如何描述运动

宋晓楼

第一次世界大战期间，一名法国飞行员在2000米的高空飞行时，发现脸旁有一个小东西，以为是一只小昆虫在游动，便敏捷地一把抓了过来，令他吃惊的是，抓到的竟是一颗德国的子弹！我们知道，徒手抓住正在飞行的子弹一般是不可能的，那么这位飞行员怎么会有这么大的本领呢？

为了解答这一疑问，首先要了解什么是运动.运动是个多义词，这里要学习的运动不同于群众性活动或体育活动，指的是物体位置的变化，为了含义明确，物理学里，把一个物体相对于另一个物体位置的改变，叫做机械运动，简称“运动”.如图1所示，小车从A处运动到B处，相对于地面，小车的位置发生了改变，我们就说小车做了机械运动.运动是宇宙中的普遍现象，人们以不同的方式描述运动，飞奔的猎豹在运动，划破夜空的流星在运动，奔腾的江河在运动，看似不动的房屋、树木随着地球的自转也在运动.机械运动是宇宙间最普遍、最简单的运动形式.

“他可前进得真快呀？我们都追不上了”“司机同志，你说我动了吗？不是一直都坐在这儿吗？”“你没动.”静坐在汽车里的乘客，司机说他没动，路旁的孩子们却说他前进得真快，一个说他静止、一个说他运动，谁说得对呢？他到底是运动的还是静止的呢？两个人说得都有道理，司机是以车厢作标准，看到乘客的位置没有改变，所以司机说他没动；而孩子们是以地面作标准，看到乘客的位置迅速改变，所以说他运动.我们可以做一个小实验（如图3），把课本放在桌面上，课本上放一把尺子，推动课本使它沿桌面缓缓向右运动.说说看，课本是运动的还是静止的？若以桌面作标准，课本的位置发生了改变，课本是运动的；若以尺子作标准，课本的位置没有改变，则课本是静止的.可见，说物体是运动的还是静止的，要看是以另外的哪个物体作标准，这个被选作标准的物体叫“参照物”.一个物体经过一段时间，相对于参照物的位置改变了，我们就说这个物体是运动的，位置没有改变，就说这个物体是静止的.

“满眼风光多闪烁，看山恰似走来迎.仔细看山山不动，是船行”是唐人抄本《敦煌曲子词》中的一段诗词.“看山恰似走来迎”“仔细看山山不动”同样是对山的运动的描述，为什么会有这样两种不同的描述结论呢？原来，“看山恰似走来迎”是以流逝的江水或行舟为参照物的，而“仔细看山山不动”则是以地面或地面上静止不动的物体为参照物的.可见，描述一个物体是运动的还是静止的，取决于所选择的参照物，参照物不同，运动的描述往往不同，这就是运动和静止的相对性.我国古书《考灵曜》上记载有“人在舟中闭目而坐，舟行而人不觉”，这是对运动和静止相对性的生动描写，其中“舟行”是以河岸为参照物的.

那么，在具体物体运动的描述中，如何选择参照物呢？参照物可以根据需要来选择.可以选择运动的物体、也可以选择静止的物体，但是不能选择被研究物体本身作为参照物.参照物一旦选取，就假定它是不动的.通常，研究地面上物体的运动，常选地面或固定在地面上不动的物体作为参照物，在这种情况下，参照物可以略去不提.

2012年5月22日，美国“猎鹰9号”火箭把“龙”号飞船送入太空，在近两个小时的时间内，“龙”号飞船与国际空间站相伴而飞.空间站内宇航员透过舷窗看到“龙”号飞船如图4所示纹丝不动、地球在缓缓转动，宇航员选取的参照物是什么呢？

我国自1984年4月8日发射第一颗地球同步通讯卫星以来，已经陆续发射了多颗这类通讯卫星，这类卫星虽然绕地心转动，但是地球上的人却觉得它在空中静止不动，这是为什么呢？这是因为地球同步通讯卫星和人随地球转动的快慢和方向相同，因此地球上的人才觉得它是静止不动的，而实际上通讯卫星是在绕地心转动.我们知道地球的自转周期大约是24小时，因此地球同步通讯卫星绕地心转动一周需要大约24小时.

瞬息万变的世界里，物质的运动是非常普遍的，运动是宇宙中普遍的现象，也就是说运动是绝对的、永恒的.普遍存在的永恒的“运动”中同时存在着“静止”，而静止只是相对的、暂时的.现在，我们能说说法国飞行员为什么有那么大的本领了吧？什么情况下我们也能抓住一颗飞行的子弹呢？

最后以一则趣味阅读来结束本文.

巴黎报纸的一则广告：“您只要给我们寄来2角5分钱就可以得到又经济又没有丝毫危险和疲劳的旅行方法.试试吧！”

有人按地址寄了2角5分钱去.这些人每人得到一封回信.内容是怎样的呢？

“先生，请您安静地躺在您的床上，并且请您记牢：我们的地球是在旋转着的.在巴黎的纬度49度上，您每昼夜要跑25000千米以上.假如您喜欢看看沿路美好的景致，就请您打开窗帘，尽情地欣赏星空的美景吧！”

广告者被以欺诈罪带上了法庭，判决时他郑重地复述了伽利略的话：“可是，无论如何地球确实是在转着的呀！”如果您是这位广告者，您会如何进行辩护呢？