木楔正塔——斜面的利用 [复制链接]

第8版()
专栏：知识小品

木楔正塔
——斜面的利用
王爕山
明朝人谢肇淛的笔记“五杂组”中有这样一则故事：“国朝姑苏虎丘寺塔倾侧。议欲正之，非万缗不可。一游僧见之，曰：‘无烦也，我能正之’。每日独携木楔百余片，开户而入，但闻丁丁声。不月余，塔正如初，觅其补绽痕迹了不可得也”。
这则描述游方僧正塔的传说，看起来似乎很玄妙，但实际上是很合乎科学的。
你看到过搬运工人利用跳板把货物推上汽车吗？或许你参加过这种劳动，那你一定会感觉到沿着有斜坡的跳板推上一个重物比直接把重物举上去来得省力。因为这时“斜面”在帮助你。
当我们直接把重物举起来的时候，我们要克服的是整个物体的重量；而当我们沿着斜面把物体推上去的时候，依靠着斜面的抵力，似把物体的重量抵消了一部分，因此我们要克服的力量就比物体的重量小得多。斜面的坡度越小，斜面的抵力能抵消的重量就越大，我们要用的力也就越小。
如果我们让重物不动，而使重物下的斜面迎着重物运动，重物也同样能够升高。这时候所用的推动斜面的力量也同样比重物的重量小得多。这种在起重时插入重物底下运动的斜面，通常人们称它为“楔”。应用楔的地方可是不少！当我们把一块尖形的木块打入沉重的柜子底下，抬高柜子的时候，就是在利用楔。
游方僧正塔所用的工具也正是这种应用斜面原理制成的木楔。虎丘寺塔是一座砖塔，他自然有机会在倾斜的一侧找到一处缝隙，把木楔尖的一头插入来抬高倾斜的一侧。这“丁、丁”之声自然就是他在打动木楔时劳动的声音，这种声音是劳动的声音，也是智慧的声音，因为他在打动木楔时所花的力量是不大的。当然依靠一个人的力量来抬高一座沉重的砖塔，这仍然是一件极为艰巨的难事。因此这位游方僧——鲁班式的工匠的智慧和辛勤的劳动就显得极其可敬了。
斜面不但能直接用来起重，有种起重机——螺旋起重机也是利用它的原理制成的。这种起重机俗名千斤顶，它的主要部分——螺旋上的螺纹就是一个斜面，只不过这种斜面是盘旋在圆柱上的罢了。当你利用螺旋在顶起一架机器的时候，你等于是在用“盘旋的”楔块在把重物抬高。