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牛顿力学中的是与非

 高原猎鹰 2020-04-18

  评价牛顿力学的行为在不少人心中是大逆不道的,是一定会遭到非常强大的抵制和批斗的。大量的人是将“质疑”与“攻击”混为一谈的,他们认为质疑相关认识就等于攻击相关的创始人,因此这些人根本就不与质疑者讲道理、讲物理证据,发现有人质疑相关的认识就开始大批特批,那里还有一点儿科学精神和科学态度的存在呢。我先提醒一下这些人要注意“质疑”与“攻击”的区别。

  我通过对牛顿力学较长时间的学习,并重复经典物理实验和新设计的物理实验进行对照研究,发现牛顿力学本身存在的一些问题和漏洞,现一一列举出来供人们进一步研究:

  一、惯性认识问题。惯性是牛顿力学的基础,牛顿力学中的惯性是:在不受外力作用的情况下物体保持静止或匀速直线运动状态的特性就是物体的惯性。在牛顿的这个惯性定律或惯性定义中就已经存在了一个无意义的前提,即“在不受外力作用的情况下”,显然在宇宙中或物理世界里根本就不存在“不受外力作用的情况”或不存在任何不受外力作用的物质或物体。牛顿的万有引力定律已经决定了任何物质物体不受外力作用是不可能的。因此牛顿的惯性定律应该纠正为:

  物体所受外力作用合力为零时保持静止或匀速直线运动状态的特性就是物体的惯性。

  这里要提醒一些人注意了:“合力为零”不等于“不受力”。合力为零时的物体可能会产生分裂或非常强大的抵抗作用。而“不受力”的物体不会随意产生分裂,除非内部产生爆炸、更不会产生强大的抵抗力。

  纠正后的“惯性定律”也牵出了另外一个问题,即匀速圆周运动的问题。匀速圆周运动本质上也是一种合力为零的物体运动,即向心力与其改变物体运动方向时物体因惯性而产生的反作用力形成了“零合力”。目前的力学认识不认为匀速圆周运动是物体的惯性。有这种认识的人是显然认为匀速圆周运动的物体在物体运动方向上有不为零的合力,所以物体才不停地进行匀速圆周运动。而事实上物体进行匀速圆周运动时根本就没有也不需要向前的作用力维持。真正维持匀速圆周运动的只有向心力和物体圆周运动产生的抵抗力或反作用力,这一对力大小相等方向相反而形成了“零合力”,抵抗力虽然是物体自身受力产生的,但是外力导致的,是随外力变化而变化的反作用力。所以我认为惯性定律应该是:

  物体所受各种力的合力为零时,物体保持静止、匀速直线运动和匀速圆周运动的特性就是物体的惯性。

  不受力的惯性显然是不存在的,也就是说牛顿力学中的惯性实际上根本就不存在,“惯性”只有在各种力的作用下才存在。

  二、惯性是怎样产生的问题。物体的惯性显然是被牛顿力学认识固化成了物体的固有属性,认识物体不论受力与不受力都存在惯性,而事实上并非如此,可以说牛顿对于物体受万有引力作用产生了哪些物理现象都不很清楚,惯性的产生可以说与物体受到的各种万有引力分不开,当我们对一个物体施力要使其运动或改变运动的时候,我们除了要克服各种摩擦力、或各种阻力外,更重要的是要克服相关物体所受到的来自各方向上的各种万有引力作用才能使物体产生运动或改变运动状态,克服物体受到的各种万有引力作用所产生的抵抗力的现象就是物体的惯性现象。很显然物体惯性的产生离不开与其产生相互作用(万有引力)的物理环境。万有引力就是物体产生惯性的基础。这里我们不再深入讨论万有引力是如何产生的。万有引力是产生惯性的基础是我发现的,也并非我的发明创造。这样一来,物体受到的万有引力发生变化,惯性就必然产生变化,惯性就诞生强度这一概念了,即惯性强度。

  惯性强度是衡量物体惯性产生反作用力的标志,惯性强度与物体质量成正比,也与物理环境中所受的万有引力合力方向上的绝对值之和成正比,如果一个物体处于另一物体质心或多星体的等力心时,可以任意选择一个方向计算所有万有引力在相应方向上的绝对值之和来计算惯性强度。

   惯性的新认识不仅诞生了惯性强度,同时还诞生了惯性系数,惯性系数是衡量物理环境使物体产生惯性的能力。环境的惯性系数可以设计仪器进行有效的测定。惯性系数对于航天事业的发展非常重要。物体的惯性强度等于惯性系数与物体质量的乘积。

  三、作用力认识问题。牛顿力学中作用力的三要素概括了产生作用力的基础,即任何作用力都具有大小、方向和作用点,三者缺一就不能产生力。作用点要素是关系施力物与受力物的要素。没有施力物和没有受力物都无法产生作用力,物体施力时物体可能要产生相应的运动,不运动的物体对外施力时其基本物质对外的作用力大小必须产生相应的变化,这种不运动之力的变化向外也是有一定速度向外传递的。无论施力物与受力物运动与否,作用力的传递都是有一定速度的,在速度范围内运动的物体才能建立相互作用产生作用力。因此就牵扯出了一个“作用力的速度”问题。一般作用力的速度就是施力物体的运动速度,电力、磁力、万有引力的作用速度在真空中与光速是一致的。

  目前,电力、磁力、万有引力的作用速度是最高的,这也确定了目前人类要加速的物体的最高速度无法超过这些作用力的作用速度。很显然力的作用速度对于加速物体能够达到的最高速度是非常关键的,各种力的作用速度同时也是相关能量的传递速度。因此,此前的作用力认识上忽略或漏掉了作用速度这一要素,致使牛顿力学在解释加速物体时的运动速度无法超过光速问题时遇到了困难,因此就有人发明出了一个自相矛盾的人造逻辑:物质物体接近光速运动时动质量接近无穷大,达到光速时质量为零。动质量无穷大的物质物体有什么力能够继续有效的加速?是如何让所谓的“光子”达到光速的?真是上帝帮助光子迈过了这道坎吗?

  然而我们用作用力的作用速度来解释就轻而易举地解决了相关的矛盾,根本就没有物体接近光速运动质量也接近无穷大一说,更不会有达到光速质量为零的荒谬逻辑。牛顿力学对作用力的认识打上作用速度这一补丁后,还真没遇到无解的现象。

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