阿基米德能撬起地球嗎？

汪小建

“給我一個(gè)支點(diǎn)，我就能撬起地球”，相傳這是古代發(fā)現(xiàn)杠桿原理的力學(xué)家阿基米德說(shuō)的話。有一次，阿基米德寫了一封信給敘拉古國(guó)王希倫，他同這位國(guó)王既是親戚又是朋友。阿基米德在信里說(shuō)，一定大小的力可以移動(dòng)任何重量。阿基米德還說(shuō)，如果還有另一個(gè)地球的話，他就能到那個(gè)地球上去，把我們的地球移動(dòng)。

阿基米德知道，如果利用杠桿，就能用一個(gè)最小的力，把不論怎樣重的東西舉起來(lái)，辦法就是把這個(gè)力放在杠桿的長(zhǎng)臂上，而讓短臂對(duì)重物起作用。因此，他又想到，如果用力壓一根非常長(zhǎng)的杠桿臂，他的手就可以舉起質(zhì)量等于地球的重物。

然而，如果這個(gè)古代偉大的力學(xué)家知道地球的質(zhì)量是多么大，他也許就不會(huì)這樣夸口了。讓我們?cè)O(shè)想一下阿基米德真的找到了另一個(gè)地球做支點(diǎn)。再設(shè)想一下他做成了一根夠長(zhǎng)的杠桿，你知道他得用多少時(shí)間才能把一個(gè)質(zhì)量等于地球狀的重物，哪怕只舉起1厘米呢？答案是：30萬(wàn)億年。

原來(lái)，地球的質(zhì)量是可以知道的。質(zhì)量有多大呢？如果拿到地球來(lái)稱的話，它的重量大約是6×10²¹噸。

如果一個(gè)人只能舉起60千克的重物，那么他要“撬起”地球，就得把自己的手放到這樣一根杠桿上：它的長(zhǎng)臂應(yīng)當(dāng)?shù)扔谒亩瘫鄣?×10²³倍。

簡(jiǎn)單地計(jì)算一下就可以知道，在短臂那一頭撬動(dòng)1厘米，就得把長(zhǎng)臂那一頭在宇宙空間里畫一個(gè)大弧形，弧的長(zhǎng)度大約是：1×10¹⁸公里。

這就是說(shuō)，阿基米德如果把地球撬起1厘米，他那扶著杠桿的手就得移動(dòng)大到一個(gè)不可想象的距離！那么他要用多長(zhǎng)時(shí)間才能做完這件事呢？如果我們認(rèn)為阿基米德能在一秒鐘里把60千克的重物舉高1米，那么他要把地球撬起1厘米，就要用去1×10²¹秒，換算成年，就是30萬(wàn)億年！可見(jiàn)，阿基米德就是用一輩子的時(shí)間按著杠桿，也不能把地球撬起像頭發(fā)絲橫斷面那樣的距離。

不論這位天才的發(fā)明家怎樣聰明，他也是沒(méi)辦法顯著地縮短這段時(shí)間的。“力學(xué)的黃金律”讓我們懂得，任何一種機(jī)器，如果在力量上占了便宜，那么，在位置移動(dòng)的距離上，也就是在時(shí)間上一定要吃虧。即使阿基米德的手能夠運(yùn)動(dòng)得和自然界最大的速度——光速（每秒30萬(wàn)公里）一樣快，他也只能在做了十幾萬(wàn)年的工作之后，才能把地球撬起1厘米。