科普-中华学生百科全书-第489章
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量在水中也减轻了。忽然一个闪念使他联想到，溢出水量的体积等于他身体
浸入水中的那部分体积。那么，如果他把王冠浸入水中，根据水面上升的情
况，他就能说出王冠的体积。他将王冠的体积与等量金子的体积进行比较，
如果两者体积相等，就证明王冠是纯金的；假如王冠内掺有银子的话，王冠
的体积就会大些。想到这里，他抑制不住自己喜悦的心情，猛然从浴盆中跃
出，全身赤条条地奔到叙拉古的大街上，径直向皇宫跑去，他边跑边喊：“我
知道了！我知道了！”故事的结局是王冠确实被掺入一部分银子，造王冠的
金匠被处以死刑。
这就是阿基米德发现浮力原理的故事。
第二个故事是：“我要移动地球！”
在埃及，公元前 1500 年，就有人使用杠杆来抬起重的东西，但是人们不
懂得其中的道理，阿基米德细心地研究了这个原理。
阿基米德指出，在支点远端的一个小物体，会与支点近端的一个大物体
平衡，而且指出该物体的重量和离支点的距离成反比。这一原理解释了为什
么一大块顽石能用铁棍撬起的原因。因为铁棍正是一种杠杆，铁棍远端的力
与铁棍近端重物的力相平衡。
有一次，阿基米德对叙拉古国王说：“如果有一个站脚的地方，我将移
动地球！”国王听了非常吃惊，于是命令他去移动放在海崖边的一条大船。
这条大船体积大，相当重，很多人都因为拉不动而感到束手无策。于是阿基
米德设计了一组装置，用钩子钩住一组做成滑轮形式的杠杆。阿基米德非常
舒服地坐在椅子上，毫不费劲地用一只手就把一艘满载货物的大船从港口一
直拉到岸上。
第三个故事是：用新式武器阻挡罗马军队。
阿基米德年老的时候，叙拉古国和罗马之间发生了战争。罗马军队的最
高统帅马塞拉斯率领罗马军队包围了他所居住的城市，还占领了海港。阿基
米德虽不赞成战争，但又不得不尽自己的天职，保卫自己的祖国。
他制造了一种叫做石弩的抛石机，把大石块投向罗马军队的战舰，或者
使用发射机把矛和石块射向罗马士兵。
阿基米德还发明了多种武器，来阻挡罗马军队的前进。他发明了大型起
重机，把罗马的战舰高高地吊起，随后呼地一声将其摔下大海，船破人亡。
最后罗马士兵都不敢靠近城墙，只要有一根绳子在上方出现，他们就会被吓
跑，因为他们相信那个可怕的阿基米德一定在用一种什么新奇的怪物，会使
他们一命呜呼。
第四个故事是：镜子聚光。
太阳的光和热使地球上的万物生长，它蕴藏着无穷无尽的能量。那么，
是谁最早想到把太阳能聚集起来加以利用的呢？
再说叙拉古城遭到罗马军队的侵袭。罗马军队乘着张帆的战舰，耀武扬
威地驶向叙拉古港口，叙拉古城的青壮年和士兵们一起上前线去了，城里只
剩下了老人、妇女和孩子，处于万分危急的时刻。
就在这时，老阿基米德为了自己的祖国又站了出来。他让妇女和孩子们
每人都拿着自己家中的镜子一齐来到海岸边，让镜子对准强烈的阳光，集中
照射到敌舰的主帆上，千百面镜子的反光聚集在船帆的一点上，船帆燃烧起
来了，火势趁着风力，越烧越旺，罗马人不知底细，以为阿基米德又发明了
新式武器，就慌慌张张地退却了。
关于阿基米德的传说还有许多许多……
最后一个故事是：阿基米德之死。
公元前 212 年，罗马军队进入了叙拉古城。罗马军队的统帅马塞拉斯下
了一道命令：“要活捉阿基米德。”
在战争失败后，阿基米德对现实采取了学者的超然漠视的态度，专心致
力于数学问题的研究。有一天，阿基米德坐在残缺的石墙旁边，正在沙地上
画着一个几何图形。一个罗马士兵命令阿基米德离开，他傲慢地做了个手势
说：“别把我的圆弄坏了！”罗马士兵勃然大怒，马上用刀一刺，就杀死了
这位伟大的科学家。
阿基米德被杀的消息传来，最为惋惜的就是那位罗马军队的统帅马塞拉
斯，他为阿基米德举行了隆重的葬礼。
笛卡尔
什么是解析几何？在数学上“解析”就是代数的同义词。把代数与几何
融合为一体就被称为解析几何。解析几何是进行科学研究的重要的数学工
具。比如说，要确定船只在大海中航行的位置，就要确立经纬度，这就需要
精确地掌握天体运行的规律；要改善枪炮的性能，就要精确地掌握抛射物体
的运行规律。解决这些问题必须采用解析几何。因为它可以利用字母表示流
动坐标，用方程刻划一般平面的曲线。解析几何的发明人就是伟大的数学家
笛卡尔。
笛卡尔 1596 年 3 月 31 出生在法国，父亲是一位相当富有的律师。8 岁
时，父亲把他送进基督教会学校读书。他是一个很好的学生，因为身体不好，
学校允许他每天早上在床上学习。这个习惯一直保持到他老年的时候。
软弱的身体挡不住有志的笛卡尔在科学征途上奋飞。他 17 岁进入普瓦界
大学学习，20 岁毕业后到巴黎当了律师。在学校，笛卡尔就十分热爱数学，
在巴黎恰好遇到了两位热爱数学的神甫。在两位神甫的鼓励指导下，笛卡尔
又花了 1 年的时间钻研数学，进一步奠定了数学的根底。
笛卡尔在法国军队里呆过几年，但他没有打过仗，他把大量的时间都用
于哲学和数学的研究上。
1628 年，笛卡尔移居荷兰。他认为那里社会安定，思想自由，是搞学术
研究的好地方。在那里他住了 20 年。
笛卡尔一生对人类社会有许多的贡献，但最重要的是在数学方面。例如：
他是第一个使用开头的一些字母表示常量，用靠近结尾的一些字母表示变量
的。我们所熟悉的代数中的 x、y 就是来自于笛卡尔。他还引进了指数和平方
根的记号。
笛卡尔在军队服役期间热衷于研究数学，他一有时间就思考问题。他的
伟大发现就是在床上得到的。一天，他躺在床上，发现了空中飞动着的苍蝇。
他盯着苍蝇入了神。他想到苍蝇在每一时刻的位置可以用苍蝇所在的位置处
相交的三个相互垂直的平面来确定。在二维平面上，如在一张纸上，每一点
都可以由在这点相交的两条互相垂直的直线来确定。例如：地球表面上所有
的点都可以由经度及纬度确定。利用笛卡尔的坐标系，平面上的每一点都可
以用两个数的有序组来表示，如（2，5）或（…3，…6），这可以解释为“由
始点东边 2 个单位和北边 5 个单位”或“由始点西边 3 个单位和南边 6 个单
位”。对于空间中的点，需要用 3 个数的有序组，第三个数表示上下的单位。
一个代数方程表示一个变量 y 如何按照某种固定的格式依赖于另外一个
变量 x 的涨落。例如 y＝x2…5，对于x 的每一个数值，都有 y 的某个确定的值。
若令 X 等于 1，y 就成为…3；如 x 是 2，x 就是 3；如 x 是 3，y 就是等于 13，
如此等等。如果把这些 x、y 的组［（1，…3），（2，3），（3，13），……］
所代表的点变成笛卡尔坐标系下平面上的点，就得到一条光滑曲线，在这个
例子中是一条抛物线。每一条曲线通过笛卡尔坐标系表示一个特殊的方程；
每一个方程表示一条特殊的曲线。
笛卡尔应用坐标方法，把数学的两大形态——形与数结合了起来。解析
几何使变数进入了数学，立即使运动进入了数学，为微积分的创立奠定了基
础。
笛卡尔把这个概念写到了 1637 年出版的《方法论》一书中的附录之一《几
何》中。这也是他的唯一一部数学著作。
笛卡尔的一生著作极多，他的著作绝大部分是表达其哲学思想的。哲学
家的盛名掩盖了笛卡尔在数学上的光辉成就。笛卡尔在其他科学领域也取得
了伟大的成就：用微粒子的涡动理论说明太阳和行星的运动，发现了光折射
的基本定律；证明了宇宙永远保存着同量的运动，提出了运动守恒定律；研
究了多种器官的构造和胚胎发育情况，首次提出了神经传导和反射机能的理
论；反对经院哲学，主张创立为实际服务的哲学，在总结前代科学家科研方
法的基础上，创立了演绎法。因此应该说，笛卡尔是近代科技史上的一位有
多方面成就的伟大学者。
不幸的是，1649 年 9 月，笛卡尔极为勉强地屈从于瑞典宫廷对他的邀请，
为瑞典的统治者克里斯蒂娜做哲学教师。这个古怪的克里斯蒂娜要求笛卡尔
一个星期三次在清晨 5 点去拜见她。在瑞典的冬夜里最冷的时候一星期到宫
中拜见三次，对于肺部不健康的笛卡尔来说简直是太残酷了。这个冬天还没
过去（1650 年 2 月 11 日），笛卡尔就死于肺炎。他的身体除了头以外，全
部运回法国。1809 年一位名叫白则里的人得到了笛卡尔的头颅骨，才使得笛
卡尔最终完整地回到了老家。
在笛卡尔的一生中，他的成绩是那么辉煌．但是他在有生之年没有为此自
负，相反，他却说：“我的努力求学并没有得到别的好处，只不过是愈来愈
发觉自己是无知的。”这种发自肺腑的由衷之言，正充分显示了一个伟大学
者的崇高品质。
勇敢的富兰克林
电，对生活在我们这个时代的人来说实在是太熟悉了。电的用途是那么
的广泛，可以说现在人们的日常生活离不开电，科学家在进行科学研究中更
离不了电。电已经成为今天人类生活的基本能源之一。
在电学的先驱者中，第一个应该介绍的人物就是本杰明·富兰克林，因
为在人们的心目之中富兰克林几乎成了电的化身，因为他“从天空夺得了闪
电”而震动了世界。
1706 后 1 月 17 日，富兰克林出生在美国一个贫困的家庭。富兰克林的
父亲以制造蜡烛和肥皂为职业。富兰克林从小聪明好学，8 岁时进学校读书，
门门功课都名列前茅。由于家中兄弟姊妹多，家庭经济困难，他只上了两年
公学、一年私塾就辍学了。11 岁的富兰克林整天在父亲的店铺里打杂。
12 岁时，富兰克林到大哥开的印书店去当学徒。做一名印刷工人。虽然
工作繁重，但他还是抓紧一切机会读了大量的书籍，开阔了自己的眼界，这
对他以后的一生都有很大的影响。
1723 年，17 岁的富兰克林告别了故乡波士顿，踏上了人生新的征途，自
己去闯天下了。在他 25 岁那年，富兰克林创办了美国历史上的第一个图书馆
——费城图书馆。他是那么喜欢读书，他曾经说过：“读书是我唯一的娱乐。”
富兰克林勤奋好学，27 岁时开始学习外文。不到 3 个月的时间，他就能
看法文书了。他又用了半年的时间学会了意大利文，接着又学会了西班牙文
和拉丁文。在他 40 岁左右，才开始致力于科学技术研究。
1745 年冬天，电学界传出了一个惊人的消息。德国的科学家克莱斯特和
荷兰的科学家马森布罗克几乎同时发现了电震现象和制作了莱顿瓶。电是什
么呢？看不见、摸不着、稍纵即逝、一瞬而过，所以人们无法保存，用起来
很不方便。莱顿瓶就是为电而造的一座“仓库”。莱顿瓶因诞生在莱顿城而
得名。它的构造是在玻璃瓶的内外表面都贴
