世界上存在着许多令人难以理解的物理现象,同时这些现象又激发了人们的好奇心,令人想要追究其本质。我们知道玻璃原本是很脆弱的,稍一用力就能砸碎,甚至它本身会热胀冷缩而自己爆裂。然而随着钢化玻璃技术的发展,玻璃都能做到子弹打不穿的程度,除此之外,还有一种玻璃制品能硬到子弹都能被撞粉碎,同时又极其易碎,这种同时拥有两种极端的存在就是“鲁珀特之泪”。

鲁珀特之泪的制作非常简单,和普通玻璃的制作过程类似,只要将炽热熔融状态的玻璃滴在冰水中就可得到,形状和小蝌蚪一样,但是前者更像眼泪。它的神奇之处就在于小小的头部非常硬,能承受8吨的压力而不碎。但只要稍微用力掰断尾部,它全身包括头部都能瞬间化为粉碎。

这种奇特的现象足足困扰了科学家将近4个世纪,直到今日光学技术和高速摄像机的进步,科学家才观测到了它形成和破碎的细节,也终于揭开了这种玻璃的神奇之处。这种玻璃之所以存在那么奇怪的现象主要原因在于“应力”的存在。简单来讲应力就是相互作用的内力,鲁珀特之泪在形成之初,其外部虽然是固体,但是内部还存在液体,这就导致表面有个压应力,不断地想向内部收缩,而内部却形成相反的力量,那就是拉应力,不断地向外拉扯,这样整体就处在一个“平衡状态”。

科学家也发现,假如给“头部”钻一个细小的口,它全身也会马上崩裂,这就是“裂纹扩展”原理,因为破坏了这个平衡力。在高速摄影技术的帮助下,可以看到裂痕传递的速度超过音速,每秒高达1450米-1900米。

感觉越简单的事物,其背后的原理越值得去推敲,好在困扰了人们数百年的问题终于被解决了。

笔者:三体-小兴