比重與浮力的發(fā)現(xiàn)

　　物理實(shí)驗(yàn)室里有一種求比重的儀器，叫“優(yōu)勒加”，你知道它是如何得名的嗎？人們用來計(jì)算物體比重和測(cè)定船舶載重量的原理又是如何誕生的呢
　　古希臘物理學(xué)家阿基米德在亞里山大里亞學(xué)習(xí)了一段時(shí)間后，頓生思鄉(xiāng)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(xué)多年，也不問學(xué)識(shí)深淺，一見面就給他出了個(gè)難題。原來一年一度的盛大祭神節(jié)就要來臨了，艾希羅國王交給金匠一塊純金，命令他制出一頂非常精巧、華麗的王冠。王冠制成后，國王拿在手里掂了掂，覺得有點(diǎn)兒輕。他叫來金匠問是否摻了假。金匠以腦袋擔(dān)保，并當(dāng)面拿秤來稱，與原來金塊的重量一兩不差?？墒?，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，于是把阿基米德找來，要他解此難題。
　　沉入水中的王冠
　　一連幾天，阿基米德閉門謝客，反復(fù)琢磨，因?yàn)閷?shí)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(yàn)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(gè)怪毛病，就是家里桌上有了灰塵，從不許別人擦去，以便他在上面畫圖計(jì)算。爐灰掏出來不讓馬上倒掉，他要攤在地上畫個(gè)半天。因?yàn)楫?dāng)時(shí)并沒有現(xiàn)在這樣方便的紙筆。更有怪者，他常癡癡呆呆地在自己身上涂畫——當(dāng)時(shí)人們用一種特殊的泥團(tuán)當(dāng)肥皂。
　　一天他準(zhǔn)備洗澡，可是剛脫了上衣，就抓起一團(tuán)泥皂在肚子上、胸脯上涂畫起來，畫了個(gè)三角又畫圓，邊畫邊思考那頂惱人的王冠。這時(shí)他的妻子走進(jìn)來，一看就知道他又在犯癡，二話沒說，便一把將他推入浴室。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(jīng)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里解脫出來，他注視著池沿。原來池水很滿，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，又再泡到水里，就這樣一出一入，水一落一漲。再說夫人剛走出門外，正要去干別的事，忽聽那水池里啪啦啪啦地響，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(huì)??！”忽然阿基米德渾身一絲不掛，濕淋淋地沖出門來把她碰了一個(gè)趔趄，她忙伸手，滑溜溜地沒有抓住。阿基米德已沖到街上，高喊著：“優(yōu)勒加！優(yōu)勒加（意即發(fā)現(xiàn)了）！”夫人這回可真著了急，嘴里嘟囔著：“真瘋了，真瘋了?！北汶S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一路跑去。
　　原來，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。就是說，同等質(zhì)量的東西泡進(jìn)水里而溢出的水不一樣，肯定它們就是不同的物質(zhì)。每一種物質(zhì)和相同體積的水都有一個(gè)固定的質(zhì)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一盆水，又找來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)在我們確切地知道，白銀的密度是10.5克/立方厘米，黃金的密度是19.3克/立方厘米。把王冠和金塊分別泡進(jìn)水盆里，王冠溢出的水比金塊的多，這時(shí)金匠不得不低頭承認(rèn)，王冠里是摻了白銀。這件事使國王對(duì)阿基米德的學(xué)問佩服至極，他立即發(fā)出布告：“以后不論阿基米德說什么話，大家都要相信?！?br/>　　《浮體論》的誕生
　　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(diǎn)兒，可心里又結(jié)上了一個(gè)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(gè)沿海國家，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往的貨船，有時(shí)在海灘上一立就是一天。那如癡如醉的樣子常引得運(yùn)貨的商人和水手們?cè)谒谋澈笾溉f四。這天他和好友柯倫到海邊散步，還沒有走多遠(yuǎn)就停在那里。柯倫知道他又想起了什么，正要發(fā)問，突然阿基米德倒先提出一個(gè)問題：“你看，這些船為什么會(huì)浮在海上？”
　　“這很簡單，因?yàn)樗鼈兪悄绢^做的?！?br/>　　“你是說，只有比水輕的東西才可以浮在水上嗎？”
　　“當(dāng)然只能如此?！?br/>　　“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(gè)不比水重，為什么它們裝在船上不會(huì)沉到水里？”
　　柯倫一時(shí)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，再把那些木板和那些貨捆在一起，拋到海里，你說會(huì)不會(huì)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做試驗(yàn)嗎？”他知道道阿基米德搞起實(shí)驗(yàn)來是什么都想得出來、干得出來的。
　　阿基米德淡淡一笑說：“不會(huì)，不會(huì)?！彼麖目聜惓泽@的眼神里知道自己在別人眼里實(shí)在是個(gè)瘋子?！拔蚁耄覀兛倳?huì)找到別的試驗(yàn)辦法的?！?br/>　　從這天起，海灘上就再也看不見這一對(duì)好友的影子。
　　原來，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水里，從陶盆排出的水正好等于木頭的重量，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于石子的重量，他又記了下來；他把石頭放到水里，用秤在水里稱石頭，比在空氣中輕了許多，這個(gè)輕重之差又正好等于石頭排出的水的重量……阿基米德將手邊能浸人水的物體都這樣一一做過試驗(yàn)，終于一拍腦門，然后拿起一根鵝毛管筆在一張小羊皮上鄭重地寫下這樣一句話：
　　“物體在液體中所受到的浮力，等于它所排開的同體積的液重?！?br/>　　接著他將那些試驗(yàn)數(shù)字整理好，開始書寫一本人類還沒有過的科學(xué)新書《浮體論》。這本書當(dāng)時(shí)自然不會(huì)印刷出版，書的手稿在阿基米德死后二千年才在耶路撒冷圖書館被人發(fā)現(xiàn)。一直到現(xiàn)代，人們還在利用這個(gè)原理計(jì)算物體比重和測(cè)定船舶載重量