第一章 力学的基本原理

两枚鸡蛋碰撞，哪枚会碎掉

◆鸡蛋问题

把两枚鸡蛋分别放在两只手中，用其中的一枚碰撞另一枚。如果它们的坚硬程度一样，碰撞的位置也相同，哪枚鸡蛋会被撞破？是撞过去的，还是被撞的？

这个题目是由美国《科学与发明》杂志首先提出的。杂志上还说，实验证实，在大部分时候，“运动的鸡蛋”，也就是“撞过去的鸡蛋”，会被撞破。

对此，杂志还进行了解释：“蛋壳是一个曲面。在相互碰撞的时候，被撞的那枚鸡蛋受到的压力作用于蛋壳的外面。虽然我们都知道，拱形的物体可以承受来自外侧的较大压力，但对于‘撞过去的鸡蛋’来说，情况则正好相反。在碰撞的一瞬间，‘撞过去的鸡蛋’的蛋白和蛋黄会给这个蛋壳一个向外的力，而拱形物体的内侧抗压能力比外侧要小得多，所以‘撞过去的鸡蛋’的壳会碎掉。”

很多人看到这个题目后，都产生了浓厚的兴趣。有份报纸还转载了这道题目，并向读者征集答案，收集来的答案可谓五花八门。就像杂志中的分析一样，很多人都认为碎掉的肯定是“撞过去的鸡蛋”。但是，也有一些人认为，“撞过去的鸡蛋”不会碎，并且还进行了分析，且分析得头头是道。但是，我们要说，以上分析问题的角度都是错误的。

◆相对运动和相对静止

“撞过去的鸡蛋”和“被撞的鸡蛋”并没有什么差别。认定哪一枚会被撞破，都是不准确的。我们不能说“撞过去的鸡蛋”是运动的、“被撞的鸡蛋”是静止的，反过来也是一样。我们在描述一个物体的运动状态时，一定是相对于某个物体而言的。

如果是对地球而言，我们都知道，地球并不是静止的，它一直在星际中不停地运动着。如果把它所做的运动一一列举，大概有10种之多。所以，对于“撞过去的鸡蛋”和“被撞的鸡蛋”来说，它们也都是一直运动着的。而且，我们无法确定在整个星际间到底哪一枚鸡蛋的运动速度更快一些。如果想确定它们的运动速度，可能需要先翻遍所有的天文学著作，来看一看它们到底正在进行着什么运动。但是，由于宇宙间的星球都处于运动中，所以对于整个银河系来说，它们也仅仅是一种相对运动而已。

说到这里，我们发现，这个题目已经把我们引向浩瀚的宇宙了，但是问题仍然没有解决。不过，我们的分析方向是正确的。通过刚才的分析，我们明白了一个道理：在描述一个物体的运动状态时，必须说明它是相对于什么物体来说的。否则，没有任何意义。单纯讲一个物体在做什么运动是没有意义的，运动是至少对两个物体而言的，它们或者互相靠近，或者互相远离。

就拿碰撞的鸡蛋来说，它们是相互靠近的。至于最后哪一枚鸡蛋碎掉，跟我们假设某一枚静止、另一枚运动没有任何关系。需要注意的是，两枚鸡蛋在相互靠近的过程中，它们会受到空气的压力，这个压力会对鸡蛋产生一个破坏力。当撞过去的鸡蛋突然停止的时候，里面的蛋黄和蛋白也会给蛋壳一个破坏力。关于这一点，我们将在后文中进行介绍。

几百年前，伽利略就发现了匀速运动和静止的相对性，即经典力学中的相对论。这跟爱因斯坦的相对论是不同的，在20世纪初的时候，后者才被提出来。从某种意义上来说，后者是建立在前者的基础上的，是前者发展的结果。