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两个鸡蛋的问题

双手各拿一个鸡蛋,将一个向另一个撞去。两个鸡蛋一样结实,撞击的位置一样。两个鸡蛋中的哪一个会被撞碎?是被撞的那个还是用来撞击的那个?(图1)

图1 哪个鸡蛋会碎

很多年前,美国《科学与发现》杂志中提出了这个问题。杂志证实,多数情况下,“运动中的鸡蛋会被撞碎”,换句话说,就是用来撞击的鸡蛋会被撞碎。

杂志中进一步解释说:“鸡蛋壳的形状是弯曲的,用来撞击静止的鸡蛋会产生作用在鸡蛋壳表面的压力;但我们明白,和所有拱形物体相同,鸡蛋壳承受来自外界压力的能力很好。当然,当考虑到运动中的鸡蛋内部的作用力时,情况便不尽相同了。这时,运动着的鸡蛋内的液体物质在鸡蛋撞击的瞬间挤压鸡蛋壳,拱形物体承受这种压力的能力相对于承受撞击力要弱很多,所以鸡蛋壳就会被撞碎。”

这个问题在圣彼得堡一家发行量很大的报纸上被刊登时,得到了各种各样的答案。

一部分答案认为,被撞碎的肯定是用来撞击的那个鸡蛋;另一部分答案则完全相反,认为用来撞击的鸡蛋会完好无缺。双方似乎都拿出了有道理的论据。但两种结论都是错的,因为无法通过论据的论述确定相互撞击的两个鸡蛋中哪个会被撞碎,撞击的鸡蛋和被撞的鸡蛋之间并不存在区别。我们不可以强调用来撞击的鸡蛋是运动的,而被撞击的是静止的。静止是相对于什么说的呢?假如是相对于地球,那么我们知道,在星际之间地球进行着不同形式的各种各样的运动。“被撞击”的鸡蛋和“用来撞击”的鸡蛋也同样处于这种运动之中。谁也无法说出,在星际之间,它们中的哪一个运动得更快。若要依据运动与静止的特点来猜测鸡蛋的未来,只能通过翻阅各种天文学书籍,参考星球的静止来证实每个鸡蛋在相互撞击中的运动。但这样的做法也没有意义,我们能看到的每一个星球都在运动,所有星球所在的星系相对于其他星系而言也在运动。

看来,鸡蛋撞击的问题把我们引向深奥的宇宙后,还远远没解决。观察星星能帮我们了解一个重要的道理,也能帮我们解决问题。道理在于,如果没有其他可用来参照的物体,所说的物体运动就成了荒谬。一个孤单的物体是无法被说成是运动或静止的,只有两个物体互相拉近或者互相远离时才可能实现位置的移动。相互撞击的两个鸡蛋的状态是相同的运动:它们互相接近。这是对它们的运动我们得出的结论。鸡蛋撞击的结果无法由我们认为哪个鸡蛋是静止的,哪个鸡蛋是运动的而决定。

伽利略在三百年前(以写这本书的时间算起。本书写于20世纪上半叶,书中年代均以此为准)对匀速运动与静止第一次提出了相对性。读者不可以把这个“经典力学相对论”与20世纪初期的、进一步发展了的“爱因斯坦相对论”混淆。 dGM10BiS6LpLRvsowVXZ+wqilY4mydr3RhuhLpvaPoKSjmNId1vJMigZq9PLkTBH

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