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第四回:赤身裸體長街狂奔,一對好友海邊爭論

第四回:赤身裸體長街狂奔,一對好友海邊爭論

——比重與浮力的發現埃拉托色尼談論天體結構的時候,突然有人大喊“還要不要腦袋”。兩人大吃一驚,忙回頭仔細一看,才鬆了一口氣,原來是他們的好友,亞里山大裡亞博物院的天文學家亞利斯塔克。阿基米德正要回敬他幾句,亞利斯塔克暗示他不要嚷嚷。他一抬頭才發現不遠處還有二人在散步,其中一人叫克利安西。阿基米德不覺聳了一下肩膀,三人立即悄悄地返身離開海灘往回走去。

原來,在這個世界學術中心,堂堂的亞里山大裡亞博物院裡,派系鬥爭也很激烈。剛才那個克利安西是斯多噶唯心哲學派的領袖。如果要讓克利安西知道他們三人討論地球在繞太陽轉之類的問題,是夠危險的。要知道,直到阿基米德死後一千多年,布魯諾和伽利略就是因為堅持這個學說,一個被燒死,一個被判了無期徒刑。這是後話。難怪亞利斯塔克問他們還要不要腦袋。

再說阿基米德在亞里山大裡亞學習了一段時間後,頓生思鄉之情,便回到了自己的祖國——西西里島的敘拉古。敘拉古國王艾希羅和阿基米德是親戚。見他在外留學多年,也不問學識深淺,一見面就給他出了個難題。原來一年一度的盛大祭神節就要來臨了。艾希羅國王交給金匠一塊純金,命令他製出一頂非常精巧、華麗的王冠。王冠製成後,國王拿在手裡掂了掂,覺得有點輕。他叫來金匠問是否摻了假。金匠以腦袋擔保,並當面用秤來稱,與原來金塊的重量一兩不差。可是,摻上別的東西也是可以湊足重量的。國王既不能肯定有假,又不相信金匠的誓言,於是把阿基米德找來,要他解此難題。

一連幾天,阿基米德閉門謝客,反覆琢磨,因為實心的金塊與鏤空的王冠外形不同,不砸碎王冠鑄成金塊,便無法求算其體積,也就無法驗證是否摻了假。他絞盡腦汁也百思不得其解。

讀者有所不知,這阿基米德還有一個怪毛病,就是家裡桌上有了灰塵,從不許別人擦去,以便他在上面畫圖計算。爐灰掏出來不讓馬上倒掉,也要攤在地上畫個半天。因為當時並沒有現在這樣方便的紙筆。更有怪者,他常癡癡呆呆地在自己身上塗畫。當時人們用一種特產的泥團當肥皂。一天他準備洗澡,可是剛脫了上衣,就抓起一團泥皂在肚子土、胸脯上塗畫起來,畫了個三角又畫圓,邊畫邊思考那頂惱人的王冠。這時他的妻子走進來,一看就知道他又在犯癡,二話沒說,便一把將他推入衛生間。他一面掙扎,一面喊道:“不要濕了我的圖形!不要濕了我的圖形!”但是哪由分說。這厲害夫人逼阿基米德洗澡,也已經是平常事了。他還未喊完,已“撲通”一聲跌入池中,夫人掩門而去。誰知這一跌倒使他的思路從那些圖形的死胡同裡解脫出來,他注視著池沿。原來池水很滿,他身子往裡一泡,那水就順著池沿往外溢,地上的鞋子也淹在水裡,他急忙探身去取。而他一起身水又立即縮回池裡,這一下他連鞋也不取了,又再泡到水裡,就這樣一出一入,水一漲一落。再說夫人剛走出門外,正要去幹別的事,忽聽那水池裡啦啪啦啪啦地響,水唰唰啦啦地在地上亂流。她停步返身,正要喊:“連洗澡也不會啊!”忽然阿基米德渾身一絲不掛,濕淋淋地衝出門來把她碰了一個倒起,她忙伸手,滑溜溜地沒有抓住。阿基米德已衝到街上,高喊著:“優勒加!優勒加!(意即發現了)”夫人這回可真著了急,嘴裡嘟嚷著“真瘋了,真瘋了”,便隨後也追了出去。街上的人不知發生了什麼事情,也都跟在後面追著看。阿基米德頭也不回地向王宮一路跑去。

原來,阿基米德由澡盆溢水聯想到王冠也可以泡在水裡,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該是相同的,否則王冠裡肯定有假。就是說,同等重量的東西泡進水裡而溢出的水不一樣,肯定它們就是不同的物質。每一件物質和相同體積的水都有上個固定的重量比,這就是比重。直到現在,物理實驗室裡還有一種求比重的儀器,名字就叫“優勒加”,以紀念這一不尋常的發現。

阿基米德跑到王宮後立即找來一盆水,又找來同樣重量的一塊黃金,一塊白銀,分兩次泡進盆裡。白銀溢出的水比黃金溢出的幾乎要多一倍(現在我們確切地知道,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水盆裡,王冠溢出的水比金塊的多,這時金匠不得不低頭承認,王冠裡是摻了白銀。這件事使國王對阿基米德的學問佩服至極,他立即發出佈告:“以後不論阿基米德說什麼話,大家都要相信。”

這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一點,可心裡又結上了一個疙瘩,真是“才下眉頭又上心頭”,他的大腦永不肯休息。原來,這希臘是個沿海國家,自古航海事業發達。阿基米德自從在澡盆裡一泡,發現物體排出的水等於其體積後,那眼睛就整天盯住海裡各種來往的貨船,有時在海灘上一立就是一天。那如癡如醉的樣子常引得運貨的商人和水手們在他的背後指三說四。這天他和好友柯倫到海邊散步,還沒有走多遠就停在那裡。柯倫知道他又想起了什麼,正要發問,突然阿基米德倒先提出一個問題:“你看,這些船為什麼會浮在海上?”

“這很簡單,因為它們是木頭做的。”

“你是說,只有比水輕的東西才可以浮在水上嗎?”

“當然只能如此。”

“可是你看那些奴隸們從船上背下來的箱子,那些金銀玉器,那些刀槍兵器,哪個不比水重,為什麼它們裝在船上不會沉到水裡?”

柯倫一時答不上來。阿基米德又說:“我要是把一艘船拆成一塊塊的木板,再把木板和那些貨捆在一起,拋到海裡,你說會不會沉到海底?”

柯倫驚得瞪大了眼睛。

“老朋友,你真的要拆一艘三桅貨輪作試驗嗎?”他知道阿基米德搞起實驗來是什麼都想得出來、幹得出來的。

阿基米德淡淡一笑說:“不會,不會。”他從柯倫吃驚的眼神裡知道自己在別人眼裡實在是個瘋子。“我想,我們總會找到別的實驗辦法的。”

從這天起,海灘上就再也看不見這一對好友的影子。原來,他們呆在家裡,圍著陶盆,要尋找“浮力”。阿基米德把一塊木頭放在水裡,從陶盆排出的水正好等於木頭的重量,他記了下來;又往木頭上放了幾塊石子,再排出的水又正好等於石子的重量,他又記了下來;他把石頭放到水裡,用秤在水裡稱石頭,比在空氣中輕了許多,這個輕重之差又正好等於石頭排出的水的重量……。阿基米德將手邊能浸入水的物體都這樣一一做過試驗,終於一拍腦門,然後拿起一根鵝毛管筆在一張小羊皮上鄭重地寫下了這樣一句話:

“物體在液體中所受到的浮力,等於它所排開的同體積的液重。”

接著他將那些實驗數字整理好,開始書寫一本人類還沒有過的科學新書《浮體論》。這本書當時自然不會印刷出版,書的手稿在阿基米德死後二千年才在耶路撒冷圖書館被人發現,書中插圖的水面竟是球面形狀,這體現了他的科學思想:大地是球形的。這是後話。

還說現在,阿基米德躲在小屋子裡,地上擺滿了盆盆罐罐,桌上鋪著一疊羊皮,他正埋頭實驗和寫作。忽然,一個人推門進來,只見他穿著一身華貴的朝服,卻滿臉汗水,兩腳泥漿,站在門口上氣不接下氣地嚷道:“啊,我尊敬的阿基米德先生,原來你躲在這裡。難道你不知道外面發生了什麼事情?國王正派人四處找你,他心急如火,這陣正在宮裡發脾氣呢。”欲知國王找他有何急事,且聽下回分解。