家、数学家、物理学家 主要成就: 主要成就:几何体的表面积和体积的计 算方法 • 代表作品:《论球和圆柱》、《论螺 代表作品: 线》、《沙的计算》、《论图形的平 衡》。 • • • •
关于浮力原理,有这样一个的传说。 相传叙拉古赫农王让工匠替他做了一顶纯金的王冠,做好后,国王 疑心工匠在金冠中掺了假,但这顶金冠确与当初交给金匠的纯金一 样重,到底工匠有没有捣鬼呢?既想检验真假,又不能破坏王冠, 这个问题不仅难倒了国王,也使诸大臣们面面相觑。 后来,国王请 阿基米德来检验。最初,阿基米德也是冥思苦想而不得要领。一天, 他在家洗澡,当他坐进澡盆里时,看到水往外溢,同时感到身体被 轻轻托起。他突然悟到可以用测定固体在水中排水量的办法,来确 定金冠的比重。他兴奋地跳出澡盆,连衣服都顾不得跑了出去,大 声喊着“尤里卡!尤里卡!”。 他经过了进一步的实验以后来到王 宫,他把王冠和同等重量的纯金放在盛满水的两个盆里,比较两盆 溢出来的水,发现放王冠的盆里溢出来的水比另一盆多。这就说明 王冠的体积比相同重量的纯金的体积大,密度不相同。所以证明了 王冠里掺进了其他金属。 这次试验的意义远远大过查出金匠欺 骗国王,阿基米德从中发现了浮力定律(阿基米德原理):物体在 液体中所获得的浮力,等于他所排出液体的重量。一直到现代,人 们还在利用这个原理计算物体比重和测定船舶载重量等。
重视实践 阿基米德和雅典时期的科学家有着明显的不同,就是他 既重视科学的严密性、准确性,要求对每一个问题都进行精 确的、合乎逻辑的证明;又非常重视科学知识的实际应用。 他非常重视试验,亲自动手制作各种仪器和机械。他一生设 计、制造了许多机构和机器,除了杠杆系统外,值得一提的 还有举重滑轮、灌地机、扬水机以及军事上用的投石车等。 被称作“阿基米德螺旋”的扬水机至今仍在埃及等地使用。
的《方法论》和《十四巧 板》这两篇阿基米德遗作 的重新问世,确实可以说 是“改写了科学史”。
研究者们将“阿基米德羊皮书”一页页 拆开,利用各种现代的成像技术,最终 竟然成功地完整重现了那份在700多年 前已经被从羊皮纸上刮去的抄本内容。 于是传世阿基米德著作的第三个抄本重 新出现了。它现在被称为“抄本C”,成 为存世的阿基米德著作抄本中最古老的 版版本。 “抄本C”中包括了阿基米德的7篇 著作:《论平面平衡》、《球体和圆柱 体》、《测圆术》、《论螺线》、《论 浮体》、《方法论》、《十四巧板》。 其中前五篇是以前“抄本A”和“抄本B” 系统已经承传下来,为世人所知的;而 最为珍贵的是最后两篇,即《方法论》 和《十四巧板》,这是以前从未出现过 的。
阿基米德螺旋永动机 。
阿基米德设计的永动机被称为阿基米德螺旋汲水器, 它的原理是:先靠人力把汲水器最上面的水槽装满水, 水从水槽中流出带动汲水器外面的一个个轮叶,使汲 水器转达动。汲水器将水再吸到上面的水槽中,这样 螺旋汲水器就可以不停地运转了。 细心的读者可能会发现,尽管这一装置巧妙地利用了 水的势能与水和汲水器的动能之间的互相转化,然而 摩Biblioteka Baidu损耗是必定存在的,损耗的机械能,将转化为热 能,汲水器不可能永远转动。 要是阿基米德懂得能的转化和守恒定律的话,他就不 会把宝贵的时间浪费在永动机的发明上了。
天文研究
他曾运用水力制作一座天象仪,球面上有日、月、星辰、 五大行星,根据记载,这个天象仪不但运行精确,连何时 会发生月蚀、日蚀都能加以预测。晚年的阿基米德开始怀 疑地球中心学说,并猜想地球有可能绕太阳转动,这个观 念一直到哥白尼时代才被人们提出来讨论。
个人著述
作为数学家,他写出了《论球和圆柱》、《圆的度量》、 《抛物线求积》、《论螺线》、《论锥体和球体》、《沙 的计算》等数学著作。 作为力学家,他着有《论图形的平衡》、《论浮体》、 《论杠杆》、《原理》等力学著作。
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