给我一个支点，我将会撬起整个地球
锡拉库扎国王希罗曾建造过一艘巨型轮船，传说该船重达4000吨。希罗想把这艘船送给埃及国王托勒密。当时，这艘船被人们叫作“锡拉库萨”，有点类似于今天的“泰坦尼克”的意思。由于这艘船太重，因而在建造完成之后，造船工人们发现一个意料之外的棘手问题—他们没有办法把船抬起来，运到水中。可是，一艘在地上的船又有什么用呢？古希腊哲学家兼工程学先驱阿基米德，正好是一位锡拉库扎人，他说过一句我们今天听来如雷贯耳的名言：“给我一个支点，我将会撬起整个地球。”回到船的故事中来，当时人们把阿基米德叫来，让他想办法把这艘巨轮抬入水中，而阿基米德通过一个杠杆和滑轮系统，成功解决了这个问题。
确实，如果有一个支点和一个杠杆，我们可以比较轻松地举起一个原本很重的东西。杠杆这么简单的一个工具不仅推动了整个世界向前进步，更是在几百年来明显地改变了我们的生活方式。当然了，就如我们这篇文章中的主题，关于杠杆还生出了不少逸闻趣事。可以毫不夸张地说，没有杠杆就没有我们社会的进步。
杠杆，是由一根棍子或一个硬棒构成的一种简单机械，在力的作用下能绕着固定点转动，这个点就是“支点”。使用杠杆往往是为了运用最小的动力（能使杠杆转动的力）来对抗一个更大的阻力（阻碍杠杆转动的力）。当然了，有时候也会用杠杆来抬高或者加速某物，如锤子和石弩。杠杆还有自己的物理原理，即“杠杆原理”—反映了动力、阻力及两个力量点距支点距离之间的关系。两个力量点距支点的距离分别叫作“动力臂”和“阻力臂”。
现在，所有的杠杆被分成了三类，有数百个运用场景。第一种杠杆，就是著名的阿基米德用来撬动地球的杠杆（虽然至今还没有人能够找到一个合适的支点以及足够长且坚固的棍子）。杠杆被支点分成了两个部分，支点位于杠杆的中间，动力（F）施加的点到支点的部分为动力臂（BP），阻力（R）施加的点到支点的部分为阻力臂（BR）。有趣的点在于：当动力臂比阻力臂长时，克服阻力所需要的动力会相对较小，而这个动力臂越长，那么抬起一个相同质量的物体所需要施加的动力就越小。最典型的例子即通过一个动力臂非常长、阻力臂非常短的杠杆，你会轻而易举地成功抬起一块质量极大的巨石。
剪刀、石弩、跷跷板，还有钳子都属于这一种类型的杠杆。你可以想想修枝剪（或者普通的大剪刀），你过去一定以为修枝剪之所以有那么长的杆子，是因为要摘的果子在很高的地方（虽然这也很有道理，因为无论如何，只凭自己很难达到那样的高度）。然而，真正的原因并非如此：修枝剪的设计也是基于杠杆原理。因为我们需要施加的动力大小与动力臂距离成反比（F=R × BR/BP），所以当动力臂距离越长，我们用修枝剪摘下一个很重的果子所需要的力量就越小。相反，我们平时在书房里用的小剪子比修枝剪短得多，就是因为我们剪纸不需要费那么大的力气。在电影《指环王》的一个著名场景中，身形巨大的半兽人推着一个同样巨型的杆子，想要撬开摩多的门。半兽人虽然体形笨重，脑子却很灵光，他们把支点放于离门轴很近的地方，以此缩短阻力臂距离，这样他们撬门的时候就可以省点力气了。看起来，用杠杆撬门比安一个门把手推门要方便得多，是吧？
第二种类型，是阻力点位于支点和动力点之间的杠杆。请你自行想象一个载有重物的手推车—重物在你的手（动力点）和车胎（支点）之间；还有你在健身房举铁的场景—你身体的重量位于你的手臂（动力点）和你的脚（支点）之间。别的例子还包括胡桃夹子、开瓶器，以及划船桨，尽管第一眼看上去这些东西并不符合定义。划船桨运动时的支点是水，我们在水上想要克服的阻力正是船体的重量。值得注意的是，直观上大家通常会认为船桨的支点是船桨和船体的接触点，但事实并非如此。再仔细想想，你就会弄明白这一点。当然了，在日常生活中对这种杠杆最常见的应用其实是我们的脚：走路时，前脚掌和脚趾支撑着我们前进，也就是支点；阻力就是我们的体重；动力则是我们的肌肉和脚踝到脚后跟的跟腱。简而言之，以上所有的例子都说明杠杆原理在生活中是很实用的。凭借着其机械上的优势，通过利用杠杆，我们可以费很小的力气来对抗一个更大的阻力。不说远了，每次一想到走路的过程即一个应用杠杆的过程，我对这个简单机械的崇拜之情便油然而生。
凡人亦英雄：说到走路，那我不得不特别插一句，我是基利安·霍尔内特的头号粉丝。基利安·霍尔内特是西班牙著名登山和滑雪运动员。我崇拜他不仅因为他在多届山地世界杯赛事中包揽了许多块金牌，还因为他的字典里不存在“不可能”这个词。他创下的世界纪录数不胜数，但在这么多纪录中最让我印象深刻的是2017年5月的那次—他在26个小时内一次性登上珠穆朗玛峰，并且没有借助任何用以固定的绳索，也没有携带氧气瓶，而其他通过这条登山路线的运动员通常需要花上超过四天的时间才能登顶。
基利安之所以能做到这点，正是因为他从不理会旁人发出的“这不可能”的质疑。他本人曾说过：“我实现这一切的秘诀就是坚持做想要做的事情，并且绝不要让自己停留在过去获得的成功中。”他真的就这么做到了这一切。常言道，坚持不懈，愚公移山。基利安的意志强大到不仅“移了山”，还把“山”给举了起来。
最后一种类型的杠杆，是动力点位于阻力点和支点之间的杠杆，这种杠杆的动力施加于杠杆的中间位置。这种杠杆具有很大的缺点，即需要给出一个比阻力更大的动力来使杠杆成立。这种杠杆的实际应用有扫帚、订书机和脱毛镊子。那为什么我们还要使用这种杠杆呢？这是因为，我们并非总能找到一个理想的省力杠杆支点，比如说，放鱼竿的时候，或者是想要增加物体移动距离的时候，又或者是想要提高物体速度的时候。最典型的例子就是锤子的应用：当我们搬新家时，我们要悬挂无数的画像，而此时我们就离不开锤子。我们挥锤子的手只需要用一定的速度移动一小点距离，锤头便会以更大的速度移动更大的距离，从而产生足以使钉子被牢牢固定在墙上的能量。当然了，这个过程需要一定的经验和锻炼才能实现，因为我们往往一不留神砸到的不是钉子，而是自己的手，就会很痛。
我们身体结构中也有第三种杠杆的应用：当我们联动肱二头肌和手肘关节去举起一个重物，或者端起一个茶杯的时候，我们就在运用杠杆原理。
流行小知识：世界上最著名的锤子就是北欧神话中雷神托尔用的雷神之锤，它只能被雷神和少数几个超级英雄举起来（这个现象出现的情况很复杂，毕竟只有漫威系列电影的编剧有资格来改变这些人物的故事）。像我们这种平凡人根本不可能举起这把锤子，因为我们的力量不够大。雷神之锤到底有多重呢？据神话记载：雷神锤是由一颗垂死恒星—一般而言，指的是白矮星、中子星或黑洞—锻造而成的。神话中说雷神锤质量极大，那么我们假设它是由中子星（通常很重）锻造而成的。中子星有多重呢？一茶匙那么大的构成中子星的物质就重约4000万吨，而雷神锤重50亿吨。所以，常人根本无法举起它。还有一点，如此大的质量使得雷神锤自身的引力场非常大，使它能够对直径20千米内、以一定速度运动的所有物体产生引力，其反作用力足以让人致死。引力场位于雷神锤和雷神之间，而不是在两端。
我把“托尔的锤子到底有多重?”这个问题发表在各大社交网站上。
这里有一些充满智慧的评论：
@leandro.albero:根据漫威1991年出版的漫画，雷神锤的准确重量为42.3磅，也就是20多千克。
@Escuelawellness:我希望自己能够碰见雷神本人，然后我亲口问问他这个问题。
@joseantmazon:托尔想要它多重就多重哈哈啊。
@Javier Rodríguez: 如果把雷神锤放进一个在上升的电梯里，那么这个电梯还会不会上升呢？托尔的雷神锤并不受物理规律的约束，而是根据神的意志随机改变。一个普通人没有办法把锤子拿起来，但是被上帝选中的雷神锤之主就可以随意地释放出雷神锤具备的一切力量。没有明文规定这个天选之人需要多么强壮，但是你可能很难想象出一个神应该是瘦弱还是强壮，不过考虑到雷神经常和电闪雷鸣一起出现，所以肯定是比较强壮的。
@Ariel Alexis:雷神锤的重量同你的尊严和原则成反比。
@Rubén Quintela Cancelo:唔……大家都知道这是“重量级锤子”……
@Humberto José González Olivera: 这要看情况。普通的秤砣有资格称它的重量么？
@Fernando Hernandez: 比《缓缓》[ 《缓缓》：原名Despacito，是路易斯·冯西、洋基老爹合唱的歌曲，曾获得美国公告牌热门拉丁歌曲排行榜冠军。
]这首歌更让人沉重。
@Ivan Garcia Luiz：42。