《少年哲学向导丛书—科学殿堂里的哲学之光—科学中哲学问题漫谈》.pdf

?? 科学殿堂里的哲学之光 ──科学中哲学问题漫谈 ?? 科学家与大自然的对话 ?? 一、阿基米德与皇冠 ——第一个科学发现 ? 什么是路？就是从没路的地方践踏出来的，从只有荆棘的地方开辟出来 的。 ——鲁迅 公元前 ?? 年，古希腊叙拉古国的海罗在锡拉丘兹称王后，为显示自己 的丰功伟业，决定制造一顶金皇冠放入一座圣庙，献给不朽的神灵。为了使 这件事做得完美，海罗国王挑选了优秀的制造商，并精确地称量出黄金交给 这位制造商。不久，一顶精美别致的金皇冠被呈献给国王。国王观后十分高 兴，心满意足。不料后来有人告发说，在做皇冠时商人盗窃了金子，加上了 等量的银子。海罗国王认为自己受了骗，蒙受了奇耻大辱，同时也感到事情 果真如此，那是对神灵的亵渎，罪过实在深重。但又苦于无法将商人的窃贼 嘴脸揭露于众，因为皇冠的重量与所给的黄金的重量完全相符。为此，海罗 国王召见了宫廷科学家，就是当时最著名的力学家阿基米德，让他想想办法。 阿基米德了解了这一事情的原委后，日夜冥思苦想。一天，他在洗澡，当身 体慢慢浸入水中时，澡盆中的水逐渐溢出澡盆外。这一简单现象使阿基米德 的思路豁然开朗。他一下子从澡盆里跳出来，光着身子欣喜若狂地大叫：“找 到了！找到了！”他找到了解决问题的办法。 根据洗澡这一事实所受的启发，阿基米德设计了一个实验。他做了两件 物体，每件的重量与皇冠相同，一件是黄金的，另一件是白银的。他把一个 大容器装满水，首先把银制品放进去，而后再取出来，再用量杯把水注入容 器，直到恢复原来的满度。这样，阿基米德根据溢出的水的体积与沉入容器 中的银制品的体积应当相等的道理，求出了银制品的体积。在此之后，阿基 米德又把金制品放入装满了水的容器中，再取出来，并像上一次一样用量杯 把水再装满。他发现第二次溢出的水没有第一次那么多，稍微少了一点点。 这说明金制品的体积比相同重量的银制品的体积要小，两者之差恰好是两次 溢出的水的体积之差。最后，他又用水装满容器，并把制造商制造的皇冠放 入，发现皇冠排出的水比同样重的金制品排出的水要多些，而比同样重的银 制品排出的水要少些。由此他断定制造商在金子里掺进了银子，从而帮助国 王判定了制造商窃取金子的罪行。 阿基米德从这个揭开皇冠之谜的实验中深受启发，撰写了《论浮体》一 书。书中他叙述了所发现的浮力原理：把物体浸在任何一种液体中，液体所 排开的体积等于物体所浸入的体积；物体所受的浮力（即物体在液体中所失 去的重量）等于该物体所排开的液体的重量。诚然，阿基米德的发现主要是 基于灵感及