浴缸中的阿基米德和曹冲称象

有这么两个故事,一个故事的主角,就是那个“给我一个支点,我就能撬起整个地球”的阿基米德。

相传古希腊叙拉古的赫农王,让工匠替他做了一顶纯金王冠。但做好后,赫农王怀疑工匠做了手脚,有可能把其中的部分黄金给私吞了,要想查证,但又不能破坏王冠,而这顶金冠的质量,的确与当初交给金匠的纯金质量是一样的。这个问题不仅难住了国王,也使得大臣们个个面面相觑。于是有大臣提议,让国王派人去请当时著名的学者阿基米德。

浴桶里的启发

国王要阿基米德研究一下这顶王冠,是不是都是用纯金制成,而且不能把王冠给弄坏了。接过这顶似乎有点烫手的王冠,阿基米德整天捧着王冠苦苦地思索着,冥思苦想中似乎一点儿办法也没有了……。

一天,阿基米德去浴室洗澡.当他跨入浴桶,随着身子慢慢浸入浴桶,一部分水也就从桶边溢了出来,他同时感受到身体被轻轻托起。阿基米德面对身边这个现象,头脑中的灵感尤如一道闪电,突然悟出可以用测定固体在水中所受到浮力的办法,来确定金冠的相对密度。一下子,他从浴桶中一跃而出,忘记了自己还裸露着身子,奔向街头,一边跑一边大声喊着“尤里卡!尤里卡!”(意思是“找到了”)。这时,他那发现科学真理时的快乐,和精神上得到的那种满足,是一般人无法想象的。

阿基米德马上找来一块金块和一块同等质量的银块,分别放入一个盛满水的容器中,看看有多少水量能从其中溢出来。他发现,尽管金块和银块有着同样的质量,但银块溢出的水量却多了一些。

于是,阿基米德赶到王宫,马上让国王把王冠和同等质量的纯金放到盛有相同体积水的两个盆里,比较两个盆中溢出的水量,结果发现放王冠的盆里溢出的水量,比另一个盆要多了些。说明了王冠体积比相同质量纯金的体积要大,相对密度的不相同,证明这顶纯金的王冠已经被人做了手脚,掺入了其他的金属,问题就这么一下子解决了。

在这里,阿基米德发现了著名的浮力定律(阿基米德原理):物体在液体中所获得的浮力,等于它所排出液体的质量。直至今天,人们还在利用这个原理来计算物体的相对密度和测定船舶的载重量(即广为人知的排水量法)。

曹冲称象

无独有偶,古代中国同样也有一个类似的故事,不过,这故事的主角却换成了一个小孩。

三国时期,有一次,东吴的孙权给曹操送来一只大象,这大象一到许昌,曹操就带领文武百官和小儿子曹冲,一同去看大象。这大象又高又大,光腿就象大殿的柱子一样粗,人靠近比一比,显得那么地矮小。曹操对大家说:“这只大象真叫大,你们谁知道它有多少斤?”大臣们纷纷议论开了:“哎呀!这么大的一个傢伙,可怎么去称呢?”

有人说:“那只有造一杆顶大的秤来称。”而另一个说:“这要造多大的一杆秤呀?再说,这秤挂在哪儿呢?还有这大象可是活的,你怎么去称呀?我看只有宰了它,切成一块块来称。”他的话还没说完,所有的人都哈哈大笑起来。有人说:“你这算是什么办法?为了称一下有多重,就把大象活活给宰了,不觉得可惜?”大臣们接连提出好多办法,结果一个个都难以行得通。这可真叫人为难呀。

这时,在旁边看大象的一个小孩,对曹操说:“父亲啊,我有个法儿,可以把大象给称一下。”

曹操回首一看,是自己心爱的小儿子曹冲,就笑着说:“你这把小小年纪,能有什么办法?说说看,看你说得有没有道理?”曹冲依着曹操耳边,轻声地讲了一番。曹操听完就连声叫好,马上吩咐下边,按曹冲的方法去办,然后对众大臣们说:“走!咱们大家都到河边看称象去!”

莫名其妙的众大臣随曹操来到河边,只见河面上已经来了一艘大船,停下后,曹冲吩咐把大象牵到船上,等到船身稳定后,在船舷旁近水面的位置上,刻上一条线,叫人把大象牵回岸上。然后把一些刚运到的大小不一石头,一块一块往船上装,船身也就一点点地往下沉,等船身沉到刚才刻划的那条线再次和水面一样平时,曹冲就叫人停止装石头。

大臣们一个个睁大眼睛,起初还搞不明白究竟是怎么回事?到了这时,不由得纷纷连声称赞:“好办法!真是个好办法!”现在谁都明白,只要把船上的石头质量都加起来,不就解决问题了吗?

殊途同归也好,并驾齐驱也罢,不管这两个故事的真实性如何?饶有兴趣的是古代两个遥不可及的国度,智慧的人们就这么用上面这样两个充满神奇的故事,一丝不苟地告诉今人,科学在任何时候,在任何地方,闪烁着的永远都是真理的光芒!

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页面更新:2024-02-23

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