科學探索之阿基米德真的能撬動地球嗎？

古希臘科學家阿基米德在發現了杠杠原理後，在給國王的信中，說了那句我們都知道的著名的話：「給我一個支點，一根足夠長的硬棒，我就能撬動整個地球。」在說這句話時，他的心情無疑是激動而自信的，他為自己偉大的科學發現和可以改變世界的能力而興奮不已。初看起來，這個場景充分體現了槓桿的科學原理，是非常正確、非常科學的。然而，仔細分析起來，卻未必見得。那都有什麼不合理的地方呢？下面就讓我們來認真分析一下。

首先，阿基米德說要給他一個支點。在一個槓桿中，支點承受了來自兩端的重量，因此，這個支點必須是非常穩固的。在地面上，撬動一個物體，是大地承擔了這個作用力，相比於所撬動的物體，大地也就是地球是非常牢固的，物體的質量遠遠小於地球的質量，我們所造成的僅僅是微不足道的擾動。然而，想要撬動地球，那這個支點就難找了。我們的實驗在空曠的宇宙中，與地面上完全不同。這個支點必須要具有非常大的質量，遠遠超過地球的質量，在我們撬動地球的時候，它才能基本保持不動。否則，我們在能撬動地球之前，就可能先將支點移動。這這種情況下，實際上地球才是支點，而我們把支點撬動了，地球沒動！

可是，質量很大的同時，它的體積又應該盡量的小，因為它是一個支點！過大將會使得整個槓桿過多地與其表面接觸，而失去了支點的意義。這樣看起來，我們需要一個質量極大、密度極高的東西，遍觀宇宙，好像也就是類似白矮星或者中子星甚至是黑洞的天體可以滿足要求。可是，密度極大的天體，周圍有著非常強的引力場，它會將我們的槓桿極大地彎曲以致折斷，這樣實驗也就沒法做了。同時，這樣大質量的天體放在地球附近，最可能的就是地球會被它吸引過去，一頭撞上支點，然後被它粉碎，這樣，實驗也失敗了。有人說，一個大質量的三角形物體不可以嗎？上面也是可以作為支點的。這也是一個想法，但宇宙中卻難以找到比地球質量大的三角形天體，或者說一個不規則形狀的物體。具有這樣大質量的星球在自然演化中都變為了球形。

我們已經看到這個支點是多麼難找了，但我們就假設找到了這樣的一個支點，並且使用了反引力裝置隔離了地球和這個支點，使得地球沒有被吸引過去導致星級災難。那麼，我們成功地解決了第一個難題！下面來看第二個吧，就是這根無比長又無比硬的棍子。

我們知道，地球的半徑是6371公里，為了能撬動地球，達到圖中的可視效果，這個棍子的長度至少需要上萬公里。估計比較合適的長度應該在幾萬公里以上。那這樣的一根棍子可謂是天地奇觀了。人類所用過的比較長的棍子就是鑽探所用的鑽桿了。為了進行地質研究或者開採石油等原因，人類需要向地球深處鑽探。為此，人們在地球表面開孔、打眼，使用鑽井工具向深處鑽探。可是，人類目前所能達到的鑽探深度，不過12000米左右，也就是只有10多公里，還沒有鑽透地殼，這遠遠不夠，就像是拿一根毫毛撥弄西瓜的感覺。可就是這個長度，已經是費了九牛二虎之力，非常難得了。而且，還存在一個問題，就是長長的鑽桿在鑽探過程中非常容易折斷。幾千米長度的棍子，就會很容易被折斷，那麼想想上萬公里長的一根棍子吧，這根棍子還要能被握在阿基米德的手中，就算是最結實、最富有韌性、強度最高、硬度也最高的材料，恐怕也難以滿足這樣的要求。來自兩端的強大力量，會瞬間將其折為兩段，而地球巍然不動。這樣實驗就又失敗了。

那麼，我們再次假設，我們使用宇宙中的極為特殊的材料，使用最為先進的超級科技，製造出了這樣一根「金箍棒」，它不會被?折斷，完全滿足實驗要求，而且手感還很好。那麼，我們再來看下一個問題。

那就是撬動者阿基米德本人。要撬動地球，那可完全不是圖中那樣的景象，那比例完全失調了。這個比例中，阿基米德簡直就是創造宇宙的泰坦，比地球的塊頭都要大，這樣的巨人要撬動地球看起來自然是很簡單的事情。可是，實際的景象應該是，左邊是巨大的地球，右邊呢？空空如也！阿基米德在哪裡？要看到他本人，你需要架起一架顯微鏡來看，他比一粒灰塵還要小！你在顯微鏡里搜索了半天，終於發現了他，他正在咧嘴沖你微笑著，揮手向你示意呢！拿開顯微鏡，又什麼都看不見了！

啊，我們能相信，這樣渺小的人類能撬動地球嗎？

我們就相信他一次吧，但為了撬動地球，我們還有些事情要做。首先，他不能在茫茫宇宙中干這件事，這跟地球上可不一樣，在宇宙中，沒有任何借力點，阿基米德不能在宇宙中漂浮著，然後猛地推一把槓桿，就算完成任務了。這樣的結果很明顯就是阿基米德被反作用力推向了宇宙的深處，無法再繼續實驗。他需要持續地輸出力量，才能撬動地球。那麼，我們就要給他找到一個平台，讓他來進行操作，提供可持續操作的空間。

這就需要另一個巨大的星球，同時，我們也在這星球面前安裝了反引力裝置，使得它不會撞到別的星球上。阿基米德就站在這星球的地面上，杆子握在手中，面前是一望無邊的大平原，他雙腿微曲，準備發力推動地球。

可是，另一個問題又來了，為了用一個人的力量將地球撬動，支點應該放在離地球非常近而離人非常遠的地方。那麼，兩邊移動的距離就會有巨大的差距。也就是說，地球每移動一點點，阿基米德都需要推非常遠的距離，這個比例大概是多少呢？假設阿基米德是天生神力，雙手有1000千克的力量，那就是萬斤，哦不，是萬牛之力！而地球有多大的質量呢？是5.965*10的24次方千克。兩者相除下來大概是6後面還有21個0，為了能將地球有效撬動，兩者移動的距離也大概需要達到這個比例。

而為了能明顯地看到地球被撬動，地球應該有一個明顯的移動速度。否則，如果過了上億年，地球才移動了一厘米，那這就不一定是阿基米德推動的了。假設，我們的地球以1m/s的速度移動，那阿基米德需要以多快的速度奔跑呢？差不多就是6後面還有21個0，這已經遠遠超過了光速！是不可能達到的！而且，為了能推動地球，這根棍子需要發力，是需要彎曲形變的，這要是算下來，距離就更長了。我們想像出一幅畫面：敬愛的阿基米德同學乘坐著超級跑車，手裡握著金箍棒，飛奔在不知名星球的無垠的大地上，而棒子另一端的地球紋絲不動。天哪，他又失敗了！

那麼，我們再次幻想，阿基米德以風一樣的速度，不，是超越時空的速度推動這根棒子吧。其實，按照相對論的思想，他會時間倒流，從而永遠無法推動這根棒子！但是，我們先不管愛因斯坦的警告了。這時，地球上的人會看到，從天空中下來了一根橫亘大地的棒子，架在地球的崇山峻岭之間，它雖然很細，卻是無比堅硬，傳過來的力量無與倫比。這時，阿基米德發力了，我們會看到什麼呢？最可能的情況是，這樣堅硬的一根棒子，深深地壓入了大地當中，一直陷了進去。因為地球沒有足夠的密度和硬度，這巨大的力量足以將地球劈為兩半。這棒子對於地球來說，實際上是一把刀，比用刀切菜還要鋒利。最可能的是，它將地球完全劈為兩半，或者，當觸及地球的核心時，被堅硬的地核所阻擋，從而，確實開始移動地球本身。但地球肯定是玩完了。人們看到的估計是地裂天崩，火山爆發和十級強震，我猜人們是絕不會鼓掌歡迎的。

最後，我們再次假設地球也安然無恙，安慰一下悲傷的阿基米德同學，來幻想一下他在克服了一切困難之後撬動地球的場景吧。

一根金箍棒搭在一顆中子星上，棒子左邊是地球，架在地球最高的喜馬拉雅山脈和青藏高原上，棒子右邊是一顆巨星，表面積巨大，用太空望遠鏡放大數百萬倍後，看到阿基米德手裡握著這根棒子。實際上，更可能的圖像是，不用望遠鏡我們根本看不見棒子，因為它太細了。你要問為什麼不用粗的？你想讓阿基米德推動一座比高山還要高的銅牆鐵壁嗎？總之，他握著這根棒子，向風一樣在這顆星球上奔跑。

啊，讓我們為他鼓掌吧！風一樣的男子！他撬動了地球！

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