第二章
重力和重量 杠杆 压强

试着站起来！

如果我说你没法从椅子里站起来，你一定觉得我在开玩笑——可是真的，如果以某种特定的方式坐在椅子里，哪怕没有任何束缚，你也站不起来。不信我们试试看。请按照图13中那位男孩的姿势坐在椅子上。上半身直立，脚不能收到椅子下面。现在，不要移动你的脚，也不要向前倾身，试着站起来。不管你多努力都做不到。除非把脚收到椅子下面，或者身体前倾，否则你怎么都站不起来。

图13 这个姿势不可能站得起来

给出解释之前，请容我介绍一下身体，尤其是人体的平衡机制。物体只有在它的重心的垂线穿过其底部时才不会倒下。图14中倾斜的圆柱体一定会倒。但反过来说，如果圆柱体的重心垂线穿过它的底面，那它就不会倒。著名的比萨斜塔、博洛尼亚斜塔和阿尔汉格尔斯克的斜钟楼（图15）都是斜的，但它们不会倒塌，也是基于同样的原理——这几座建筑物重心的垂线并未超出其地基的范围，而且它们的地基都埋在地底深处。

图14 这个圆柱体一定会倒，因为它的重心垂线超出了自身底面的范围

图15 阿尔汉格尔斯克的斜钟楼（根据一张老照片重绘）

你的身体重心垂线必须落在双脚的轮廓以内，你才不会摔倒（图16）。所以单脚站立才那么难，要在绷紧的绳子上保持平衡则更难。我们的“底面”很小，所以重心的垂线很容易落到这个范围以外。你有没有注意过那些“老水手”的奇怪步态？他们一生中的大部分时间都待在颠簸的甲板上，身体的重心垂线随时可能落到底面积外，所以他们才会养成这样的习惯：在甲板上走路时双脚尽可能地朝两边分开，占据更大的空间，以免摔倒。哪怕回到了坚实的地面上，他也自然而然地保持了自己习惯的摇摇摆摆的走路方式。

图16 一个人站立时，他的重心垂线会落在双脚轮廓围成的范围以内

下面我们再举一个反面的例子：试图保持平衡的努力也能塑造优美的姿态。把货物顶在头上的搬运工往往体态健美——我假设你已经注意到了这件事。你也许还见过头顶罐子的女性的精致雕像。因为头上顶着东西，所以他们必须挺直自己的头和身体。也正因为头顶有东西，所以无论他们朝哪个方向倾斜，都会让重心垂线产生比平时更严重的偏移，超出身体底面的范围，继而失去平衡。

现在回头来看本章开头我提出的问题。男孩坐在椅子上，他的身体重心位于脊柱附近——大约在肚脐上方20厘米的位置。以这个位置为起点作一条垂线，它会穿过双脚后方的椅面。你已经知道了，一个人要想站起来，他的重心垂线必须落在双脚的轮廓范围以内。既然如此，要想站起来，我们要么向前倾身，改变身体的重心位置；要么把脚收到椅子下面，好让重心垂线穿过身体的底面。这正是我们从椅子里站起来时经常做的动作。如果不允许你这样做，你永远都站不起来——正如你已经试过的那样。