推動地球不費吹灰力，橫掃勁敵方知科學威——槓桿原理的發現
節選自《數理化通俗演義》
第五回
推動地球不費吹灰力
橫掃勁敵方知科學威
——槓桿原理的發現
當他們來到殿前階下時，就看見各種馬車停了一片，衛兵們銀槍鐵盔，森列兩行。殿內文武滿座，鴉雀無聲。國王正焦急地在地毯土來回踱著步子。由於殿內陰暗，天還不黑就燃起了高高的燭台。燈下長條几案上攤著海防圖、陸防圖。阿基米德看著這一切，就知道他最擔心的戰爭終於爆發了。
原來這地中海沿岸在古希臘衰落之後，先是馬其頓王朝的興起，馬其頓王朝衰落，又是羅馬王朝興起。羅馬人統一了義大利本土後向西擴張，遇到了另一強國迦太基。公元前264年到221年兩國打了二十三年仗，這是歷史上有名的「第一次布匿戰爭」，羅馬人獲勝。公元前218年開始又打了四年，這是「第二次布匿戰爭」，這次迦太基起用了一個奴隸出身的軍事家漢尼拔，一舉輕獲羅馬人五萬餘眾。地中海沿岸的兩霸就這樣長年爭戰，互有勝負。阿基米德的祖國叔拉古，是個夾在迦、羅兩霸中的城邦小國，在這種長期的風雲變幻中，常常隨著人家的勝負而棄弱附強，游移飄忽。阿基米德對這種眼色外交很不放心，曾多次告誡國王，不要惹禍。可是現在的國王已不是那個阿基米德的好友艾希羅。他年少無知，卻又剛愎自用。當「第二次布匿戰爭」爆發後，公元前216年眼看迦太基人將要打敗羅馬人，國王很快就和羅馬人決裂，與迦太基人結成了同盟，羅馬人對此舉非常惱火。現在羅馬人又打了勝仗，就大興問罪之師，從海陸兩路向這個城邦小國壓了過來，國王嚇得沒了主意。這時他看到阿基米德從外面進來，迎上前去，恨不得立即向他下跪，忙說：「啊，親愛的阿基米德，你是最聰明的人。聽先王在世時說過，你都能推動地球。」
關於阿基米德推動地球之說，這還是他在亞里山大里亞留學時侯的事。當時他從埃及農民提水用的「沙杜佛」（吊杆）和奴隸們撬石頭用的撬棍，發現了可以藉助一種槓桿來達到省力的目的，而且發現，手握至支點的這一段越長，就越省力氣。由此他提出了這樣一個定理：力臂和力（重量）的關係成反比例。這就是槓桿原理。用我們現在的表達方式就是：重量×重臂＝力×力臂。為此，他會給當時的國王艾希羅寫信說：「我不費吹灰之力，就可以隨便牽動任何重的東西。只要給我一個支點，給我一根足夠長的槓桿，我也可以推動地球。」可現在這個小國王並不懂得什麼叫科學，他只知道在這大難臨頭之際，趕快藉助阿基米德的神力救他一駕。
可是這羅馬軍隊著實厲害。他們作戰時列成方隊，前面和兩側的士兵將盾牌護著身子，中間的將盾牌舉在頭上，戰鼓一響，這一個個方隊就如同現代化的坦克一樣，向敵陣步步推進，任你亂箭射來也只不過是把那盾牌敲出無數的響聲而已。羅馬軍隊還有特別嚴的軍紀，發現臨陣逃脫立即處死，士卒立功晉級，統帥獲勝返回羅馬時要舉行隆重的凱旋式。這支軍隊稱霸地中海，所向無敵，一個小小的敘拉古哪放在眼裡。況且舊仇新恨，早想來一次清算。
這時由羅馬執政官馬賽拉斯統帥的四個陸軍軍團已經推進到敘拉古城的西北。現在城外已是鼓壁齊鳴，喊殺盤連天了。在這危急的關頭，阿基米德雖然對因國王目光短淺造成的這場禍害很是不快，但木已成舟，國家為重，他掃了一眼沉悶的大殿，捻著銀白的鬍鬚說：「要是靠軍事實力，我們決不是羅馬人的對手。現在要能造出一種新式武器來，或許還可守住城池，以待援兵。」國王一聽這話，立即轉憂為喜說：「先王在世時早就說過，凡是你說的，大家都要相信。這場守衛戰就由你全權指揮吧。」
兩天之後，天剛破曉，羅馬統帥馬安拉斯指揮著他那嚴整的方陣向護城河逼來。今天方陣雨沒還準備了鐵甲騎兵，方陣內強壯的士兵肩扛著雲梯。馬賽拉斯在出發前宣布：「攻破敘拉古，到城裡吃午飯去。」在喊殺聲中，方陣慢慢向前蠕動。按常規：城上早該放箭了。可怎麼今天城牆上卻是靜悄悄地不見一人？也許幾天來的惡戰使敘拉古人已筋疲力盡了吧。羅馬人正在疑惑間，城裡隱約傳來吱吱呀呀的響聲，接著城頭上就飛出大大小小的石塊，開始時如碗如拳，以後越來越大，簡直如鍋如盆，火山噴發般地翻將下來。石頭落在方陣里，士兵們忙舉盾來護，哪知石重速急，一下連盾帶人都搗成一團肉泥。羅馬人漸漸支持不住了，連滾帶爬地逃命。這時敘拉古的城頭又射出了飛蝗般的利箭，羅馬人的背後無盾牌和賊甲，那利箭直穿背股，哭天喊地，好不凄慘。
正是：你有萬馬和千軍，我有天機握手中。不怕飛瀑半天來，收入潭底靜無聲。
阿基米德到底造出了什麼武器使羅馬人大敗而歸呢？原來他製造了一些特大的弩弓－發石機。這麼大的弓，人是根本拉不動的，他用上了槓桿原理。只要將弩上轉軸的搖柄用力板動，那與搖柄相連的牛筋又拉緊許多根牛筋組成的組弓弦，拉到最緊處，再猛地一放，弓弦就能帶動載石裝置，把石頭高高地拋出城外，落到一千多米遠的地方。原來這槓桿原理並不只是簡單使用一根直棍撬東西。比如水井上的轆轤吧，它的支點是轆轤的軸心，重臂是轆轤的半徑，它的力臂是搖柄，搖柄一定要比轆轤的半徑長，打起水來就很省力。阿基米德的拋石機也是用的這個原理。他真是把槓桿原理用活了。羅馬人哪裡知道敘拉古城有這許多新玩藝兒。
就在馬賽拉斯剛敗回大本營不久，海軍統帥克勞狄烏斯也派人送來了戰報。原來，當陸軍從西北攻城時，羅馬海軍從東南海上也發動了攻勢。羅馬海軍原來並不厲害，後來發明了一種接舷鉤裝在船上，遇到敵艦就可以鉤住對方，軍士躍上敵艦，變海戰為陸戰，奮勇殺敵。今天克勞狄馬斯，為對付敘拉古還特意將艦包上了鐵甲，準備了雲梯，號令士兵，只許前進，不許後退。奇怪的是，今天敘拉古的城頭卻分外安靜，牆垛後面不見一卒一兵，只是遠遠望見直立著幾副木頭架子。當羅馬戰船開到城下，士兵們舉起雲梯正要往牆上搭的時候，突然那些木架上垂下一條條鐵鏈，鏈頭上有鐵鉤、鐵爪，鉤住了羅馬海軍的戰船。任水兵們怎樣使勁划槳，那船再不能挪動一步。他們用刀砍，用火燒，大鐵鏈分毫不動。
正當船上一片驚慌時，只見大架上的木輪又「嘎嘎」地轉動起來，接著鐵鏈越拉越緊，船漸漸被吊離了水面，隨看船身的傾斜，士兵們被紛紛拋進了海里，桅杆也被折斷。船身被吊到半空以後，這個大木架還會左右轉動，於是那一艘艘戰艦就像盪鞦韆一樣在空中悠蕩，然後被摔到城牆上，摔到礁石上，成了堆碎木片。有的被吊過城牆，成了敘拉古人的戰利品。這時敘拉古城頭上還是靜悄悄的，沒有人彎弓射箭，也沒有人搖旗吶喊，只有那件怪物似的木架，伸下一個大鉤抓走了戰船。羅馬人看著這「嘎嘎」作響的怪物，嚇得腿軟手抖，海上一片哭喊聲和落水碰石後的呼救聲。克勞狄烏斯在戰報中說：「我們看不見敵人，就像在和一隻木桶打仗。」阿基米德的這件「怪物」原來也是用的槓桿原理，又加了滑輪。經過這場大戰，羅馬人損兵折將，又白白丟了許多武器和戰船，可是還沒有見過阿基米德一面。
晚上馬賽拉斯胡亂吃了幾口飯、一人在燈下直生悶氣：「阿基米德，阿基米德，你這個曾赤身裸體在街上跑的怪人，想推動地球的瘋子，你手裡到底有多少魔法，今天我連這個小小的敘拉古也拿不下來，回去怎麼向元老院交代？」正當馬賽拉斯孤燈悶坐，苦無良策時，有一個人悄悄走進來，走到他面前說道：「將軍，我有一計，管保阿基米德三天之內束手就擒。」
欲知是何計策，且聽下回分解。
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