第四回 專注——?jiǎng)?chuàng)造力的源泉

阿基米德（Archimedes）

公元前287年生于西西里島（Sicilia，今屬意大利）的敘拉古（Sracusa），

公元前212年卒于敘拉古。

數(shù)學(xué)、力學(xué)、天文學(xué)。

陽(yáng)光閃爍，敘拉科西亞是那么耀眼，國(guó)王和他的臣民們只能斜著眼看它。它在船塢里，等待著入水式。這不是一艘尋常的船，敘拉科西亞是用最好的材料造的，船頭很堅(jiān)固，設(shè)計(jì)很新穎，裝飾也很豪華。

亞歷山大里亞的托勒玫王曾下令造船，敘拉古的希羅王遵照命令把船造出來(lái)了，而且造得很大。他想請(qǐng)托勒玫王來(lái)參加下水儀式。船雖造好了，但是沒(méi)有辦法把它送下水。希羅王很為難，只好請(qǐng)阿基米德來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。

阿基米德曾在希羅王面前自夸：只要給我個(gè)立足點(diǎn)，我就能移動(dòng)地球。這是因?yàn)榘⒒椎掳l(fā)現(xiàn)了杠桿定律。利用杠桿，人們就能舉起比自己重很多倍的東西。

這船是在碼頭邊上造成的，當(dāng)阿基米德來(lái)到這里時(shí)，見(jiàn)到那么多人聚集在這里，感到驚訝。成群結(jié)隊(duì)的工人們把貨物裝上船。在另一個(gè)斜坡上，服務(wù)員幫助旅客上甲板。希羅王決定讓船盡可能地重，以此來(lái)考驗(yàn)阿基米德的創(chuàng)造力。

阿基米德開(kāi)始工作了。有幾個(gè)年輕人做助手，把準(zhǔn)備好的滑輪、杠桿和繩子放在船的周圍。人們都認(rèn)為：這些機(jī)械設(shè)備，不可能移動(dòng)像敘拉科西亞這么大的船。那么，阿基米德用這些機(jī)械干什么呢？

最后，一切都準(zhǔn)備好了。阿基米德坐在海濱的一個(gè)小椅子上。在希羅王發(fā)出信號(hào)時(shí)，阿基米德把附在第一個(gè)滑輪上的繩子徐徐拉動(dòng)。慢慢地，幾乎毫不費(fèi)力地，華麗而沉重的船開(kāi)始向海移動(dòng)。一會(huì)兒，該船滑入水中。困惑不解的人們高興地手舞足蹈，歡呼不已。

阿基米德是一位解題能手，他喜歡思考科學(xué)問(wèn)題，例如：如何測(cè)量圓的周長(zhǎng)。然而，他更樂(lè)意幫助家鄉(xiāng)（敘拉古）解決實(shí)際問(wèn)題。那時(shí)候，敘拉古是希臘的一部分。阿基米德和他的父親菲季阿都在這里出生，他喜歡這個(gè)城市。敘拉古處于西西里島的海濱，很快就發(fā)展成為重要的商業(yè)中心，它是個(gè)適合思想家居住的地方。阿基米德去過(guò)亞歷山大里亞，它也是個(gè)適合思想家居住的地方。當(dāng)時(shí)他還年輕，在那里結(jié)識(shí)了一些朋友。但是，他還是不想離開(kāi)敘拉古。

阿基米德的父親菲季阿，曾是一位有名的天文學(xué)家。這也許是阿基米德對(duì)太陽(yáng)、月亮和行星感興趣的原因吧！一天他開(kāi)始思考大數(shù)。絕大多數(shù)人深信：表示充滿海岸的沙粒的數(shù)字不存在。沙是不能數(shù)的，所以那數(shù)必定大到超過(guò)了想像力。阿基米德喜歡挑戰(zhàn)：他計(jì)算海岸的沙的數(shù)目，好像這不夠困難；他決心計(jì)算填滿整個(gè)已知宇宙的沙粒有多少？（在那時(shí)，人們認(rèn)為：宇宙是太陽(yáng)、月亮和五個(gè)行星之間的空間；當(dāng)時(shí)，認(rèn)定只有金星、水星、火星、木星和土星五個(gè)行星。）

首先，阿基米德計(jì)算裝滿一顆罌粟種子大小的沙有多少粒；然后，他計(jì)算裝滿人的一個(gè)手指大小的罌粟種子有多少顆；進(jìn)而他計(jì)算填滿一個(gè)露天劇場(chǎng)要用多少個(gè)手指。阿基米德這樣一直做下去，最后得到它的答案是：1063粒（讀作：10的63次方）。這數(shù)以例證表明阿基米德表示大數(shù)的新系統(tǒng)。他使用指數(shù)表明：一個(gè)數(shù)該被自乘多少次。

阿基米德把宇宙的大小估計(jì)得太小了。但是他計(jì)算了要填滿那個(gè)空間要用多少沙粒。這引進(jìn)了思考的新途徑。一天，希羅王說(shuō)：“阿基米德，我有另一個(gè)問(wèn)題要向你請(qǐng)教?！?/p>

“好，陛下，我能給你什么幫助嗎？”

“情況有一點(diǎn)我不滿意，”國(guó)王詳細(xì)地說(shuō)，“我告訴了你，你可不要告訴任何人！”

“當(dāng)然可以，請(qǐng)你相信我。”

“我的問(wèn)題就在這里。丟奧森內(nèi)斯為我造了個(gè)新皇冠，那不是？用絲絨包著的?！?/p>

“真華麗，陛下！你是否喜歡它？”

“從外表上看，我也喜歡，但是，我總覺(jué)得沒(méi)有完全按照我的要求做。”國(guó)王解釋說(shuō)，“你知道，我為丟奧森內(nèi)斯提供了制造皇冠所需要的金子。但是，現(xiàn)在我懷疑金匠在皇冠內(nèi)以銀代替了金，而把貴重的金子據(jù)為己有。”

“噢！”阿基米德被難住了，“當(dāng)然，你不想把漂亮的皇冠割開(kāi)，看個(gè)究竟。你讓我證明你核對(duì)過(guò)皇冠的重量與你給予丟奧森內(nèi)斯的金子是一樣的重，是嗎？”

希羅王點(diǎn)頭。阿基米德沒(méi)有立即解答出國(guó)王的問(wèn)題，他有點(diǎn)困惑。

阿基米德答應(yīng)思考這個(gè)問(wèn)題，然后就走開(kāi)了，他常常心不在焉地自言自語(yǔ)沉浸于問(wèn)題中，連自己該往哪里走都忘了。有時(shí)撞著人，有時(shí)走到馬車前面，有時(shí)甚至連吃飯也忘了，直到他的朋友提醒他。

一天，阿基米德在公共浴室洗澡，當(dāng)他坐進(jìn)木盆，一個(gè)思想像閃電一樣出現(xiàn)了。他是那樣的興奮，為他的發(fā)現(xiàn)而興奮，他沖出浴室跳著跑著上了街，喊道：“發(fā)現(xiàn)了，發(fā)現(xiàn)了！”竟然連衣服也忘了穿。阿基米德就這樣發(fā)現(xiàn)了浮力定律。

在澡盆里，阿基米德觀察到被他的身體排出的水量。他注意到：在他降低和升高他的身體時(shí)，水面也隨著升高或下降；當(dāng)他的身體完全進(jìn)入水中時(shí)，水對(duì)他的浮力最大，水的浮力使他飄起來(lái)。經(jīng)過(guò)思考，他認(rèn)識(shí)到：支持的體積越大，水的浮力越大。有較大體積的物體與同樣重量的小物體相比，承受著較大的浮力。例如，六寸的塑料尺和一個(gè)鎳幣一樣重。但是，尺浮而鎳幣下沉。因?yàn)槌咦佑休^大的體積，所以就有較大的浮力。

阿基米德知道：丟奧森內(nèi)斯為希羅王制造的皇冠與國(guó)王給他的金子應(yīng)該一般重才對(duì)，但是，如果這個(gè)皇冠排出的水多于同樣重量的金子，就意味著皇冠的體積較大，所以，它必定包含著比金密度小的物質(zhì)——銀。他把與皇冠同樣重的金放入水中，看水升高多少；然后，他又把皇冠置入水中，看見(jiàn)水升得較高。由此證明：皇冠有較大的體積，不是純金。對(duì)于制造皇冠的金匠，后來(lái)如何處置，沒(méi)人知曉。

關(guān)于他的發(fā)現(xiàn)，阿基米德寫(xiě)了許多小冊(cè)子。有些小冊(cè)子仍保存在博物館中。阿基米德經(jīng)常研究圓。他發(fā)現(xiàn)了圓的周長(zhǎng)和圓的直徑的確切的比。為此，他在圓內(nèi)畫(huà)了一個(gè)有許多邊的多邊形；又畫(huà)了另一個(gè)多邊形把圓包括在內(nèi)。他得到著名的準(zhǔn)確比，用的就是這種方法。在許多次試驗(yàn)之后，阿基米德宣布：這比在31〖〗7和310〖〗71之間，并稱之為pi（π），現(xiàn)在已經(jīng)被計(jì)算到小數(shù)點(diǎn)后許多位。

阿基米德對(duì)圓的工作，引導(dǎo)他去研究所有種類的曲線、球和螺線。他花很多時(shí)間繪制模型，仔細(xì)地寫(xiě)下他的觀察結(jié)果。當(dāng)時(shí)沒(méi)有書(shū)寫(xiě)工具，他就從火中撥出冷灰，在上面畫(huà)。他常在沙盤上工作。最后，他為發(fā)現(xiàn)的曲線、曲面、圓、球、圓錐曲線和螺線的面積、體積和重心給出了證明。阿基米德最引為自豪的發(fā)現(xiàn)是刻在他的墓碑上的球和圓柱圖解。阿基米德在這些領(lǐng)域作出的研究成果都是杰出的，直到18世紀(jì)后半葉，有了新的工具之后，后人的研究才有了新的進(jìn)展。

“您是否考慮過(guò)：如果你多做這些實(shí)用性的研究，而不是搞這些圖形，你會(huì)多么有錢?。　币惶?，阿基米德的一個(gè)鄰居問(wèn)他。

“也許錢和名對(duì)某些人來(lái)說(shuō)，是重要的。我寧愿做我最感興趣的事！”阿基米德回答。

“但是，螺旋抽水車是你發(fā)明的，這是實(shí)用的，是不是？”

“我以為每個(gè)人都該樂(lè)于幫助別人。但是，如果我花我的整個(gè)生命設(shè)計(jì)機(jī)械玩具，我會(huì)有失敗感。”阿基米德笑著說(shuō)。

與他的數(shù)學(xué)論文相比，像螺旋抽水車這樣的發(fā)明，對(duì)于阿基米德來(lái)說(shuō)，就像玩具。但是，螺旋抽水車確實(shí)是重要而且實(shí)用的工具。它的主體是一個(gè)管子，一端開(kāi)著，里面有一根棒。當(dāng)?shù)投艘砸粋€(gè)角度浸入水中，上端旋轉(zhuǎn)，螺旋就像麥稈一樣把水抽到頂部。在埃及，農(nóng)民們使用它，抽尼羅河的水來(lái)灌溉。水手們也使用它把船中的水排出去。在西班牙，它被用于把礦井中的水排出來(lái)。

阿基米德在他接近生命末尾時(shí)，不得不花較多的時(shí)間去研究實(shí)用裝置。羅馬和迦太基都爭(zhēng)奪西西里（敘拉古為該島首府）；人們稱之為迦太基之戰(zhàn)。在希羅王死后，他的孫子希羅尼姆斯接收西西里，愚蠢地加入了迦太基聯(lián)盟。羅馬人籌劃著攻擊，并且，輕易地侵占了西西里，但是，他們沒(méi)有想到：阿基米德創(chuàng)造了那么多新武器，為敘拉古增強(qiáng)了防守。

在阿基米德的指導(dǎo)下，軍隊(duì)開(kāi)始了進(jìn)攻性的計(jì)劃。首先，他向他們展示：如何使用大彈弓，這種裝置能把巨石越過(guò)城墻扔到港灣里的船上。然后，他們?cè)诘鼗辖ㄔ扉L(zhǎng)竿，讓它能轉(zhuǎn)到城墻的任何部分。當(dāng)它轉(zhuǎn)到城墻外面時(shí)，把杠桿松開(kāi)，巨石就落到敵人的船上，給他們以毀滅性的打擊。阿基米德還設(shè)計(jì)了巨大的起重機(jī)，把它裝在城墻上，能把船吊起，并把甲板上所有敵人倒入海中。

羅馬人打算在兩年內(nèi)侵占敘拉古，但是沒(méi)有成功。在看到阿基米德天才的巧妙的炮后，羅馬水手中有不少人是“一朝被蛇咬，十年怕井繩”。有時(shí)，如果船離岸太近，希臘人從城墻上吊根繩子下去，羅馬人就以為這又是阿基米德的什么新發(fā)明，將會(huì)毀滅他們，便紛紛逃命。

羅馬軍事指揮官馬塞路斯對(duì)于敗在阿基米德手里感到困惑和憤怒。他期待著有那么一天，希臘人會(huì)放松防守。這一天終于來(lái)到了，希臘人過(guò)紀(jì)念阿耳忒彌斯的節(jié)日，敘拉古的兵士們休息、過(guò)節(jié)、只顧吃喝的時(shí)候，忘記了城外的敵人。羅馬人已經(jīng)占領(lǐng)了這座城市，他們還不知道發(fā)生了什么事。

阿基米德曾觸怒馬塞路斯，但是，馬塞路斯尊重這位數(shù)學(xué)家的品德和智慧。在他的兵士們下船之前，馬塞路斯下了嚴(yán)格的命令：不得傷害阿基米德，必須捉活。

和他的同胞不一樣，在羅馬人侵占該城時(shí)，阿基米德沒(méi)有去參加節(jié)日活動(dòng)，像往常一樣，他深深地沉浸于幾何問(wèn)題中。他沒(méi)有想到有什么不尋常的事發(fā)生，他只知道：有個(gè)人站在陽(yáng)光下，他的影子投在地上，那正是他畫(huà)幾何圖形的地方。

他說(shuō)：“不要擋住光線，你聽(tīng)見(jiàn)了嗎？”又說(shuō)：“你沒(méi)看見(jiàn)，我在工作嗎？”

“老頭，起來(lái)跟我走！”這個(gè)士兵命令道。

阿基米德沒(méi)有聽(tīng)見(jiàn)，他繼續(xù)工作，皺眉沉思，深深地專注于研究。他沒(méi)有注意到那個(gè)士兵佩帶著劍。這個(gè)士兵驕傲和粗魯，不遵從馬塞路斯的命令，拔出了劍，刺死了古代世界最偉大、最富有創(chuàng)造力的天才。

馬塞路斯深感悲痛，他立即為崇高的阿基米德舉行了隆重的葬禮，對(duì)于阿基米德的家屬盡全力予以安慰和照顧。阿基米德早年就有過(guò)這樣的要求：將在圓柱體內(nèi)畫(huà)一個(gè)球體的圖刻在他的墓碑上。馬塞路斯讓他的這個(gè)要求變成了現(xiàn)實(shí)。

1. 敘拉古屬希臘，所以，希羅王要聽(tīng)從托勒玫王的命令。