是靜止，還是運動

襄邑道中

[宋]陳與義

飛花兩岸照船紅。百里榆堤半日風(fēng)。

臥看滿天云不動。不知云與我俱東。

作者簡介

許秀華，畢業(yè)于北京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院。從事科技記者、醫(yī)學(xué)記者等職，科普作家、中國科普作家協(xié)會會員、中國生物工程學(xué)會會員，薯有少兒科普書《超級農(nóng)業(yè)》（北師大出版社）、孕產(chǎn)期保健科曹書《媽媽寶貝愛妻錄》（科學(xué)出版社）、《盧良恕院士傳》（人民出版社），全程執(zhí)筆《轉(zhuǎn)基因，給世界多個選擇》（農(nóng)業(yè)出版社，獲2014年全國優(yōu)秀科曹作品獎）、《南水奇遇記》（水利出版社），為《科學(xué)大眾》《生命世界》等多家少兒科普雜志撰稿人。

動還是沒動？

讀完這首詩，同學(xué)們有沒有這樣的疑問：到底小船走沒走呢？云彩動沒動呢？抑或另有其他玄妙？在回答這個問題之前，我們先做一個思想實驗。或許有同學(xué)會納悶：什么是思想實驗？思想實驗就是不用準(zhǔn)備實驗材料，不用動手，我們在大腦里想象出實驗的每個步驟和場景，然后靠著邏輯推演得到可能的實驗結(jié)果。

現(xiàn)在，假設(shè)你坐在高鐵里，正在祖國的大地上風(fēng)馳電掣地前行。你看，小桌板上的杯子在動嗎？答案是不動。

要是你站在火車外面的地面上，當(dāng)高鐵飛馳而過時，你眼中的杯子還是巋然不動嗎？答案是杯子在動。

那么，小桌板和杯子到底動還是不動呢？用物理學(xué)的專業(yè)名詞說，是運動還是靜止的呢？

這個問題可不像學(xué)校考試一樣，有標(biāo)準(zhǔn)答案。杯子到底動還是不動，要看誰在觀察、誰在發(fā)言。那豈不是公說公有理、婆說婆有理，莫衷一是？

在物理學(xué)上，運動有標(biāo)準(zhǔn)答案，因為運動是絕對的;靜止可沒有標(biāo)準(zhǔn)答案，因為靜止是相對的。在宇宙中，從個頭最大的家伙，比如星系、星體，到個頭最小的家伙，比如原子、夸克等，所有的物體都在不停地運動。

“坐地日行八萬里，巡天遙看一千河。”地球圍著太陽轉(zhuǎn)，地球也在不停地自轉(zhuǎn)。因此，生活在地球上的我們也在太陽系里不停地運動著！而且24小時一個自轉(zhuǎn)，我們就走了有4萬千米！地球繞著太陽運動，太陽系繞著銀河系運動，銀河系又繞著更大的星系在宇宙中運動。要是這么算下來，我們每天坐地日行的里程數(shù)可不止4萬千米。

小小的分子也在不停地運動，小小的原子也在運動，原子里的電子在運動，原子核里的質(zhì)子和中子都在運動。所以，整個宇宙都在不停地運動之中，運動是絕對的。

如果運動是絕對的，那靜止還有什么意義呢？靜止當(dāng)然是有意義的。媽媽告訴孩子待在原地不動，等待自己回來，孩子的靜止是有意義的;火車上的小桌板被固定在座椅背后，不會隨意地晃動，小桌板的靜止是有意義的;杯子老老實實地待在桌子上，不會移動、摔倒，甚至灑出熱水燙傷人，杯子的靜止是有意義的。

運動還是靜止，誰說了算？

那我們?nèi)绾闻袛嗤獠课矬w是在運動還是靜止的呢？很簡單，通過我們的眼睛去觀察，用眼睛測量物體和我們之間的距離。如果物體與我們的距離一直在改變，我們就認(rèn)為物體在運動。如果物體的方向一直在變化，我們也會認(rèn)為物體在運動。

為什么會很不客觀地在上面的兩句話中特意加入了“我們”？因為既然是觀察，就有觀察主體。既然有了觀察主體，就有了觀察主體的立場問題。

比如高鐵上，在座位上的乘客看來，小桌板、水杯都是靜止的，因為觀察者和它們彼此之間的距離和方向沒有發(fā)生改變。但是，在高鐵外路基上的觀察者看來，高鐵、乘客、小桌板、水杯都是運動的，因為觀察者和他們之間的距離甚至方向都在改變。

我們還回到文章開頭的那首詩上。對于小船上的詩人來說，小船向東行駛，云彩和小船以同樣的速度也向東行駛。詩人身在船上，但與小船、云彩的相對距離及方向都沒有改變，所以詩人才會有“臥看滿天云不動，不知云與我俱東”的感慨。而兩岸的飛花與百里榆堤則是迎面而來，又飛速退后。

所以，在物理學(xué)上，對于運動和靜止還真是沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。個物體是運動還是靜止，取決于觀察者的視角，并且由觀察者進(jìn)行定義。換句話說，就是觀察者說了算！

以參照物為準(zhǔn)

要是對運動和靜止的判斷這么隨意，那世界不是亂套了？為了避免這種混亂，物理學(xué)家們提出了參照物的概念：參照物就是假設(shè)靜止不動的物體。根據(jù)與這個參照物的距離是否在變化，判斷其他物體是否在運動。

為了避免混亂，人們一般把地球作為參照物，默認(rèn)地球上那些很長時間內(nèi)都不變換位置的東西為靜止的，比如山川、房屋、公路，這樣就不會每個人都有自己的說法。

參照物不是固定的，參照物可以根據(jù)我們的觀察需要而改變。當(dāng)我們身處運動的物體內(nèi)部時，為了更好地辨別身邊物體的運動情況，我們可以把高鐵、飛機(jī)、電梯、輪船作為參照物。

在文章開頭的這首詩中，詩人就是善于利用參照物的大師。他以自己乘坐的小船為參照物，寫出了“臥看滿天云不動，不知云與我俱東”——天上的云彩和他乘坐的小船同步運動的既視感。