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如果牛顿笫一定律被推翻,物理学会怎么样?

 大隆龙 2017-08-19

谢邀。本题,绝非空穴来风,点赞。细思极恐、非常考验、甚至秒杀大多数物理人!我的答案是:如果推翻牛顿第一定律,那么,几何原理、经典物理、量子物理等所有的数理大厦,皆会轰然倒塌,这就视同否定了人类一切科学技术的卓越成就,显然是荒唐的。但证否本命题,不那么简单。

牛顿第一定律,也叫惯性定律,或惰性法则(inertial law),我认为有四个要义:

一,惰性法则,违背“客观世界”的运动真相。事实上,无论微观、宏观与宇观世界,一切存在形式都在自行或随行做螺线运动,都是增或减加速运动。不存在静止状态或匀速直线运动。这正是有人质疑惰性原理的主要动机。

二,惰性法则,符合“数理世界”的逼近法则。如果按照“绝对运动”原理,追求“绝对精确”目标,那么人类就无法测量。数理方法的本质,是根据大数法则与逼近工具,如“质点”、“刚体”、“复平面”、“圆锥曲线”,“谐振子”,“圆频率”,在次要因素可忽略的条件下,简化、拓扑、降维、近似地描述复杂的真实运动。科学界格言:误差是绝对的,折中是必须的。

三,惰性法则,是所有运动定律的公理。牛顿第一定律,既是独立的,又是奠基的。由此建立了牛顿第二第三定律、万有引力定律、动量守恒定律、动能定理、能量守恒定律、热力学三定律......。她的位,相当于五个“数学公理”。

四,惰性法则,给出“惯性参照系”的定义。牛顿第一定律的适用条件,①被研究的对象即系统,必须是一个质点,②外界环境是静止或者匀直运动/零加速度,或零和作用力。③在邻域或微分条件下。

适用条件,主要是外界环境,或所在参照系对系统影响的限制条件。从②③可知,“惯性系”的定义是:∑Fi=0或加速度a=dv/dt=0。非惯性系的定义是“a≠0”。

附:Newtown's First Law of Motion的完整表述:任何物体都要保持匀速直线运动或静止状态,直到外力迫使它改变运动状态为止。英国物理学家艾萨克·牛顿于1687年,在巨著《自然哲学的数学原理》里,提出了牛顿运动定律,牛顿第一运动定律就是其中一条定律 。 牛顿第一定律与牛顿第二、第三定律构成了牛顿力学的完整体系。 牛顿第一定律给出了惯性系的概念,第二、第三定律以及由牛顿运动定律建立起来的质点力学体系只对惯性系成立。因此,牛顿第一定律是不可缺少的,是完全独立的一条重要的力学定律。

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