“谁在动？”——论运动的相对性

“谁在动？”
——论运动的相对性
新疆沙湾一中物理组李隔华
【摘要】物体运动与否，取决于参照物的选择。

参照物不同，物体的运动形式往往会发生改变，这就是运动的相对性。

【关键词】运动、参照物、相对性
有一则寓言故事：在宁静无人的山谷里，有一只小鸟唱了一支歌,然后死了，没有人听到。

问：“这只小鸟是否存在过，是否唱过这支歌？”答：“无法判断这只小鸟是否存在过，是否唱过这支歌。

”问：“为什么？”答：“因为我们不能在没有其它物体存在时判断一个物体运动与否。

”这虽是一个哲学寓言，但与物理关于运动的描述是一致的。

在生活中，每个乘过火车的人大概都会有这样的经验：火车半夜停在一个黑暗的站上，你看一本杂志入了迷，没有注意到火车是否已经开动。

当你抬头向窗外望去，看到旁边的一列车正在缓缓滑行，在没有引擎噪声和运动引起的振动时，你能判断是旁边那列车在动，还是你所乘的这列车在的吗？要回答这个问题，你只得去找一个建筑物，或者一个站台的服务员。

在电影《闪闪的红星》中有这样的插曲“小小竹排江中游，巍巍青山两岸走”，为什么竹排在江中游，却看到青山向两岸退呢？通常，人站在河岸上，相对河岸来看，青山是不动的；但是，人若站在前进的竹排上，相对竹排来看，青山不就向两岸退吗？在研究物体是否运动时，用来作为参考的物体在物理学中称之为参照物（或参考系），例如刚刚提到的河岸或前进的竹排。

无独有偶，宋代诗人陈与义在一首诗中写到：
飞花两岸照船红，
百里榆堤半日风。

卧看满天云不动，
不知云与我俱东。

这首诗描写的是一条小船在一个有风的天出游时的情景。

为什么趴在行驶的船上，看见天上的云不动呢？原来云和我都在朝东走！对诗人来说（或以诗人为参照物），把云描述成静止也是相当精确的。

从另一方面也可以这样理解：当我们说一个物体在运动时，实际上是指它和另一物体之间的距离在随时间改变。

例如：火车上的乘客在看到站台工作人员退行时知道自己正在运动。

在通货膨胀的经济环境中，我们关心的是我们的收入是否相对我们的邻居增加的了，如果每个人的收入都以相同速率增长，就没有谁能在经济上有所改善。

我们相对于邻居的收入幸运地增加了，我们的邻居就感到收入相对我们下降了。

类似地，既然说运动是因为一个物体和另一个物体之间的距离的改变，我们为什么就不能说是另一个物体相对这个物体沿相反的方向运动呢？总之，两物体间的距离的定义并不偏向其中的那一个物体。

从物理哲学的观点看，我们可以说火车上的乘客相对站台工作人员在前行；说站台服务员、站台和与站台相连的整个地球相对火车上的乘客都一道向后运动也是完全可以的。

通常，我们说火车在运动，而不说地球在后退，因为这样描述物体的运动更方便。

但是，我们必须记住，“通常所用”的描述更方便的唯一原因是地球比火车大得多。

今天，通过卫星实况转播，我们能在家里看到在太空中抓着一颗失效卫星的宇航员。

在这种情况下，宇航员和卫星的质量不是太悬殊。

当这个宇航员推一下卫星时，我们看到它漂离这个卫星，但我们也可以完全等效的说，卫星正在漂离它。

回到我们开篇的这则寓言，在“空无一人”情况下，小鸟是否存在，是否唱歌，为什么无法确定呢？原因如下：从物理哲学的角度来看，缺乏参照物；从办案的角度来看，缺乏证据，因为没有人看见。

研究物体的运动也是如此，在你判断“谁在动？”之前，首先要找到“证据“——参照物，然后才能判断物体运动与否，如何运动。

参照物的选取不同，物体的运动情况往往也不同。

这就是物体运动的相对性。