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主题:牛顿定律到底说的是什么?(0) -- changshou

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家园 牛顿定律到底说的是什么?(8)总结

8.1 前几篇的论述有很多 和常见的说法有不一致的地方。不过如果你理解了,应该能自行判断一些常见说法的可靠性,隐含假设以及与我讲的东西的关系。我举几例。

有人说第一定律可以视为 惯性系的定义,即不受外力的物体可视为惯性观察者的定义。这种说法的问题在于 没有定义或至少指出如何判断 什么是“不受外力的物体”。 万有引力的经验告诉我们 并不是你看不到其他物体就意味着没有外力

有人说第一定律是实验规律 或者至少是实验规律的外推: 极光滑平面上的小车一直匀速运动,于是我们便可以理想化的“外推”出 第一定律。这种说法的问题不仅在于他预先假定了我们使用了一个惯性系(地面)也有上一种说法同样面临的问题:如何判断不受外力?

有的讲法声称第二定律完全是一个来自实验观测的规律(在设定了惯性系之后)。这种说法的前提是你有独立的办法预先确定力的规律。这不仅是困难的(你必须能在知道牛顿定律之前定义和导出力的规律。从微观世界出发实在太困难哪怕我们知道这是本质的观点),而且违背我们事实上确定很多力的规律的办法。比如我们明明是用第二定律和天体运动规律 来导出牛顿引力规律的。不过这并不意味着第二定律与实验无关(我们已经在(3)中讲过了)。

有的讲法不讲绝对空间,只提惯性系。 这是可以的。

有的讲法不讲绝对空间也不讲惯性系。 这是瞎扯蛋。

有的讲法不提绝对时间。这勉强可以接受,反正读者也会自动使用这一观念的。

8.2 牛顿力学和之后的物理学

先看一下牛顿力学的概念基础。

牛顿力学的数学基础:欧氏几何,微积分,微分方程

牛顿力学的基本物理概念:时间间隔, 空间位移,速度,加速度, 绝对时间,绝对空间/惯性系,质量,力, 质点

牛顿力学的特点是,其数学基础直观易懂而且数学主要内容可以用轻装上阵的自然语言来讲;其基本物理概念基本上来自 人类日常体验加上一些朴素自然的联想。这一特点使得他得以被大量传授。

不幸(或幸运)的是牛顿力学建立后物理发生了根本性的变化。当代物理学无论在数学基础方面还是在物理概念方面 都严重脱离和超越 人类的生活体验,自然联想,朴素哲学和自然语言。如果你有兴趣管窥一下,可以看我写的另一系列科普。

全文完

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