二、體積、浮力、水中所受到的重量之間的說(shuō)明
古希臘世界zui偉大的科學(xué)家阿基米德大約出生于公元前287年，他的國(guó)家是位于南意大利西西里島的敘拉古。他的父親是一位天文學(xué)家，與敘拉古國(guó)王亥尼洛二世有親戚關(guān)系。
阿基米德在11歲時(shí)，就到*的文化中心亞歷山大城去學(xué)習(xí)，進(jìn)入了歐幾里德創(chuàng)辦的數(shù)學(xué)學(xué)校，在那里他學(xué)習(xí)了數(shù)學(xué)、天文學(xué)、物理學(xué)等有關(guān)方面的知識(shí)。
阿基米德在亞歷山大城學(xué)習(xí)一段時(shí)間后，頓生思鄉(xiāng)之情，便回到了自己的祖國(guó)——西西里島的敘拉古。敘拉古城國(guó)王見(jiàn)他在國(guó)外留學(xué)多年，也不問(wèn)其學(xué)識(shí)深淺，一見(jiàn)面就給他出了個(gè)難題。原來(lái)一年一度的盛大祭神節(jié)就要來(lái)臨了，亥尼洛國(guó)王交給金匠一塊純金，命令他制造出一頂精巧、華麗的王冠。王冠制成之后，國(guó)王拿在手里掂了掂，感覺(jué)有點(diǎn)輕。他叫來(lái)金匠問(wèn)是否摻了假。金匠以腦袋擔(dān)保，并當(dāng)面用秤來(lái)稱(chēng)，王冠與原來(lái)金塊的重量一兩不差。但是，如果摻上別的東西也是可湊足重量的。國(guó)王既不能肯定有假，又不相信金匠的誓言，于是把阿基米德找來(lái)，要他解此難題。
一連幾天，阿基米德閉門(mén)謝客，冥思苦想，由于實(shí)心的金塊與鏤空的王冠外形不一樣，不把王冠砸碎鑄成金塊，便無(wú)法求算其體積，也就無(wú)法驗(yàn)證是否摻了假，他絞盡腦汁也沒(méi)有想出一個(gè)好辦法。
這阿基米德有一個(gè)怪毛病，家里桌上有了灰塵，從不讓擦掉，他要在桌上畫(huà)個(gè)半天，因?yàn)楫?dāng)時(shí)還沒(méi)有紙筆。更有甚者，他還常在自己身上涂畫(huà)。當(dāng)時(shí)人們用一種特制的泥團(tuán)當(dāng)肥皂。這天，他準(zhǔn)備洗澡，可是剛脫了上衣，就抓起一團(tuán)泥皂在肚子上、胸脯上涂畫(huà)起來(lái)，畫(huà)了三角又畫(huà)圓，邊畫(huà)邊思考那頂惱人的王冠。這時(shí)他的妻子走進(jìn)來(lái)，一看就知道他又犯毛病了，二話(huà)沒(méi)說(shuō)，便一把將他推入浴池。他一面掙扎，一面喊道：“不要弄濕了我的圖形！”但是哪由分說(shuō)，夫人逼阿基米德洗澡，也是常事了。他話(huà)音還沒(méi)落，已“撲通”一聲跌入浴池中，夫人掩門(mén)而去。誰(shuí)知這一跌卻使他的思路從那些圖形的死胡同里解脫出來(lái)，他注視著池沿，原來(lái)池水很滿(mǎn)，他身子往里一泡，那水就順著池沿往外溢，地上的鞋子也淹在水里，他急忙探身去取。而他一起身水又立即縮回池里，這一下他連鞋也不取了，又泡到水里，就這樣一出一人，水也一漲一落。夫人剛走出門(mén)外，正要去干別的事，忽聽(tīng)那水池里啪啦啦地響，水唰啦啦地在地上亂流。她停步返身，正要喊：“連洗澡也不會(huì)了啊！”忽然阿基米德光著身子，濕淋淋地沖出門(mén)來(lái)把她碰了一個(gè)趔趄，她忙伸手去抓，滑溜溜地沒(méi)有抓住。這時(shí)，阿基米德已沖到街上，高喊著“優(yōu)勒加！優(yōu)勒加！（意即找到了）”夫人這回可真著急了，嘴里嘟囔著“真是瘋了，”便隨后也追了出去。街上的人不知發(fā)生了什么事情，也都跟在后邊追著看。阿基米德頭也不回地向王宮跑去。
原來(lái)，阿基米德由澡盆溢水聯(lián)想到王冠也可以泡在水里，溢出水的體積就是王冠的體積，而這體積與同等重的金塊的體積應(yīng)該是相同的，否則王冠里肯定有假。也就是說(shuō)，同等重量的東西如果泡進(jìn)水里而溢出的水不一樣，那肯定它們是不同的物質(zhì)。每一種物質(zhì)和相同體積的水都有一個(gè)固定的重量比，這就是比重。直到現(xiàn)在，物理實(shí)驗(yàn)室里還有一種求比重的儀器，名字就叫“優(yōu)勒加”，以紀(jì)念這一不尋常的發(fā)現(xiàn)。
阿基米德跑到王宮后立即找來(lái)一盆水，又找來(lái)同樣重量的一塊黃金，一塊白銀，分兩次泡進(jìn)盆里。白銀溢出的水比黃金溢出的幾乎要多一倍（現(xiàn)在我們已確切地知道，白銀的比重是10.5，黃金的比重是19.3）。把王冠和金塊分別泡進(jìn)水盆里，證實(shí)王冠里確實(shí)是摻了白銀。通過(guò)這件事，國(guó)王對(duì)阿基米德的學(xué)問(wèn)佩服。
煩人的王冠之謎總算解決了，阿基米德那愁鎖的眉頭剛剛舒展了一點(diǎn)，可是心里又結(jié)上了另一個(gè)疙瘩，他的思維肯停息。原來(lái)，希臘是個(gè)沿海國(guó)家，自古航海事業(yè)發(fā)達(dá)。阿基米德自從在澡盆里一泡，發(fā)現(xiàn)物體排出的水等于其體積后，那眼睛就整天盯住海里各種來(lái)往的貨船，有時(shí)在海灘上一站就是一天。那如癡如醉的樣子常引得運(yùn)貨的商人和水手們?cè)谒谋澈笳f(shuō)三道四。這天他和好友柯倫又到海邊散步，還沒(méi)有走多遠(yuǎn)就停在那里。柯倫知道他又有什么想法了，正要發(fā)問(wèn)，阿基米德卻先提出一個(gè)問(wèn)題：“你看，這些船為什么會(huì)浮在海上？”
“這很簡(jiǎn)單，因?yàn)樗鼈兪悄绢^做的。”
“你是說(shuō)，只有比水輕的東西才可以浮在水上嗎？”
“當(dāng)然只能如此。”
可是你看那些人從船上背下來(lái)的箱子，那些金銀玉器，那些刀槍兵器，哪個(gè)不比水重，為什么它們裝在船上就不會(huì)沉到水里？”
柯倫一時(shí)答不上來(lái)。阿基米德又說(shuō)：“我要是把一艘船拆成一塊塊的木板，再把木板和那些貨物捆在一起，拋到海里，你說(shuō)會(huì)不會(huì)沉入海底？”
柯倫驚得目瞪口呆。
“老朋友，你真的要拆一艘貨輪作試驗(yàn)嗎？”他知道阿基米德搞起實(shí)驗(yàn)來(lái)是什么都想得出、干得出的。
阿基米德淡淡一笑說(shuō)：“不會(huì)，不會(huì)。”他從柯倫吃驚的眼神里知道自己在別人眼里好像是瘋子。“我想，我們總會(huì)找到另外的實(shí)驗(yàn)辦法的。”
從此后，海灘上就再也看不見(jiàn)這一對(duì)好友的身影了。原來(lái)，他們呆在家里，圍著陶盆，要尋找“浮力”。阿基米德把一塊木頭放在滿(mǎn)滿(mǎn)一盆水里，陶盆排出的水量正好等于木頭的重量，他記了下來(lái)；又往木頭上放了幾塊石子，再排出的水又正好等于石子加木頭的重量，他也記了下來(lái)；他把石頭放到水里，用秤在水里稱(chēng)石頭，比在空氣中稱(chēng)輕了許多；這個(gè)輕重之差又正好等于石頭排出的水的重量……。阿基米德將身邊能浸入水的物體都這樣一一試驗(yàn)，終于拿起一根鵝毛筆在一張小羊皮上鄭重地寫(xiě)下了這樣一句話(huà)：
“物體在液體中所受到的浮力，等于它所排出同體積的液體重量。”
接著他將那些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)整理好，開(kāi)始書(shū)寫(xiě)一本人類(lèi)還從沒(méi)有過(guò)的科學(xué)新書(shū)《浮體論》。這本書(shū)當(dāng)時(shí)沒(méi)有印刷出版，書(shū)的手稿在阿基米德死后2000年才在耶路撒冷圖書(shū)館被人發(fā)現(xiàn)。
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