阿基米德能撬起地球吗

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  “给我一个支点,我就能撬起地球。”相传这是古代发现杠杆原理的力学家阿基米德说过的话。我们在波卢塔克的书里看到,“有一次,阿基米德写了一封信给叙拉古国王希伦,他与这位国王既是亲戚,又是朋友。信里说,一定大小的力能够移动任何重量。他喜欢引用有力的证明:假如还有另一个地球的话,他就可以到上面去,把我们的地球撬起。”
  阿基米德清楚,假如利用杠杆,就可以用一个最小的力撬起任何质量的物体:只须把这个力放在杠杆的长臂上,而让短臂对重物起作用。所以,他又想到,如果用力压一根足够长的杠杆臂,他的手就能够举起质量相当于地球的重物。
  然而假如这个古代伟大力学家知道地球的质量是多么大,他也许就不会如此夸口了。让我们假设阿基米德真的找到了另一个地球做支点;再设想他也做成了一根足够长的杠杆。你清楚他得用多少时间才能把质量等于地球的一个重物举起吗?哪怕仅仅举起1厘米,至少也要3×1013年!
  怎么会用这么多年呢?现在,让我们来简单算一下。
  如果我们把地球拿到地球上来称的话,它的重量大约是6×1021吨。假如一个人只能直接举起60公斤的重物,那么他要“举起地球”,就得把他的手放在一根这样长的杠杆上——它的长臂应当等于它的短臂的1×1023倍!
   如果要想在短臂的那一头举高1厘米,就得把长臂那一头在宇宙空间里画一个大弧形,弧的长度大约是1×1018公里。
  这就是说,阿基米德如果要把地球撬起1厘米,他那扶着杠杆的手就得移动到如此不可想象的一个距离!那么他要用多少时间才能完成这件事呢?假设我们认为阿基米德能在1秒钟里把60公斤的重物举高1米,那么,他要把地球撬起1厘米,就得花掉1×1021秒,大概是3×1013年!可见阿基米德就是用一辈子时间压着杠杆,也无法将地球撬起像头发那样粗细的一点距离。
  无论这位天才如何聪明,他也没办法显著地缩短这段时间。“力学的黄金律 ”告诉我们,任何一种机器,如果在力量上占了便宜,在位置移动的距离上,也就是在时间上肯定要吃亏。即使阿基米德的手能够运动得如自然界最快的速度——光速(每秒30万公里) 一样快,他也只能在做了十几万年的工作以后,才可以把地球举起1厘米。
  初编辑/徐柏楠
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