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补充,关于古希腊亚历山大城邦发明的蒸汽机原型及其它:
送交者: 夺标[布政使★★☆] 于 2014-12-14 1:56 已读 235 次 1 赞  

夺标的个人频道

回答: 丧钟其实为我们每个人敲响(读后感) 由 夺标 于 2014-12-13 4:52

(主要资料来自维基)

亚历山大里亚的希罗(希腊语: Ἥρων ὁ Ἀλεξανδρεύς)(公元10年-70年) ,是一位古希腊数学家,居住于托勒密埃及时期的罗马省。他也是一名活跃于其家乡亚历山大里亚的工程师,他被认为是古代最伟大的实验家,他的著作于希腊化时期文明(Hellenistic civilization)科学传统方面享负盛名。

希罗发明了一种叫汽转球的蒸汽机。在他这么多种发明之中,最著名的是风轮,这发明是其中一种最早利用风能的设备。一般认为他也是一位原子论者,他的一些思想乃源自克特西比乌斯(Ctesibius)的著作。

由于希罗大部份的作品(包括数学、力学、物理和气体力学)都以讲稿的形式出现,所以他被认为曾在缪斯之家教学(包括亚历山大图书馆)。此外,虽然这些学术领域在二十世纪之前尚未正式化,但他的发明为模控学的研究资料。希罗发明了许多设备,例如:汽转球、自动售卖机、注射器、蒸气风琴等。



汽转球
希罗所发明的汽转球,是有文献记载以来的第一部蒸汽机。它比工业革命早二千年制造。汽转球主要是由一个空心的球和一个装有水的密闭锅子以两个空心管子连接在一起,而在锅底加热使的水沸腾然后变成水蒸气然后由管子进入到球中,最后水蒸气会由球体的两旁喷出并使得球体转动。
世界上第一部自动售卖机也是出于希罗之手,当在机器顶上的槽接受了投币者的硬币时,机器就会分配一定份量的圣水给投币者。这发明被收纳在希罗的书《机械学与光学》的列表里。
蒸气风琴是历史上第一部由风能推动的机器。
希罗发明的力泵在古罗马被广泛使用,它的其中一种用途是当作火引擎里的其中一种零件。
希罗造的注射器用于传输气体或液体。

真正具有意義的蒸汽機,則在約1679年法國物理學家丹尼斯·巴本在觀察蒸汽逃離他的高壓鍋後製造了第一臺蒸汽機的工作模型。約與此同時薩繆爾·莫蘭也提出了蒸汽機的主意。1698年托馬斯·塞維利、1712年托馬斯·紐科門和1769年詹姆斯·瓦特製造了早期的工業蒸汽機,他們對蒸汽機的發展都做出了自己的貢獻。



1807年羅伯特·富爾頓第一個成功地用蒸汽機來驅動輪船。



蒸汽機:是一個能夠將蒸汽中的熱能轉換為功的熱機。泵、鐵路機車和輪船曾使用蒸汽機驅動。蒸汽機在工業革命中起了基本的作用。今天人們還使用氣輪機來發電。蒸汽機需要一個使水沸騰產生高壓蒸汽的鍋爐,這個鍋爐可以使用木頭、煤、石油或天然氣甚至垃圾作為熱源。蒸汽膨脹推動活塞做功。



蒸汽機驅動的運輸工具:

1769年尼古拉·約瑟夫·居紐首次用他的「蒸汽車」展示了自動的蒸汽車的可行性。這輛車可以說是第一輛汽車。這輛車作為運輸工具不太有用,但用來拖農具卻很不錯。



一直到20世紀初蒸汽機汽車依然可以與其它驅動方式的汽車抗衡。今天大多數汽車是用內燃機驅動的。蒸汽機汽車最大的缺點是它至少需要30秒鐘時間來獲得足夠的壓力。



世界上第一列蒸汽機火車是1804年2月21日理察·特拉維斯克在威爾士展示的。



至於瓦特:

他的確是改良蒸氣機的使用。瓦特在原有的紐科門蒸汽機基礎上發明的新式蒸汽機結構,在這之後的50年之內幾乎沒有什麼改變。瓦特蒸汽機 發明的重要性是難以估量的,它被廣泛地應用在工廠成為幾乎所有機器的動力,改變了人們的工作生產方式,極大地推動了技術進步並拉開了工業革命的序幕。它使得工廠的選址不必再依賴於煤礦而可以建立在更經濟更有效的地方,也不必依賴於水能從而能常年地運轉,這進一步促進了規模化經濟的發展,大大提高了生產率的同時也使得商業投資更有效率。蒸汽機為一系列機密加工的革新提供了可能,更高的工藝保證各種機器包括蒸汽機本身的性能提高。經過不斷的努力,引入更高氣壓的蒸汽,蒸汽火車蒸汽輪船便很快相繼問世。
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阿基米德的微积分VS牛顿的微积分

    阿基米德在数学上也有着极为光辉灿烂的成就,特别是在几何学方面.阿基米德确定了抛物线弓形、螺线、圆形的面积以及椭球体、抛物面体等各种复杂几何体的表面积和体积的计算方法。在推演这些公式的过程中,他创立了“穷竭法”,即我们今天所说的逐步近似求极限的方法,因而被公认为微积分计算的鼻祖。 

    阿基米德所缺的是没有“极限”概念,但其思想实质却伸展到17世纪趋于成熟的无穷小分析领域里去,预告了微积分的诞生。 

   牛顿和莱布尼兹的微积分则有“极限”概念,这是他们比阿基米德进步的地方

早在公元前200年左右,古希腊数学家阿基米德(公元前287年-前212年)就阐述了现代微积分学理论的精粹,并发明出了一种用于微积分计算的特殊工具。这本阿基米德失传遗稿如今躺在美国马里兰州巴尔的摩市的“沃特斯艺术博物馆”里,该馆珍稀古籍手稿保管专家阿比盖尔·库恩特接受美国记者采访时称,许多美国科学家目前正在辛苦地破解这本“阿基米德失传遗稿”中的古老秘密,这本阿基米德遗稿很可能包含了近代科学家殚心竭虑几世纪都没有发现的东西。

  据阿比盖尔·库恩特称,其实科学家目前面临的最大问题还不是霉菌的侵蚀,而是人为的破坏。库恩特称,大约800年前,这本羊皮纸遗稿被一名中世纪修道院的僧侣所保管,当时这名僧侣在写祈祷书时,竟然拿出了修道院收藏的阿基米德遗稿,一页页洗去上面的墨水,然后在羊皮纸上抄写祈祷书。幸运的是,这名僧侣当时并没有完全洗尽遗稿上的字迹,羊皮纸上还留着一些淡淡的痕迹。目前一些美国科学家希望能通过计算机的帮助,将阿基米德这部旷世遗稿“复原”出来。

当阿基米德遗稿中的内容被复原出一部分后,科学家们被遗稿内容惊得目瞪口呆。令科学家们难以置信的是,阿基米德在一篇名叫《机械定理方法》的文章中,竟然颇费笔墨地阐述了现代微积分学理论的精粹!显然阿基米德当时对这一领域已有了至关紧要的发现。科学界众所周知,微积分是在1666年由牛顿发现的,世界科学界将微积分发现的那一年(1666)定为近代物理学的开始,美国科学家怎么也不会相信,古希腊数学家阿基米德早在公元前两世纪时就已经接近于发现这一“近代物理学”的奠基石!

  美国斯坦福大学副教授里维尔·内茨道:“我们一直以为阿基米德只是现代微积分学的引路人,通过他奠定的一些理论,后世科学家才渐渐发现了微积分;我们想不到的是,阿基米德早就为后人准备好了一切。他甚至发明了一个特殊工具,可以用于微积分计算问题。”

古代数学的思想更倾向于积分,但是并不严格、系统。积分的其中一个任务,即计算体积和面积,可以从埃及的莫斯克纸莎草手卷中找到(c. 1820 BC),它的公式也十分简单,没有写明方法,主要成分也残缺不齐。[1]积分的起源很早,古希腊时期欧多克索斯 (c. 408-355 BC)就用穷尽的方法来求特殊图形面积的研究。阿基米德(c. 287-212 BC) 用内接正多边形的周长来穷尽圆周长,而求得圆周率的近似值;也用一连串的三角形来填充抛物线的图形,以求得其面积。这些都是穷尽法的古典例子。中国的刘徽在公元三世纪左右也应用穷尽法求圆的面积。在公元五世纪左右,祖冲之得出了计算球体积的算法,它也被称之为卡瓦列里公式。
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