“尤里卡”金奖与阿基米德的故事

作者: 杨克勤

阿基米德是古希腊一位天才的数学家、物理学家和机械学家,是力学这门学科的真正创始人。他于公元前287年出生于西西里岛的城邦国家叙拉古,公元前212年在第二次布匿战争中为罗马士兵所杀。

作为一个物理学家,阿基米德研究过杠杆的作用,提出了杠杆原理。他最著名的发现是有关浮力的定律,即物理学中常提到的“阿基米德原理”。阿基米德是他那一时期最伟大的学者之一,不仅长于思维,也很注重实用,特别喜欢通过实验来寻找自然界的规律。著名的“王冠问题”就是一个典型例子。

一天,叙拉古王国的国王希罗把阿基米德召去。“请看这顶王冠”,国王说,“它是由纯金制成的,还是掺有银呢?我很想弄清楚这个问题,因为我为这顶王冠花了很多钱。”

阿基米德拿起王冠看了看,王冠看上去像是用黄金制成的,但也可能掺有其他金属,怎么证明呢? “回家去想一想”,国王说,“做些实验,大家都说你的实验很管用。”

阿基米德回到家里,冥思苦想,想不出答案。最后,感到累了,就到公共澡堂去洗澡。他站在浴池旁,看着浴池,池水不很满,一进入浴池,水就满到池边。

阿基米德坐在池中,忽然受到了启发。“尤里卡!尤里卡!”(意为:我找到了!我找到了!)他用希腊语高声嚷道:“我终于找到办法了!”

他跳出浴池,穿过街道,跑回了家。街上行人都大吃一惊,因为他光着身子,一丝不挂。原来阿基米德心里只顾想着那个奇妙的主意,忘了穿衣服!

他又在家里做了些简短的实验,然后去见国王。“陛下”,他说,“您的问题我已找到答案了,请允许我做一个实验给您看。”

阿基米德把一些金子和银子放在桌子上两个罐子的旁边,然后说:“您的王冠重4磅,这块黄金也重4磅,而这块银子同样也是重4磅。可是黄金比白银重,所以银块就比金块大,对吗?”

“对! ”国王说。

“好!您来帮我一下好吗? ”阿基米德道,“这个大罐盛满了水,如果您把金子放进去,水就会从大罐流到小罐。请您计算一下流出的水量,只要在罐子里做个标记就行。”

阿基米德取出金子,然后再把大罐装满水,把小罐倒空。“这次请您把银块放进去,用同样的方法测量从大罐流到小罐的水量。”

国王照着做了。阿基米德接着说,“现在,我们把王冠放进去。如果王冠是纯金制的,水就会达到第一个标记;如果王冠是白银制的,水就会达到第二个标记。”

他们注意地观看着:水处于两个标记之间。“瞧!”阿基米德喊道,“这就是答案:您的王冠不是纯金制的,里面还掺有银子。”

阿基米德真是太聪明了!他那个时候人们根本不懂得“密度”这个概念,更不懂得“浸入液体里的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于它排开液体受到的重力”这个浮力定律。阿基米德以他如醉如痴的追求,天才地找到了这一原理。从此阿基米德原理写到了几乎每一本物理学教科书中,直到现在,而“尤里卡——我找到啦! ”也成为人类在自然科学领域里有所发现、有所发明的代名词。世界上最著名的发明博览会就是冠以“尤里卡”这一名称,并设有“尤里卡”金奖。