初二的物理课本就有一章专门讲杠杠定理,就说古希腊阿基米德发现了杠杠定理。而我们讲中国古代科学史时,又说春秋战国的墨子第一个发现了杠杠定理,比阿基米德早2百年。那么第一个发现杠杆定理到底是阿基米德还是墨子?
发现杠杆原理的人是阿基米德。
阿基米德(287 BC ~ 212 BC)是古希腊数学家、物理学家、天文学家和工程师,其在杠杆原理、密度、浮力和静水压力等方面的贡献被认为是当时科学和数学的里程碑之一。他曾在其名著《杠杆论》中系统阐述了杠杆原理和相关概念,这个理论对于解决一系列物理学上的问题,特别是建筑和机械方面的问题,起到了重要的作用。
墨子(约公元前470年 ~ 公元前390年)则是中国古代著名的哲学家、科学家和工程师,他的贡献主要在于发明了众多机械装置,例如连弩、灵臂鬼、墨子炮等,这些发明对于中国古代军事和工程的发展都有很大的推动作用。然而,关于墨子是否发现了杠杆原理并不大清楚,在古代中国的《墨经》、《洛书》中也未曾见到相关的记载。
因此,发现杠杆原理的人是古希腊数学家阿基米德。
应该是阿基米德。阿基米德在《论平面图形的平衡》一书中最早提出了杠杆原理。他首先把杠杆实际应用中的一些经验知识当作"不证自明的公理",然后从这些公理出发,运用几何学通过严密的逻辑论证,得出了杠杆原理。
这些公理是:
(1)在无重量的杆的两端离支点相等的距离处挂上相等的重量,它们将平衡;
(2)在无重量的杆的两端离支点相等的距离处挂上不相等的重量,重的一端将下倾;
(3)在无重量的杆的两端离支点不相等距离处挂上相等重量,距离远的一端将下倾;
(4)一个重物的作用可以用几个均匀分布的重物的作用来代替,只要重心的位置保持不变。
相反,几个均匀分布的重物可以用一个悬挂在它们的重心处的重物来代替;似图形的重心以相似的方式分布……
正是从这些公理出发,在"重心"理论的基础上,阿基米德又发现了杠杆原理,即"二重物平衡时,它们离支点的距离与重量成反比。"
这里还要顺便提及的是,在我国历史上也早有关于杠杆的记载。战国时代的墨家曾经总结过这方面的规律,在《墨经》中就有两条专门记载杠杆原理的。这两条对杠杆的平衡说得很全面。里面有等臂的,有不等臂的;有改变两端重量使它偏动的,也有改变两臂长度使它偏动的。这样的记载,在世界物理学史上也是非常有价值的。