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用牛頓力學(xué)認(rèn)識(shí)解牛頓力學(xué)之困

 高原獵鷹 2020-05-21

  牛頓力學(xué)是被愛因斯坦等認(rèn)為不適應(yīng)高速運(yùn)動(dòng)物體、微觀運(yùn)動(dòng)物體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的。事實(shí)是這樣嗎?正確答案是否定的,牛頓力學(xué)之困實(shí)際上是后來的人們對(duì)牛頓力學(xué)的錯(cuò)誤理解造成的,最主要的是對(duì)物體質(zhì)量的錯(cuò)誤理解造成的,對(duì)物體質(zhì)量的錯(cuò)誤理解必然造成對(duì)物體慣性的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)。

  質(zhì)量的原始定義是:物體的質(zhì)量就是物體所含物質(zhì)的多少。因此國(guó)際上制作了標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)量原器用來規(guī)定質(zhì)量的測(cè)量或測(cè)定標(biāo)準(zhǔn),測(cè)定質(zhì)量只能用與質(zhì)量原器復(fù)制品及分割器件——砝碼進(jìn)行受力對(duì)比進(jìn)行測(cè)定。對(duì)比測(cè)量方法是衡量物體質(zhì)量必須的方法,與質(zhì)量原器對(duì)比、與各種質(zhì)量砝碼對(duì)比,通過杠桿對(duì)比的方法是測(cè)量質(zhì)量最有效最快的方法,杠桿可以有效調(diào)節(jié)對(duì)比比例用小砝碼就可以測(cè)量大物體或特大物體質(zhì)量。對(duì)比法是有效測(cè)量物體質(zhì)量的基礎(chǔ),任何脫離對(duì)比的方法都是無法在不同的物理環(huán)境有效測(cè)定物體質(zhì)量的。

  中國(guó)古代發(fā)明的桿秤就是永遠(yuǎn)不落后的可以有效測(cè)量物體質(zhì)量的工具,只要“秤砣”或砝碼精準(zhǔn)、刀口足夠鋒利、刻度精確,測(cè)定出來的物體重量值就是物體的質(zhì)量。無論在什么地方或物理環(huán)境測(cè)量物體的質(zhì)量,中國(guó)的桿秤都是最有效的,測(cè)量結(jié)果都是不會(huì)發(fā)生變化的,但是測(cè)量物體的重量就不一定正確了,因?yàn)槲矬w的重量會(huì)隨著物理環(huán)境的變化而變化,因此中國(guó)的桿秤本質(zhì)上并非是秤重器,而是秤物體質(zhì)量的永遠(yuǎn)先進(jìn)的工具。有人說中國(guó)對(duì)科學(xué)沒有多大的貢獻(xiàn),我們可以告訴世界,中國(guó)的桿秤是永遠(yuǎn)固化并鎖定質(zhì)量測(cè)定方法建立正確的力學(xué)認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)。

  物體的質(zhì)量不會(huì)因物理環(huán)境的改變而發(fā)生改變。這是我們正確認(rèn)識(shí)物體質(zhì)量的基礎(chǔ),更是我們正確認(rèn)為物理世界的基礎(chǔ)。

  經(jīng)典力學(xué)認(rèn)識(shí)是不是牛頓的力學(xué)認(rèn)識(shí)我是持懷疑態(tài)度的,我總感覺經(jīng)典力學(xué)是牛頓力學(xué)的“改進(jìn)”版,特別是對(duì)物體質(zhì)量的認(rèn)識(shí),應(yīng)該是后來人通過牛頓力學(xué)認(rèn)識(shí)中的一些定律公式發(fā)明的結(jié)論或概念。牛頓的慣性定律至今人類都是似是而非地認(rèn)識(shí)的,似乎每個(gè)人站出來都有一套自己的說辭。包括物理學(xué)教材的各種載體說辭在內(nèi)都似乎經(jīng)不起檢驗(yàn),不是無法求證就是漏洞百出,總難有完全合理的認(rèn)識(shí)讓人們將慣性的定義真正統(tǒng)一起來。

  慣性認(rèn)識(shí)統(tǒng)一不起來的根本原因是任何物體的慣性都客觀地存在強(qiáng)度上的變化。而此前包括牛頓力學(xué)認(rèn)識(shí)或經(jīng)典力學(xué)認(rèn)識(shí)在內(nèi)的一切力學(xué)認(rèn)識(shí)都認(rèn)為同一物體都不可能有慣性強(qiáng)度上的變化。因此牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律似乎可以將慣性強(qiáng)度的客觀存在給消化掉。

  牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律是:物體所受的合力與物體的質(zhì)量和產(chǎn)生的加速度成正比。計(jì)算公式是和:F=ma。m就是后來的人所發(fā)明的“慣性質(zhì)量”,又因重力與物體質(zhì)量、重力產(chǎn)生的加速度成正比,即F=mg。引力質(zhì)量m也被發(fā)明出來了,而且一些人在地球表面上似乎發(fā)現(xiàn)了慣性質(zhì)量m似乎與引力質(zhì)量m非常的相近,并以此下結(jié)論“慣性質(zhì)量與引力質(zhì)量相近”。而事實(shí)上這個(gè)結(jié)論下得太早了點(diǎn),至少?zèng)]有考慮過物體在接近各種星體質(zhì)心時(shí)會(huì)是什么情況,所謂的慣性質(zhì)量與引力質(zhì)量還會(huì)“相近”嗎?顯然會(huì)出現(xiàn)絕對(duì)的差別,因?yàn)樵诮咏鞣N星體的質(zhì)心的物體會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的失重現(xiàn)象,引力接近“零”,顯然物體的引力質(zhì)量會(huì)接近“零”,而物體接近星體質(zhì)心其慣性強(qiáng)度的變化并不會(huì)很大,顯然所謂的慣性質(zhì)量與引力質(zhì)量在接近星體質(zhì)心附近時(shí)差別非常大。同一物體產(chǎn)生質(zhì)量的變異顯然不正常,嚴(yán)重違背“物體的質(zhì)量不會(huì)因物理環(huán)境的改變而發(fā)生改變”的定論。

  只有牛頓第三定律似乎還沒有人認(rèn)為有什么問題。真的沒有問題了嗎?答案是:有。但是卻被人類局限的認(rèn)識(shí)空間所掩蓋了。是作用力等于反作用力有問題嗎?當(dāng)然不是。是作用力與反作用力的實(shí)際大小的變化被忽視了,用相同大小的作用力作用不同物理環(huán)境的相同質(zhì)量物體或同一物體會(huì)產(chǎn)生不同的加速度。顯然牛頓力學(xué)中的作用力等于反作用力并沒有注意這個(gè)問題,似乎這并不應(yīng)該是牛頓第三運(yùn)動(dòng)定律所應(yīng)該關(guān)心的問題,而是牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律應(yīng)該注意的問題。

  牛頓的萬有引力定律是發(fā)現(xiàn)牛頓力學(xué)中慣性定律和牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律的問題和漏洞的鑰匙。這似乎成了牛頓力學(xué)定律之間產(chǎn)生相互矛盾的導(dǎo)火線,萬有引力到底是怎樣產(chǎn)生的目前并沒有人追根究底,僅僅我認(rèn)為萬有引力是基本物質(zhì)(或正負(fù)電子)對(duì)外的綜合性作用產(chǎn)生的作用力現(xiàn)象,也就是說萬有引力是一種合力,是每一個(gè)基本物質(zhì)間的相互作用形成的合力,因此萬有引力也遵循電力作用與作用距離平方成反比、萬有引力與兩物體質(zhì)量乘積成正比和電力與兩物體電量乘積成正比的關(guān)系相近。搞清楚萬有引力產(chǎn)生的本質(zhì)原因是合理有效解釋自然現(xiàn)象的關(guān)鍵之一,此前的各種作用力的本質(zhì)實(shí)際上都是基本物質(zhì)相互作用的不同表現(xiàn)形式?;疚镔|(zhì)相互作用的主要表現(xiàn)就是電力,磁力也只是電力的另類表現(xiàn)形式或基本物質(zhì)相互作用的表現(xiàn)形式之一。

  很多人可能會(huì)用“中性”或“中性”特來否認(rèn)基本物質(zhì)相互作用,一切“中性”都是基本物質(zhì)結(jié)合體的對(duì)外作用或影響,一切“中性物質(zhì)”都是基本物質(zhì)結(jié)合體。至于是什么基本物質(zhì)必須要現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和未來科學(xué)技術(shù)逐層次確認(rèn),而不是過度地假設(shè)和猜想,我們可以有理有據(jù)地推理一個(gè)未知層次的基本物質(zhì),待有效確認(rèn)后再推理下一層次的基本物質(zhì)。這樣可以有效防止多層次推理而變成實(shí)質(zhì)上的假設(shè)和猜想,假設(shè)和猜想就是過度的推理、推導(dǎo)。

  牛頓的萬有引力定律本質(zhì)上揭示了很多自身認(rèn)識(shí)上的問題,同時(shí)也是解決相關(guān)問題的鑰匙,萬有引力定律已經(jīng)否定了“不受力”物質(zhì)或物體的存在,因此牛頓的慣性定律中的“不受力”假設(shè)根本就不成立,物體的慣性顯然只是物體所受各種力的合力為零時(shí)保持靜止或勻速運(yùn)動(dòng)狀態(tài),這樣一來,還有一種運(yùn)動(dòng)情況也符合,即圓周運(yùn)動(dòng)。很多人認(rèn)為圓周運(yùn)動(dòng)不屬于慣性運(yùn)動(dòng),而強(qiáng)加給物體“角速度”解釋圓周運(yùn)動(dòng)。物體因有慣性而產(chǎn)生運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)方向受力改變產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)方向的改變,同時(shí)物體因受力也產(chǎn)生反作用力(離心力)實(shí)現(xiàn)平衡,勻速圓周運(yùn)動(dòng)本質(zhì)上也是物體所受各種力的合力為零的表現(xiàn)形式。勻速圓周運(yùn)動(dòng)可以說是牛頓慣性定律與牛頓第三運(yùn)動(dòng)定律的典型的綜合表現(xiàn),如果物體沒有慣性或沒有“作用力等于反作用力”就不可能有任何形式的圓周運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象發(fā)生?!敖撬俣取笔且蛭矬w受力改變自身慣性運(yùn)動(dòng)方向綜合形成的,物體不同的受力會(huì)產(chǎn)生不同的相應(yīng)的反作用力而保持圓周運(yùn)動(dòng)。

  任何運(yùn)動(dòng)中的物體在不同的空間位置其運(yùn)動(dòng)速度都會(huì)發(fā)生相應(yīng)的改變,其改變情況不一定能夠被人類現(xiàn)時(shí)的科學(xué)技術(shù)觀測(cè)出來。因此作勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體改變物理空間位置同樣會(huì)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)速度的改變。這是因?yàn)槿魏挝矬w的慣性都是由空間中的所有物質(zhì)物體相對(duì)于物體的位置來決定的,簡(jiǎn)單地說物理空間位置不同慣性系數(shù)不同,相關(guān)物體的慣性強(qiáng)度也會(huì)不同?;蛘哒f物理空間中的萬有引力強(qiáng)度不同,物體的慣性強(qiáng)度也會(huì)不同。萬有引力定律不僅揭示了牛頓力學(xué)認(rèn)識(shí)中的問題,同時(shí)也提示了解決相關(guān)矛盾的方法。即研究物體的運(yùn)動(dòng)必須考慮物理環(huán)境所有物質(zhì)物體對(duì)研究對(duì)象的作用或影響。物理空間對(duì)運(yùn)動(dòng)物體的影響包括慣性、加速度(作用力)、能量、做功、功率、極限速度等等物理量,影響物質(zhì)物體極限運(yùn)動(dòng)速度的是作用力的傳遞速度或能量的傳遞速度,也稱力的作用速度。力的作用速度是牛頓力學(xué)認(rèn)識(shí)中的一個(gè)大漏洞,也是牛頓力學(xué)“不適應(yīng)高速運(yùn)動(dòng)物體”的主要原因。這個(gè)漏洞不是牛頓力學(xué)認(rèn)識(shí)能夠自己處理的,是我在大量的力學(xué)研究中發(fā)現(xiàn)的,這里就不詳細(xì)解釋了。

  總之,一個(gè)正確的認(rèn)識(shí)是必須要通過不斷糾正和完善一個(gè)基礎(chǔ)認(rèn)識(shí)最終形成,而不是靠教條式、權(quán)威法的維護(hù)來實(shí)現(xiàn)的,有錯(cuò)必紀(jì)才能最終獲得正確的真理性認(rèn)識(shí),發(fā)現(xiàn)問題、錯(cuò)誤或漏洞都必須認(rèn)真對(duì)待,并予以及時(shí)糾正和補(bǔ)充才能讓科學(xué)研究有真正的擔(dān)當(dāng)和作為。對(duì)舊認(rèn)識(shí)要以發(fā)展的態(tài)度進(jìn)行繼承,而不是頑固維護(hù)或協(xié)變維護(hù)地固守。無論做出過多大的貢獻(xiàn)的認(rèn)識(shí)有錯(cuò)也應(yīng)該必糾,有漏也應(yīng)該必補(bǔ)才能讓科學(xué)認(rèn)識(shí)有效指導(dǎo)未來科學(xué)技術(shù)或科學(xué)理論的發(fā)展進(jìn)步。否則必然與神學(xué)迷信殊途同歸,最多也就是貼上了“科學(xué)”的標(biāo)簽神學(xué)迷信的認(rèn)識(shí),甚至?xí)壬駥W(xué)迷信更愚弄人。

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