吴国盛 | 阿基米德的故事

▲吴国盛教授

作者 吴国盛 （本号主编，清华大学人文学院教授）

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阿基米德死于一个著名的历史事件，因而卒年十分明确，是公元前212年。因有文献记载说他享年75岁，因而人们推算他该生于公元前287年。阿氏的故乡在意大利西西里岛的叙拉古，他生于斯、长于斯，最后为保护自己的祖国而牺牲。 

▲深思中的阿基米德

阿基米德是希腊化时代的科学巨匠。希腊化时期，古典希腊人那种纯粹、理想、自由的演绎科学与东方人注重实利、应用的计算型科学进行了卓有成效的融合，实际上为近代科学――既重数学、演绎又重操作、效益――树立了榜样，阿基米德是希腊化科学的杰出代表。他的传奇故事很多，而且每一个故事都从一个侧面展露了希腊化科学的风采。

作为希腊科学家，阿基米德有许多高超的不太为一般人所知晓的几何成就；作为一个希腊化科学家，他在算术方面有独到的建树，比如他求出了π=3.14。更为人津津乐道的是他发现浮力定律和杠杆原理的故事。他因为懂得杠杆原理，说出了“给我支点，我就能撬起地球”这样看似疯狂的名言。阿基米德与希腊古典时代的学者一个最大的不同在于，他不光“说”而且“练”。他因为懂得杠杆原理，所以做了一个滑轮组，一个人轻而易举地将一艘大船从海上拉进了港口，让叙拉古国王希龙二世目瞪口呆。

希龙二世请人打造了一顶纯金的王冠，造好后二世觉得好像没有这么重，怀疑金匠掺了假，但又没有办法不破坏王冠而证实其真假。国王把这个任务交给了聪明绝顶的阿基米德。据说阿基米德苦思冥想了很久，不得要害，最后在公共澡堂里洗澡时想出了办法。当时浴缸里的水太满，他身体一进浴缸就有许多水溢出来。他刚准备叹息水的浪费，却猛然想起了鉴定王冠的办法。他大喊了一声：“尤里卡（我发现了）”，便光着身子飞跑回家。如今一个世界性的发明博览会就以这句“尤里卡”命名。

▲杠杆原理：F1表示动力，L1表示动力臂，F2表示阻力，L2表示阻力臂

▲浮力原理：ρ为被排开液体密度，g为当地重力加速度，V为排开液体体积

阿基米德70多岁的时候，祖国面临着战争的威胁。当时罗马人与迦太基人争夺海上霸权，叙拉古夹在中间左右为难。因上层决策失误，与后来日益强大起来的罗马结了仇。公元前215年，罗马军队在统帅马塞拉斯的指挥下围攻叙拉古城，但屡屡受挫，原因是阿基米德用“新式武器”装备了叙拉古军队，使罗马海军望而生畏。这些新式武器有投石机、大吊塔、反射镜。投石机比一般的弩射程远得多，用石头做炮弹杀伤力也大得多；大吊塔能够把整个一艘罗马军舰从港口的水面上提起来，“干晾”在那里；由一群老人妇女各持反射镜把太阳光集中照在同一艘船上，能够把木船烧着。由于这些奇奇怪怪的新式武器，使得罗马人的攻城行动久久不能得逞。马塞拉斯苦笑说，这是一场整个罗马军团与阿基米德一个人之间的战争。

攻城三年后，由于内部出现叛徒，叙拉古城终于在里应外合下被攻破。马塞拉斯知道阿基米德的价值，据说下令不得伤害这位神奇的老人。可是命令尚未下达到基层，城池已经攻破。一位罗马士兵闯进阿基米德的住宅时，阿基米德正在沙地上演算一道几何难题。他由于过于专注于演绎的逻辑，没有意思到危险正在迫近。杀红了眼的士兵高声喝问没有得到答复便拔刀相向，沉思中的阿基米德只叫了一声“不要踩坏了我的圆”便被罗马士兵一刀刺死。

▲意大利艺术家Sabastiano Ricci(1659-1734)的作品“阿基米德的拒绝”，画面上显示阿基米德拒绝跟着罗马士兵走，于是遇害。

在阿基米德的故事中存在着两个绝然不同的形象，一个是对周边事物不闻不睬、物我两忘的沉思者的形象，一个是在现实生活中大显身手、制造奇迹的魔术师的形象。在当代中国，科学家们被更多赋予了魔术师的形象，科学家因着能够制造奇迹而受到格外的重视，科学因着能被用于世界的改造而被认为有着特殊的价值。我想测试一下孩子们，在阿基米德的两个形象中，哪个形象最有光彩，最能吸引他们的注意力。我满以为由我们中国的教育体制培养出来的学生一定会更多的倾向于魔术师形象，再说，孩子们喜欢魔术师也是天经地义呀！可是出乎我的意料之外，居然多数学生认为沉思者的形象给他们留下了更深的印象。

▲阿基米德画像（图片来源于百度百科）

孩子们的选择不止一次地使我陷入了沉思。表面看来，他们的选择与这个时代的精神――实利主义和意志主义的力量崇拜——是格格不入的，这究竟是我们教育的失败之处还是伟大之处？我没有在中学生和大学生中做过调查，因而无法通过比较得出结论。也许孩子们作出这样的选择只反映了他们最健全的直觉尚未受到污染。无论如何，听到这样的选择还是令我倍感欣慰：孩子们似乎天生就懂得什么是科学中“精神”性的东西。我在多个场合下提出过，科学精神的要义在于“自由”，在于物我两忘的审美境界。今天，魔术师形象被过分夸大，以致我们经常记不起科学的“精神”价值。

这件事情使我再次思考孩子的意义。人们经常把孩子的意义定位在“未来”，这自然不错，因为“未来”代表“希望”。为什么未来就代表希望呢？因为未来尚未确定，因而总是存在着我们所向往的可能性。但这还不足以表达我们对孩子的“希望”之真切。其实，孩子也代表“过去”，代表我们人类的“源头”。正是因为禀有了这种“原始”“本真”的“开天辟地”的力量，他们才是有“希望”的。在这个喧嚣的时代，大人们应更多的向孩子学习。

（本文原载于《科学走向传播》，湖南科学技术出版社，2013年，第1版。转载请联系作者获取授权，并注明出处。）

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