四边形的重心怎么找,四边形重心位置计算公式

首页 > 书籍文档 > 作者:YD1662023-04-22 09:27:05

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巴勒莫大教堂(局部),作者摄。

上帝乃几何学家。——柏拉图

作者 | 蔡天新

来源 | 赛先生(ID:mrscience100)

01 叙拉古城

公元前287年,阿基米德出生在地中海最大的岛屿——西西里东南港市叙拉古(又译锡拉库萨),这个年份是依据他的死亡年份和寿命推算出来的。

12世纪的君士坦丁堡(今伊斯坦布尔)诗人、历史学家策策斯(Tzetzes)被认为是学究的完美典范,这位诗人的母亲是格鲁吉亚人,年轻时担任省长秘书,后来以教书和写作为生。他最著名的一部拜占庭重音(教诲)诗集《千千诗集》(又名《史书》)共一万二千多行,引用作家达四百多人,包含了许多轶文。其中提到,“智者阿基米德是叙拉古人,著名的机械制造师,终生研究几何学,活到七十五岁。”

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叙拉古的奥提伽岛,阿基米德在此抗击罗马人。

阿基米德原本是有传记的,作者是他的一位叫赫拉克利德(Heraclides)的朋友。赫拉克利德与公元前6世纪的哲学家赫拉克利特(Heracleitus)不是同一个人,也非同一个时代。还有一位公元前4世纪的天文学家赫拉克利德斯(Heracleides)名字也很相近,后者是柏拉图的学生和学园管理者,曾率先提出地动说,并认为水星和金星是绕日旋转的。6世纪的数学注释家欧托基奥斯(Eutocius)曾不止一次提到这本传记,可惜后来失传了。阿基米德的生平事迹,如同米利都的泰勒斯一样,散见于古代的各种文献中。

古希腊共有四个主要部落,分别是亚加亚人(迈锡尼人)、爱奥尼亚人、多利安人和伊奥尼亚人。叙拉古住着多利安人,稍北的卡塔尼亚住着爱奥尼亚人;一水之隔的亚平宁半岛最南端住着伊奥尼亚人(泰勒斯被认为是伊奥尼亚学派的创建人),稍北的毕达哥拉斯学园所在地塔兰托则住着迈锡尼人,他们说着不同的方言。

多利安人最早出现在荷马史诗《奥德赛》中,他们生活在克里特岛上。追根溯源,多利安人可能来自巴尔干岛北部,后迁移到伯罗奔尼撒半岛、罗德岛、克里特岛和西西里岛东部地区。叙拉古的多利安人多是从科林斯移民来的,那是在伯罗奔尼撒半岛与希腊本土的接壤处。

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沉思的阿基米德。意大利画家费蒂作于1620年。

大约在阿基米德出生前一个世纪,叙拉古人建立起一个帝国,他们向北把势力扩大到意大利南部,向南与迦太基(今北非突尼斯)人进行了三次战争,后者是地中海东岸的腓尼基人建立起来的。但在阿基米德出生前两年,叙拉古帝国突然瓦解。

在阿基米德生活的年代,古希腊的鼎盛时期已经过去,经济、文化中心转移到埃及北部的地中海港市亚历山大;与此同时,亚平宁半岛上新兴的罗马帝国,正不断地扩张势力。阿基米德生长在这一新旧交替的时代,而叙拉古城也成为多种势力的角力场所。

阿基米德出身贵族,他的父亲菲迪亚斯是一位天文学家,与早些时候的那位大雕刻家、画家、建筑师同名,却没有亲戚关系,后者曾参与雅典卫城上的巴特农神庙建设。有人因此推断他的爷爷是艺术家,或者至少是艺术爱好者。

可以确认的是,阿基米德从小受父亲影响,喜欢思考和研究。大约在十岁左右,父亲送他到埃及的亚历山大念书,那是当时西方世界的学术中心,有一座著名的大学和图书馆。学者云集,数学、天文学、医学研究较为发达,阿基米德跟随包括欧几里得门徒在内的专家学习,打下了日后从事科学研究的基础。据说他在亚历山大发明了螺旋泵——一种提水的装置,曾被埃及人广泛使用。

02 亚历山大

阿基米德在亚历山大求学的经历我们不甚了解,其时赫赫有名的大数学家欧几里得很可能已不在人世,至少离开教学岗位了。因为欧几里得虽然生卒年和出生地不详,但他的执教应大体在托勒密一世统治时期(约公元前323-前285)。在亚历山大期间,阿基米德至少结交了三位同窗或好友,科农(Conon)、多西修斯(Dositheus)和厄拉托色尼(Eratosthenes)。

科农是萨摩斯人,与他的前辈老乡毕达哥拉斯一样,也是一位数学家和天文学家。科农是阿基米德最要好、最信得过的朋友,两人的友谊维持了一生,他后来成为托勒密三世的宫廷天文官。科伦在圆锥曲线方面的工作,成为阿波罗尼奥斯(Apollonius)《圆锥曲线论》第四卷的基础。

厄拉托色尼是北非昔兰尼加(今利比亚拜尔盖)人,他比阿基米德小十来岁,却有着“柏拉图第二”的雅号,后来担任亚历山大图书馆馆长,平素非常讲究穿戴,八十岁时因为双目失明绝食身亡。

厄氏多才多艺,写过十卷本的古代戏剧史,是一位五项全能运动员,他在数学方面创立了筛法,这个方法及其推广如今在数论领域仍十分有用。他测出了地球的周长,与准确的数字只差两百公里;还根据大西洋和印度洋的潮涨潮落情况,推断它们是相通的,15世纪的葡萄牙探险家达·伽马依据此理论从水路到达印度。他还利用极圈和回归线划分出地球的五个气候带,沿用至今。

返回故乡叙拉古以后,阿基米德与科农、厄拉托色尼保持通信,他把《抛物线求积》、《论螺线》、《球柱和圆柱体》的论著寄给科伦,把《论力学定理和方法》和《群牛问题》的论著寄给厄拉托色尼,通过他们也转达给了亚历山大的同行,而两位朋友也把自己的工作告诉阿基米德。

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