阿基米德的船怎么用

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范文一:阿基米德烧敌船

龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn

阿基米德烧敌船

作者:佚名

来源:《文理导航·阅读与作文》2013年第03期

公元前213年,罗马帝国派大批战船开进地中海的西西里岛,想征服叙拉古王国。 几次水战下来,叙拉古王国被打得大败,只得固守叙拉古城堡,等待罗马的进攻。

这一天,晴空万里,阳光灿烂,阿基米德和国王站在城堡上观察着海面。远处那一只只仅露出一些桅顶的罗马战船慢慢地越变越大。

城堡中兵力很少,国王把希望的目光投向聪慧无比的阿基米德,询问道:

“听说您最近叫人做了很多的大镜子,这里面有些什么名堂?”

阿基米德朝遥远的敌船一指说:“只要我们把罗马的战船消灭掉。他们就彻底失败了。而今天,他们灭亡的日子就要到啦,因为我们有太阳神助威。”他指着头顶的火盆般燃烧的太阳兴奋第说。

国王说:“您一向不信神,怎么今天倒对太阳神这么感兴趣?”

阿基米德认真地对国王讲了一番话,国王将信将疑,不过,最后还是点头说:“那么,就照您所说的试试吧。”

阿基米德让传令兵通知几百名士兵搬来几百面取火镜。大家在阿基米德的指挥下,用镜子往一艘艘战船的白帆上反射去灼热的阳光。不一会儿,白帆冒出缕缕青烟,海风一吹,“呼”地起了火。火势一会儿就变大了。罗马侵略者狂叫起来,纷纷往海里跳,有的烧死,有的淹死。后面的战船以为叙拉古人施了什么妖术,吓得调转船头便逃。

叙拉古国王兴奋地问阿基米德:“你这取火镜怎么真能向太阳神取来火呢?”

阿基米德说:“这镜子是凹面的镜子,它反射出的阳光,能集中到一点,这叫做焦点,焦点的温度很高很高,从它那里发出的光,射到易燃物上就能点着火。不过,假如没有太阳的帮忙,我们是无法取胜的。”

原文地址:http://fanwen.wenku1.com/article/21546994.html

范文二:阿基米德烧敌船

阿基米德烧敌船

阅读天地

0510 1823

阿基米德烧敌船

公元前213年,罗马帝国派大批战船开进地中海的西西里岛,想征服叙拉古王国。

几次水战下来,叙拉古王国被打得大败,只得固守叙拉古城堡,等待罗马的进攻。

这一天,晴空万里,阳光灿烂,阿基米德和国王站在城堡上观察着海面。 远处那一只只仅露出一些桅顶的罗马战船慢慢地越变越大。

城堡中兵力很少,国王把希望的目光投向聪慧无比的阿基米德,询问道: “听说您最近叫人做了很多的大镜子,这里面有些什么名堂?”

阿基米德朝遥远的敌船一指说:“只要我们把罗马的战船消灭掉。他们就彻底失败了。而今天,他们灭亡的日子就要到啦,因为我们有太阳神助威。”他指着头顶的火盆般燃烧的太阳兴奋他说。

国王说:“您一向不信神,怎么今天倒对太阳神这么感兴趣?”

阿基米德认真地对国王讲了一番话,国王将信将疑,不过,最后还是点头说:“那么,就照您所说的试试吧。”

阿基米德让传令兵通知几百名士兵搬来几百面取火镜。大家在阿基米德的指挥下,用镜子往一艘艘战船的白帆上反射去灼热的阳光。不一会儿,白帆冒出缕缕青烟,海风一吹,“呼”地起了火。火势一会儿就变大了。罗马侵略者狂叫起来,纷纷往海里跳,有的烧死,有的淹死。后面的战船以为叙拉古人施了什么妖术,吓得调转船头便逃。

叙拉古国王兴奋地问阿基米德,“你这取火镜怎么真能向太阳神取来火呢?”

阿基米德说:“这镜子是凹面的镜子,它反射出的阳光,能集中到一点,这叫做焦点,焦点的温度很高很高,从它那里发出的光,射到易燃物上就能点着火。不过,假如没有太阳的帮忙,我们是无法取胜的。”

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范文三:阿基米德原理的应用

阿基米德原理的应用

卫 欣

教学任务分析

本课时的教学内容是对阿基米德原理的应用。主要包括两个方面:一是运用阿基米德原理和其他浮力公式进行计算,求解液体的密度、物体排开液体的体积(以及物体的体积、物体暴露在空气中的体积)、浮力(物体排开液体的重力)等物理量;二是对这些物理量的大小关系进行讨论。

本章中求解浮力的公式共有4个,它们是:(1)浮体F浮=G物=m物g(2)

浮力的测量F浮=F弹空(G物)–F弹液 (3)浮力产生的原因F浮=F下向上-F上向下(4)阿基米德原理F浮=G排=ρ液V排g。对学生来说,应用其中某一个公式求解单一的问

题并不困难,但如果将两个或两个以上公式综合在一起来解决问题,难度就比较高了。在这里主要有这样几个经常容易混淆的概念:物体的重力(质量)和物体排开液体的重力(质量);物体的体积、物体排开(浸入)液体的体积和物体暴露在空气中的体积;物体排开液体的重力和物体进入液体后,从容器中溢出的液体重力。

为了解决这一难点,本课时的教学设计把厘清这些概念作为难点来对待,每一道例题都对应一个问题,力图将它们的不同之处区分清楚。在随后应用公式解题的过程中,尤其要强调仔细审题,弄清问题情景中所提供的条件和要求解的物理量各是什么,把这一步骤放在解题的首位来完成。

本节教学要求学生主动参与,认真观察,积极思考,同时感受物理学与生活的密切关系。

教学目标

知识与技能

1.理解阿基米德原理。能区分浮力现象中的几个主要概念。

2.会运用阿基米德原理和其他浮力公式解决简单的浮力问题,求解其中的浮力、体积、液体的密度等物理量;能够就它们的大小关系进行讨论。

过程与方法

1.经历分析浮力问题中问题情景和各物理量之间相互关系的过程。运用阿基米德原理解释有关的浮力现象,对其成因用简练、规范的物理语言加以表述。

2.通过对浮力知识中相近概念的区分,经历仔细分析问题,比较各物理量之间的联系和区别。

情感、态度与价值观

通过了解我国在船舶制造、海军技术等领域的发展,激发爱国热情。 教学重点和难点

教学重点:运用阿基米德原理和其他浮力公式解答简单的浮力问题。 教学难点:能够准确区分浮力现象中那些相似或相近的概念。

教学资源

演示实验器材:弹簧秤、烧杯、水、金属块、木块;课件。

流程图说明

情景I:重现验证阿基米德原理的实验。

活动I:分析讨论物体排开液体的体积(质量、重力)与实验中从溢杯中溢出液体的体积(质量、重力)的关系。

活动II:结合用弹簧秤测木块在浮在水中时的示数,分析讨论物体的重力与物体排开液体的重力之间的关系

活动III:展示一段我军潜艇的视频,分析讨论物体的体积、物体排开(浸入)液体的体积、和物体暴露在空气中的体积这三者之间的关系。

活动IV:应用以上学习的内容,进行有针对性的练习。

课堂练习

1. 将一物体浸入盛有水的容器中,容器中的水面将会______,上升部分水的体

积就等于物体_____________,也叫做_____________________________。

2. 将重10牛的物体浸入盛满水的烧杯中,溢出的水重5牛,则它受到的浮力

为______牛。

3. 将重10牛的物体浸入盛有水的烧杯中,溢出的水重5牛,则它受到的浮力

可能为______牛。

4. 酒精的密度是0.8×103千克 /米3,把体积为500厘米3的物体浸没入酒精中,

求物体受到的浮力。

5. 质量为15.6千克的铁块,完全浸没入水中,铁块的密度为7.8×103千克 /

米3 ,求(1)铁块的体积(2)铁块受到的浮力

6. 质量为1千克的物体挂在弹簧秤下浸没在水中,弹簧秤的示数为4.9牛,求

(1)物体受到的浮力(2)它的体积。

7. 体积为1米3的木块浮在水面上,其露出水面部分的体积占其总体积的3/5,

求木块受到的浮力。

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范文四:《阿基米德原理的应用》

《阿基米德原理的应用》

田林三中 徐荣

一、 教学目标:

1、 知识技能:

(1) 知道阿基米德原理在日常生活中的应用

(2) 初步学会密度计的工作原理

2、 过程与方法

(1) 经历实验演示,明白密度计的正确使用方法

(2) 运用类比的方法解释空气中的物体也受到浮力的作用

3、 情感态度与价值观

(1) 体验阿基米德物理应用过程激发学习兴趣、提高观察和想象力

二、 教学难点与重点:

重点:阿基米德原理的应用

难点:物体在空气中受到浮力

三、 教学准备:PPT 、水槽、烧杯、盐水、密度计

四、 教学课时:1课时

五、 教学流程:

六、 教学设计思路:

1、 复习:提问学生物体漂浮在液面上的条件是什么?浮力=重力

物体沉与浮的条件:当物体完全浸没在液体中

F浮﹥G 物体上浮 F浮=G 物体悬浮 F浮﹤G 物体下沉

2、 新课引入:阿基米德原理的应用

(1)潜水艇

在军事上运用非常广泛,它能够在海中灵活上浮和下沉,那么潜水艇的上浮和下沉是怎样实现的呢?靠的是改变自身重力来实现的。那么如何改变它自身的重力呢?靠的是压缩空气排出水舱中的水或向水舱中充水来实现。当排出水时,潜水艇的重力减少,而充水时,潜水艇的重力增大。即:增加重力,当重力﹥浮力时,会潜入水中;减少重力,当重力﹤浮力,会浮出水面。

潜水艇靠改变自身重力实现潜水和上浮。

(2)密度计

先考虑一道例题,船从河里开到海里时,是沉下去一点呢还是浮起来一点呢?为什么?让学生小组讨论分析此题,并提问学生。因为船在河里和海里都是浮体,都有F浮=G船,F海浮=F河浮= G船,由上式可知ρ河gV河排=ρ海gV海排,因为ρ河<ρ海,所以必有V河排>V海排。所以在海中船排水量较少,因此在海中船是上浮一点。

取出两杯外观一样的盐水和淡水,不能用口尝,现只有一个装有少量沙子的试管,利用这个试管把这两杯水区分开来。引导学生思考,利用上面一道例题的思路来解决该问题。让学生分小组讨论,并回答此问题。只要把装有沙子的试管放入两个烧杯中,排开水体积大的即试管下沉多的是淡水,而排开水体积小的即试管下沉少的是淡水。提问如果试管放在酒精里会如何?排开水的体积更大。人们就利用这个道理制成一个测量液体密度的仪器——密度计。阅读书上密度计的使用。

因为密度计的重力是一个定值,浮在液体中时受到的浮力F浮=ρ液gV排=ρ液gSh深 也是一个定值,等于重力,所以把它放在密度教大的液体中,它排开的液体较少,玻璃管浸入液面下的深度就小些;把它放入密度较小的液体中,它排开的液体较多,玻璃管浸入液面下的深度就大些。根据浸入深度就可以测出液体的密度。玻璃管上的刻度值有的是标被测液体的密度与水的密度的比值,如果读数是1.3,表示被测液体密度是水密度的1.3倍,即ρ液=1.3ρ水。并且密度计的刻度是上小下大,那么密度计在被测液体中完全下沉还能否测出液体的密度?为什么?不能,因为密度计工作原理就是F浮=G,一旦它在被测液体中完全下沉就没有这个关系了,所以不能测出液体的密度。

(3)气球和气艇

气体和液体一样,对浸没在它里面的物体也会产生浮力。请学生思考气球和飞艇是如何升入高空的?为什么升高到一定高度就要停止不再上升了?给学生部分时间考虑。只要F浮﹥G,就会上升,那么该如何实现F浮﹥G呢?可以给气艇充气,只要所充气体ρ气=ρ空气,即ρ空气gV排﹥(ρ气gV排+G)=G艇,气艇会上升。因此气艇内所充的应该是密度小于空气的气体。由于高度越高,ρ空气越小,当升到一定高度时,F浮=G艇就不再上升,停留在这个高度。因此在一般的情况下,常见的气艇内充的是氦气气体。

3、 巩固训练

(1)密度计是测量 的仪器,将它放到水中,液面所对刻度为1.00,若将它放到盐水中,液面所对刻度位于1.00的 (填“上方”或“下方”)。

(2)一木块放入水中,有3分之1的体积露出水面,若上面放上质量是500克的物体时,木块恰好全浸没,则木块的总体积是 米,这个木块的密度约是 。

(3)量筒中盛有200毫升的水,将质量为50克的物体放在量筒内,水面上升到250毫升处,这个物体在量筒中的情况是 ( )

A.一定悬浮在水中 B.一定漂浮在水面

C.一定沉在水底 D.可能是悬浮,也可能是漂浮

(4)将铝,铁,铜制成的三个实心金属球,用细线拴好,分别挂在三只完全相同的弹簧秤下,将三个金属球都浸没在水中,此时三只弹簧秤的示数相同,现在将三个金属球提出水面(ρ,则 ( ) 铜>ρ铁>ρ铝)3

A.挂着铝球的弹簧秤示数最小 B.挂着铁球的弹簧秤示数最小

C.挂着铜球的弹簧秤示数最小 D.三个弹簧秤的示数相同

(5)棱长为8厘米的正方形铁块,投入盛有汞的容器中,汞的深度为3厘米,则铁块受到浮力是多大?(ρ33

汞=13.6*10千克/米,g取10牛/千克)

(6)已知某金属的密度为ρ,若给你一盆水和一个弹簧秤,如何鉴别出用该金属做的球是否是空心的?说说你的做法和道理。

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范文五:阿基米德原理的应用

阿基米德原理的应用

卫 欣

教学任务分析

本课时的教学内容是对阿基米德原理的应用。主要包括两个方面:一是运用阿基米德原理和其他浮力公式进行计算,求解液体的密度、物体排开液体的体积(以及物体的体积、物体暴露在空气中的体积)、浮力(物体排开液体的重力)等物理量;二是对这些物理量的大小关系进行讨论。

本章中求解浮力的公式共有4个,它们是:(1)浮体F浮=G物=m物g(2)

浮力的测量F浮=F弹空(G物)–F弹液 (3)浮力产生的原因F浮=F下向上-F上向下(4)阿基米德原理F浮=G排=ρ液V排g。对学生来说,应用其中某一个公式求解单一的问

题并不困难,但如果将两个或两个以上公式综合在一起来解决问题,难度就比较高了。在这里主要有这样几个经常容易混淆的概念:物体的重力(质量)和物体排开液体的重力(质量);物体的体积、物体排开(浸入)液体的体积和物体暴露在空气中的体积;物体排开液体的重力和物体进入液体后,从容器中溢出的液体重力。

为了解决这一难点,本课时的教学设计把厘清这些概念作为难点来对待,每一道例题都对应一个问题,力图将它们的不同之处区分清楚。在随后应用公式解题的过程中,尤其要强调仔细审题,弄清问题情景中所提供的条件和要求解的物理量各是什么,把这一步骤放在解题的首位来完成。

本节教学要求学生主动参与,认真观察,积极思考,同时感受物理学与生活的密切关系。

教学目标

知识与技能

1.理解阿基米德原理。能区分浮力现象中的几个主要概念。

2.会运用阿基米德原理和其他浮力公式解决简单的浮力问题,求解其中的浮力、体积、液体的密度等物理量;能够就它们的大小关系进行讨论。

过程与方法

1.经历分析浮力问题中问题情景和各物理量之间相互关系的过程。运用阿基米德原理解释有关的浮力现象,对其成因用简练、规范的物理语言加以表述。

2.通过对浮力知识中相近概念的区分,经历仔细分析问题,比较各物理量之间的联系和区别。

情感、态度与价值观

通过了解我国在船舶制造、海军技术等领域的发展,激发爱国热情。 教学重点和难点

教学重点:运用阿基米德原理和其他浮力公式解答简单的浮力问题。 教学难点:能够准确区分浮力现象中那些相似或相近的概念。

教学资源

演示实验器材:弹簧秤、烧杯、水、金属块、木块;课件。

流程图说明

情景I:重现验证阿基米德原理的实验。

活动I:分析讨论物体排开液体的体积(质量、重力)与实验中从溢杯中溢出液体的体积(质量、重力)的关系。

活动II:结合用弹簧秤测木块在浮在水中时的示数,分析讨论物体的重力与物体排开液体的重力之间的关系

活动III:展示一段我军潜艇的视频,分析讨论物体的体积、物体排开(浸入)液体的体积、和物体暴露在空气中的体积这三者之间的关系。

活动IV:应用以上学习的内容,进行有针对性的练习。

课堂练习

1. 将一物体浸入盛有水的容器中,容器中的水面将会______,上升部分水的体

积就等于物体_____________,也叫做_____________________________。

2. 将重10牛的物体浸入盛满水的烧杯中,溢出的水重5牛,则它受到的浮力

为______牛。

3. 将重10牛的物体浸入盛有水的烧杯中,溢出的水重5牛,则它受到的浮力

可能为______牛。

4. 酒精的密度是0.8×103千克 /米3,把体积为500厘米3的物体浸没入酒精中,

求物体受到的浮力。

5. 质量为15.6千克的铁块,完全浸没入水中,铁块的密度为7.8×103千克 /

米3 ,求(1)铁块的体积(2)铁块受到的浮力

6. 质量为1千克的物体挂在弹簧秤下浸没在水中,弹簧秤的示数为4.9牛,求

(1)物体受到的浮力(2)它的体积。

7. 体积为1米3的木块浮在水面上,其露出水面部分的体积占其总体积的3/5,

求木块受到的浮力。

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范文六:阿基米德的贡献

阿基米德的贡献

阿基米德(Archimedes,约前287-212),诞生于希腊叙拉古附近的一个小村庄。他出生于贵族,与叙拉古的赫农王(King Hieron)有亲戚关系,家庭十分富有。阿基米德的父亲是天文学家兼数学家,学识渊博,为人谦逊。阿基米德受家庭的影响,从小就对数学、天文学特别是古希腊的几何学产生了浓厚的兴趣。当他刚满十一岁时,借助与王室的关系,被送到埃及的亚历山大里亚城去学习。亚历山大位于尼罗河口,是当时文化贸易的中心之一。这里有雄伟的博物馆、图书馆,而且人才荟萃,被世人誉为"智慧之都"。阿基米德在这里学习和生活了许多年,曾跟很多学者密切交往。他兼收并蓄了东方和古希腊的优秀文化遗产,在其后的科学生涯中作出了重大的贡献。他发现了杠杆原理和阿基米德原理,公元前212年,古罗马军队攻陷叙拉古,正在聚精会神研究科学问题的阿基米德,不幸被蛮横的罗马士兵杀死,终年七十五岁。阿基米德的遗体葬在西西里岛,墓碑上刻着一个圆柱内切球的图形,以纪念他在几何学上的卓越贡献。 阿基米德无可争议的是古代希腊文明所产生的最伟大的数学家及科学家,他在诸多科学领域所作出的突出贡献,使他赢得同时代人的高度尊敬。

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范文七:阿基米德的死

题 目: 机 算采 用的 是 进 二 数 ,制共 有 两个数 码 0 1 将一个 十 进   计 它、 . 制 转 数 化 为 二 进 数制 , 只需 把 该 数写 成 a I’2 I …+一x   ax 0   >。 +   < 。 2 + o 2的

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我 们 再来看 看 前 面 的图 中 的 数 .字是 转 化成 进二 制数 以 后.位  凡 首 为 的 1 记 ,入 图 1 l中; 二 位 为1 的, 记入 图 l 2 ;  )位 为 l都 ( ) 第都( 中 第

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范文八:阿基米德的墓碑

作者:任现森

趣味数学365:北京广播学院出版社 2000年03期

人民英雄纪念碑铭刻着革命先烈的光辉历史,将帅们的墓碑写着他们非凡的生平。大概只有数学家的墓志铭最为言简意赅。他们的墓碑上往往只是刻着一个图形或写着一个数,就是这些形和数,展现了他们的一生的执著追求和闪光的业绩。

请看古希腊数学家阿基米德(Archimedes,公元前287~前212),他的墓碑上刻着一个圆柱,圆柱里内切着一个球,这个球的直径恰与圆柱的高相等。

这个图形表达了阿基米德的如下发现:“球的体积和表面积都等于它的外接圆柱体积和表面积的三分之二。”因为外接圆柱的体积为V[,柱]=πR[2]·2R=2πR[3],故球的体积为V[,球]=(2/3)·V[,柱]=(4/3)πR[3]。又因为外接圆柱表面积为S[,柱]=πR[2]+πR[2]+2πR·2R=6πR[2]。故球的表面积为S[,球]=(2/3)S[,柱]=4πR[2]。据说竖立于叙拉古的阿基米德的墓碑,并非他的家人和朋友所立,而是由敬畏他的敌人,即围攻叙拉古的罗马军队统帅马塞拉斯(Marcellus)将军修建的。

阿基米德还是一个物理学家,曾发现杠杆定律和阿基米德定律。他还是一个设计师,设计过多种机械和建筑物。在罗马人侵犯叙拉古时,他应用机械技术帮助抵御,最后惨死在罗马兵丁的屠刀之下。据说阿基米德在临终前正在潜心研究画在沙盘上的一个几何图形。那时,由于守备松懈,叙拉古城终于被马塞拉斯和他的军队攻破。阿基米德正在专心思考,一个刚攻进城的罗马士兵向他跑来,身影落在沙盘里的图形上,他挥手命这个士兵离开,以免弄乱他的图形。结果那个发怒的士兵就用长矛把他刺死了。

后来,当罗马将军马塞拉斯得知阿基米德在叙拉古陷落期间被杀的消息时,他为阿基米德举行了隆重的葬礼,并立碑以表钦佩和尊敬。

但是,此举并未阻挡住后人的思考。捷克斯洛伐克科学家P ·贝克曼(Bekmann)把历史看成是由世界上的两类人, 即思想家和暴徒之间的殊死斗争形成的。提出了贝克曼定律:“在思想家和暴徒之间进行的斗争中,暴徒总会得胜;然而,思想家将永垂青史,虽死犹生,这一点是暴徒无法与之相比的。”

爱尔兰最伟大的科学家W·R·哈密尔顿(Hamillon William Rowan1805~1865)也有评论:“难道有谁宁肯赞扬侵略者马塞拉斯而不愿歌颂阿基米德吗?”

英国哲学家A·N.怀特黑德(Whitehead)也就阿基米德之死写道:“决没有罗马人会在研究几何图形时而死去。”

这些科学家们的评论,表达了人类对阿基米德的怀念,他将永远留在人们的记忆中,其数学思想与世长存。

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范文九:阿基米德的实验

验证阿基米德定理实验报告

一、实验原理:

浸入液体(或气体)里有物体受到向上的浮力,浮力的大小等于排开液体(或气体)受到的重力。通过杠杆的平衡原理证明其受力相等。

二、实验假设:

当阿基米德原理得到验证时,由于杠杆的平衡原理,在杯中受倒入小杯后,其重力与石头重力以及浮力的矢量之和与原重力相等,使杠杆重新平衡。

三、实验器材:

预先准备好的实验装置,水,沙子,一次性的匙子,2个杯子

四、实验过程:

1) 用匙子调整杠杆中右边小杯子里沙子的数量,使杠杆保持平衡。

2) 慢慢放开控制杠杆高度的绳子,使其慢慢向下运动。

3) 使杠杆左边小杯下的石头随杠杆下降,慢慢浸入置于水平面上的溢水杯中,至石头恰好完全浸没。注意石头不碰壁不碰底。

4) 等待溢水杯中不再溢出水,将溢水杯旁小杯里所溢出的水缓缓倒入杠杆左边小杯中。

5) 杠杆恢复平衡。

五、实验结果:

杠杆恢复平衡,证明浸入液体(或气体)里有物体受到向上的浮力,浮力的大小等于它排开液体(或气体)受到的重力。阿基米德原理得到验证。

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范文十:阿基米德的镜子

公元前213年春天一个阳光和煦的日子,罗马执政官马塞卢斯率领一支60艘战船的舰队,攻向西西里岛上的希腊城邦叙拉古。

此时,迦太基统帅汉尼拔正带着大军在罗马大地上游荡。罗马军团不敢与之正面交锋,试图切断汉尼拔大军的补给线。叙拉古正是从汉尼拔的北非老家到意大利这条补给线上的关键港口。叙拉古原来一直与罗马结盟,在3年前汉尼拔大败罗马军团后,就倒向了迦太基。

罗马拥有当时最强大的海军,每艘战舰有三层甲板,由150名桨手行驶,载着75名士兵,25名军官和水手。其中有8艘战船经过改造,每两艘连在一起,载着一架威力巨大的攻城机。罗马军队用它来攻城,几乎攻无不克。但是马塞卢斯知道这一次非同寻常,因为叙拉古城里住着古代世界最伟大的数学家和工程师阿基米德。阿基米德靠给政府设计武器获得报酬,因此得以衣食无忧地研究纯学术问题。

当罗马战船驶近城墙时,它们遇到了阿基米德的第一种武器――巨大的投石机抛出大石头,向甲板、桅杆和水兵砸去。有的战船躲过了被砸沉的命运,驶得更近了,这时阿基米德的第二种武器派上了用场,小型的投石机从墙洞射出石头,虽然石头较小,但是速度更快、更密集,罗马水兵纷纷被击落水。有一些战船还是驶到了墙底下,开始攻城了。这时从墙头伸出一根根又长又粗的木梁,扔下沉重的铅块,把战船和攻城机砸烂。然后,罗马水兵见到了他们从未见过的奇怪武器:一架架起重机从墙后伸出来,晃动铁爪,钩住了船头,把战船垂直地吊起来,一松开铁爪,战船就被翻了个底朝天。马塞卢斯见此情景,不禁悲叹道:阿基米德在用我们的船从海里舀水。

最后,神奇的一幕出现了。一群叙拉古士兵出现在墙头,一致地晃动手臂,一道白光射向一艘还在一箭之遥的战船,这艘船就被点燃了。然后又射向第二艘、第三艘……罗马战船一艘艘地烧了起来,马塞卢斯赶快下令撤退。在这场被马塞卢斯称为罗马舰队与阿基米德一个人的战争中,阿基米德取得了胜利。马塞卢斯必须另找攻占叙拉古的办法。

这一切真的发生过吗?

我们可以确定发生过这场战斗,而且罗马舰队被击退了。同样可以肯定的是阿基米德设计的武器在击退罗马人的战斗中发挥了关键作用。可靠的记载表明罗马舰队饱受石头、铅块的狂轰乱砸,也遭遇铁爪起重机的重创。但是早期的记载都没有提到阿基米德还用了能点燃战船的秘密武器,甚至根本就没有提到罗马战船起火的事。

到了公元2世纪后期,罗马诗人卢坎才首次说到阿基米德用科学办法把敌人的船只点燃。此时距离这次战斗已过去了400年,而且卢坎也没有具体说明阿基米德用的什么办法,可能只是用了更普通一些的点火办法,例如向甲板抛掷装了硫磺、油脂、沥青的火罐。还要再过300年,才有一名希腊数学家首次记载,根据传统说法,阿基米德用镜子点燃了一箭之遥的敌人舰队。

可见这个传统说法缺乏可靠的史料,很可能只是一个传说。这个传说有没有可能是真的呢?有一点是可以肯定的,阿基米德研究过光学,显然知道用凹面镜能够聚集阳光。但是当时的技术是制造不出一面足够大的凹面镜的。替代办法是用很多面平面镜排列成一个抛物面,同样能够聚焦阳光。传说阿基米德就是这么设计的,让许多士兵人手一面镜子,排成一个镜子阵。

阿基米德掌握了足够的光学知识能设计出这种光学武器。但是这样的武器真的能派上用场吗?轻信的古人从不怀疑,文艺复兴之后就不同了。笛卡儿认为那是虚构的故事,而布封却在1747年用实验证明阿基米德能够办到。布封用168面20×15厘米的镜子聚焦阳光,点燃了大约50米外的木头。1973年,希腊科学家试图重现当时的情景。阿基米德时代古希腊人还不会生产玻璃镜子,用的只能是铜镜或磨光的盾牌。在雅典的一个海军基地,士兵们举起了70面1.5×1米的铜镜,瞄准了50米外的一艘小木船。起初,许多人没法聚焦,经过反复练习后,终于对准了,几秒钟后木船开始冒烟,很快就烧了起来。

2005年10月,麻省理工学院的学生在校园里做了演示,把127面30×30厘米的镜子对准30米处的木船模型。对准大约10分钟,木头烧了起来,他们让它烧了一分钟再扑灭,在木板上烧出了一个洞。随后他们到旧金山,对停泊在海上的真木船做实验。这回用了300面镜子,让船舷冒烟、烤焦,有一个地方出现小火,持续燃烧了两个小时后只烧出了一个小洞。但是并没能点燃木船。

这些实验结果不足以令人信服,用到实战上就更成问题了:叙拉古士兵如何知道要准确地把光线对准哪一点?即使目标被一致对准了,罗马战船怎么会保持静止,一段时间让他们聚焦?浸泡在海水里的战船是否能像干木头那样被点燃?如果点燃了,火势很小,会不会很快就被船上的士兵扑灭?

即使这一光学武器在理论上可行,在实战中也不实用,还不如发射火箭或用抛石机发射火团更好用。但是它听上去比火箭、抛石机神奇多了,更适合用来讲故事,传说于是出现。就算明知它不可信,人们还是会津津乐道,让它一直流传下去。

(摘自《中国青年报》2009.7.29)

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