如果你问火车司机:“开火车时,是火车向前运动还是周围景物在向后运动?”火车司机凭着常识,一定会这样回答:“消耗能量的是火车,当然是火车在向前运动。”乘坐火车的人们在运行的车上睡觉、吃饭、聊天,却从没理会过列车正在飞驰。但是一提到静止和运动,人们自然地将它们放到对立的位置上。如果对他们说可以将疾驰的火车看成静止的,钢轨和四周的树木可以看成是向与车头相反的方向运动,他们一定会竭力反对。
乍看起来,这些人说得似乎没错。不过,当你的思维跟着下面的文字想象一下就明白这些人的错误了:
火车沿着一条铺在赤道上的钢轨向着与地球自转的相反方向行驶(也就是西面)。这时,火车燃烧燃料可以说成是为了将自己对于同时向东运动的四周环境的落后减缓一些。也可以说,火车不断地消耗燃料只是为了不被四周向后退的环境携走。摆脱地球的旋转也不是毫无办法,只要司机将火车开到每小时2 000千米就实现了。但是,目前除了喷气式飞机以外,还没有能达到这个速度的交通工具。
人在观察物体运动的时候就已经参与到匀速运动里了,这并不影响被观察的现象和运动定律,所以人们可以研究两个物体的相对匀速运动。但是,谁都没办法在一瞬间就认定存在的物体是静止还是匀速运动。物质世界的构造规律决定了人们无法确定究竟是火车在运动还是周围环境在运动。