它能够正面承受子弹的冲击而完好无损，却挨不过手指的轻轻一捏，这个自相矛盾的物品就是鲁珀特之泪，一个让科学家困扰了400多年的普通玻璃制品。

玻璃在我们生活中十分常见，同时它也是出了名的易碎品，相信大家都有过打碎玻璃的经历，只要稍有外部力量的冲击，脆弱的玻璃制品就会瞬间变成碎片。

不过，世界上存在着这样一种自相矛盾的物品。

它的头部几乎无坚不摧，子弹都打不坏它的头部；但它的尾部又非常脆弱，用手轻轻一捏就会“自爆”。它就是鲁珀特之泪，一个形状类似蝌蚪的普通玻璃制品。

或许有人会好奇，为什么鲁珀特之泪的头尾两部，表现出了如此大的差异呢？

下面咱们一同探讨一下鲁珀特之泪的奥秘。

首先，咱们先了解一下鲁珀特之泪的起源

17世纪中叶，鲁珀特亲王将5颗蝌蚪状的玻璃球送给了英王查理二世。

当大臣们看到鲁珀特亲王送来的东西时，发出一阵嘘声和嘲笑，大臣们觉得这种普通的玻璃制品虽然造型怪异，但根本不上档次。

面对查理二世和大臣们的质疑，鲁珀特亲王并不在意，他将一枚玻璃球放在地面上，随后举起一把锤子，在众人的目光中狠狠的砸在了玻璃球的头部。

让众人目瞪口呆的是，这颗玻璃球在锤子的击打下，居然完好无损，就连一点裂纹都没有。更让人惊奇的是，鲁珀特亲王用手捏住了玻璃球的尾部，手指稍稍用力，只见整个玻璃球从尾到头瞬间化为粉末。

由于玻璃球的形状酷似泪滴，又是鲁珀特亲王贡献的，所以它被人们称为鲁珀特之泪。

要知道，那个时期可是没有钢化玻璃、防弹玻璃这种东西，鲁珀特之泪可以说颠覆了当时人们对玻璃的认知，它身上两种相互矛盾的性质更是引起了人们的好奇。

1661年，鲁珀特之泪送往英国皇家学会以供研究，直到400多年以后，科学家们才逐渐的了解鲁珀特之泪的奥秘。

为什么鲁珀特之泪的头部这么硬，就连子弹都打不坏

这就要从鲁珀特之泪的制作过程说起了。

其实方法非常简单，只需要用高温加热使玻璃融化，让玻璃溶液自然的滴落到冷水中冷却，就可以制造出一个鲁珀特之泪。

融化的玻璃在滴进水里的时候，最外面的一层会先冷却凝固，可内部还处于熔融状态。随着时间的推移，内部熔融状态下的玻璃会慢慢冷却凝结，体积会不断变小。

这时候内部的液态玻璃就会拉着固态玻璃的外壳向内收缩，让玻璃的外壳受到巨大的压应力。这个压应力高达700兆帕，几乎是大气压的7000倍。

这些压应力分布的非常薄，约占整个玻璃头部的10%，但正是这薄薄的压应力，才给鲁珀特之泪穿上了一层坚硬的外壳，让它的头部坚硬无比。

其实，我们可以把分布在外壳的压应力想象成一座坚固的“拱桥”，只要外部的受力环境不超过“拱桥”的承载范围，鲁珀特之泪自然不会受到破坏。

那么需要施加多大的力，才能把鲁珀特之泪的头部破坏掉呢？

为了寻求这一成果，国外的科学家把鲁珀特之泪放在液压机上，通过液压机不断地挤压鲁珀特之泪的头部。

最后的实验结果表明，液压机在达到20吨压力的程度，才把鲁珀特之泪的头部压碎，但液压机也被坚硬的鲁珀特之泪搞出一个小坑。

鲁珀特之泪的头部这么硬，为什么它的尾部这么脆弱？

这主要是因为先后入水顺序不同，鲁珀特之泪的头部质量最大，冷却速度最慢；尾部的质量小，呈一种细长的拉丝状，入水之后会迅速冷却。

这就让鲁珀特之泪冷却不均衡，整个玻璃内部受力不均匀。脆弱的尾部是鲁珀特之泪最大的弱点，尾部的坚硬程度就连一般的玻璃都比不上，稍一用力就会碎掉。

更有意思的是，如果给鲁珀特之泪尾部施加作用力的话，整个玻璃都会变为碎末。

这是因为鲁珀特之泪的尾部一旦受到破坏，内部不均衡的压力就会得到释放，顺着玻璃内部的裂纹瞬间扩展到鲁珀特之泪全身，让这个玻璃“粉身碎骨”。

这个过程叫做裂纹扩展，它的速度之快可以达到每秒1450—1900米，是音速的5倍。

钢化玻璃和鲁珀特之泪的原理是类似的

钢化玻璃之所以比普通玻璃坚固的多，就是因为它的制作过程和鲁珀特之泪有些类似。

把普通的玻璃加热到软化之后，立刻放入冷水中，进行快速的冷却处理，让钢化玻璃的外壳形成一层薄薄的压应力，在压应力的作用下，钢化玻璃才会显得耐冲击。

而且钢化玻璃就算碎了，也会像鲁珀特之泪一样碎成大量的小颗粒碎片，不会伤到人。

说在最后

很难想象，鲁珀特之泪这种普通的玻璃制品，它的头部比钻石还要坚硬，尾部却有脆弱不堪。这两种自相矛盾的性质，在鲁珀特之泪身上展现得淋漓尽致。

如果用科学的角度来解释的话，就是玻璃冷却速度不均匀导致受力不均，才制造出了外表独特，内部更独特的鲁珀特之泪。不仅在外观上赏心悦目，在内部构造上更让人叹为观止。

最后还要提一句，鲁珀特之泪破裂的过程真的很好看。

鲁珀特之泪明明是玻璃制品，可为什么子弹都打不坏它的头部？

看过《三体》小说得都知道，三体人发射了一颗形状类似“水滴”的武器，就将人类的太空战舰悉数摧毁。而水滴的密度是相当高的，基本上内部是没有杂质和间隙的。也正是凭借着极高的密度，水滴才可以用碰撞的方式赢杀伤太空战舰。

只不过，水滴也只存在于小说中，现实中可没有这样的武器。不过，用玻璃制成的鲁伯特之泪的外形与水滴极为相似，也具备极其坚硬的特点。

众所周知，玻璃具有良好的透光性，较差的抗拉强度，较差的热稳定性。也就是说，发生加热或者敲击这种情况时，玻璃就会碎裂。基本上，一般的玻璃制品都有这个特性。除了特殊的玻璃制品以外，如防弹玻璃，鲁伯特之泪等等。

所谓的鲁伯特之泪，就是指让熔化的玻璃，在自然状态下，落入冰水中，形成的制品。

该制品的形状与眼泪极为相似，最早是在17世纪初的荷兰被制造出来的，在1625年时传到了德国的梅克伦堡。紧接着又到了1660年，鲁伯特亲王将这种玻璃液滴制品献给了查尔斯二世国王，所以才被称为鲁伯特之泪。

鲁伯特之泪与一般的玻璃制品的特性有着较大的差别。

其整体呈现头部极为坚硬，尾部极为生脆的特点。头部硬到连子弹都打不穿的地步，且在子弹撞击到头部的一瞬间，子弹被击碎，而鲁伯特之泪却毫发无损。经过试验，鲁伯特之泪的头部抗压能力高达近30吨。也只有超过30吨的重物，才可以从头部将鲁伯特之泪击碎。

就以AK-47步枪为例子，其发射出去的子弹，在击中目标时产生的能量在190千克~300千克，距离30吨还差的远，根本就摧毁不了鲁伯特之泪。

说过了头部极为坚硬，而鲁伯特之泪的尾部极为脆弱。基本上用手就可以从尾部，让鲁伯特之泪粉碎。

也就是说，鲁伯特之泪的弱点就在其尾部。那么，究竟是什么原因导致，鲁伯特之泪具备以上的特性呢？

鲁伯特之泪之所以具备以上的特性，是因为其结构上的受力不均匀。

而导致鲁伯特之泪的结构上受力不均匀的原因主要就是：当熔化成液态的玻璃入冰水时，由于冰水的温度较低，使得玻璃表面迅速冷却形成外壳。

而内部的玻璃还仍然保持着液体状态，等到内部的玻璃逐渐冷却凝结成为固态时，体积是要变小的。一般来说，从液态变为固态时，分子间的距离变小，所以体积也是要变小的。

这时内部的呈现液态状的玻璃，就要拉着已经是固态状的外壳收缩，导致靠近表面的玻璃受到很大的压应力，同时核心位置的玻璃也被拉扯向四周，也受到拉应力。

先入水的玻璃体积大，冷却慢；后入水的玻璃体积小，冷却快。也就是说，先入水的玻璃头部内部的压拉应力形成了一个平衡状态，而尾部就像一般的玻璃制品。所以说，在这种内部应力的作下，使得鲁伯特之泪的头部极为坚硬，尾部极为生脆。

当从鲁伯特的尾部进行破坏时，裂纹就从具备玻璃易碎特性的尾部，迅速四散开来。使得裂纹瞬间传遍全体，导致鲁伯特之泪支离破碎。而根据高速摄影技术的观测，鲁伯特之泪裂纹的传递速度，可以达到1450米/秒-1900米/秒。和主战坦克发射的尾翼稳定脱壳穿甲弹的速度，相比起来，也不遑多让。

鲁珀特之泪明明是玻璃制品，可为什么子弹都打不坏它的头部？

“鲁珀特之泪”是一种形似蝌蚪的玻璃制品，“泪珠”部分异常坚硬，即使用锤子敲击也毫发无损。更让人啧啧称奇的是，如果它的尾部破碎。

鲁珀特之泪这种奇特的性质，其实这都是应力“搞的鬼”。在鲁珀特之泪制作过程中，滚烫的玻璃在遇到水，表面快速的冷却，而内部还是不软不硬的状态，当内部冷却时，外部却在收缩。这无形在玻璃的表面施加压应力，而内部却产生拉应力，两种力形成一个奇妙的稳定。为什么轻轻在鲁珀特之泪的尾巴上一捏，他便粉身碎骨的特性也就能解释了。因为这应力的平衡被破坏了。

其实像这种原理也被广泛的应用在实际生活中，比如钢化玻璃便就是这样生产的，鲁珀特之泪的一些特质也被赋予在钢化玻璃上，他硬度高，但不能普通的玻璃那样随意切割。大家认为未来的太空军舰会不会像《三体》描述的那样呢？虽然鲁珀特之泪的制作过程并不复杂，但是也是具有一定的危险性的。