这是一个困扰了科学界几百年的问题，年，当时的巴达维亚王子鲁珀特送给英格兰国王查理二世五个蝌蚪状的玻璃球，引起国王极大的兴趣。按理说作为国王什么宝贝没见过，怎么就会被这几只普普通通的玻璃球吸引呢？

原来这几只名叫鲁珀特之泪的玻璃球的头部异常坚硬，无论怎么弄也弄不碎，当时的科学家们完全无法解释原因，以至于很多人认为鲁伯特之泪上被施加了魔法。后世的人们曾经做过实验，直接开枪射击鲁珀特之泪的头部，但依旧无法击碎。那么，鲁珀特之泪中到底隐藏着什么秘密，它为什么能如此坚固？

制作简单的鲁珀特之泪

时间回到现代社会，随着科技的发展，玻璃已经不再是脆弱的代名词，一些特种玻璃（例如防弹玻璃等）质地也非常坚固，也能够挡住子弹的攻击。

这些特种玻璃在生产过程中大多数都添加了很多特殊的物质，使用了很多特殊的生产工艺。那么头部异常坚硬的鲁珀特之泪是否也添加了特殊的物质或者使用了非常复杂的生产工艺呢？

事实上，鲁珀特之泪就是普普通通的玻璃，没有添加任何特殊的物质改变玻璃的特性。在生产方面，制作鲁珀特之泪的工艺非常简单，只需先用高温让普通玻璃熔化，之后再让熔化的玻璃液体自然地滴入冰水中即可。

头部坚硬的秘密

一块普通的玻璃为什么融化之后滴入冰水就能变得坚不可摧呢？这个答案直到20世纪90年代才被彻底破解。鲁珀特之泪头部之所以如此坚固，主要是在生产过程中其内部注入了应力。

高温熔化的玻璃滴入冰水时，外边的表层首先受冷凝固，但此时鲁珀特之泪内部玻璃还处于液体状态，温度依旧很高。随着时间的推移，内部的玻璃也开始冷却，由于热胀冷缩的原因，内部的玻璃体积开始缩小，拉扯着外部的玻璃一起向内收缩。

但是外边的玻璃早已冷却凝固成固体，无法回缩，因此就产生了一股互相拉扯的应力。玻璃的主要成分是二氧化硅，在强大应力的拉扯下，表层的二氧化硅分子间距会缩小，密度会增加，由此形成了一个坚固的外壳。

据科学家们推算，由于生产过程中内外受冷收缩的不均匀，鲁珀特之泪头部中的压应力甚至可以达到兆帕。内部巨大的压应力让鲁珀特之泪头部变得异常坚硬，让鲁珀特之泪能在8吨的压力之下保持完整。

鲁珀特之泪的弱点

虽然鲁珀特之泪头部异常坚固，但是它的尾部却非常脆弱，别说子弹射击，就算轻轻一捏都可以让整颗鲁珀特之泪瞬间破碎成一地碎玻璃。那么，头部坚固异常的鲁珀特之泪，为何尾部如此脆弱呢？

这依旧和鲁珀特之泪的生产过程有关。和头部不同，鲁珀特之泪的尾部体积较小，整体上呈现细长的造型。这样一来，滴入水中之后，鲁珀特之泪尾部的玻璃冷却更快，表层和内部的玻璃冷却的时间差小，产生的压应力也就很小，失去了压应力的作用，鲁珀特之泪的尾部自然会变得非常脆弱。

但是作为一个整体，鲁珀特之泪表面只要有一处被破坏，其外壳和内部的平衡就会被瞬间打破，内部储存的压应力会被瞬间释放出来，产生“裂纹扩展”式的碎裂。

只需要一瞬间，裂纹就会扩展到鲁珀特之泪的各处，让鲁珀特之泪变成一地碎渣。通过高速摄影技术，人们才测出了鲁珀特之泪破碎时的裂纹速度居然高达-米/秒，是声速的4倍以上。

科学原理的应用

如今，这种在玻璃中加入压应力的生产方式已经广泛地应用到了各种玻璃的生产过程中。例如我们常见的汽车风挡上的钢化玻璃，在生产时就在表面形成了压应力。

这样的做法让这些玻璃的承载能力更高，抗风、抗寒、抗冲击的能力更好。在目前的工艺条件下，生产出来的钢化玻璃相比于普通的退火玻璃在抗冲击能力上提升了5倍，抗拉度也提升了3倍左右。

另外，由于加入压应力的原因，一旦玻璃的一部分出现破损，那么应力便会释放出来，整块玻璃会破碎成一堆没有尖锐棱角的碎玻璃，这样也更不容易伤人，保护了人们的安全。