慣性的拓展認識
物理學最重要的一個觀點,是關於慣性的——慣性的定義以及慣性定律的定義。為什麼對此定義做新的修改。很簡單,現在的定義,還在沿用當年牛頓的表述。而現在的物理學,尤其相對論的的發展,是當時牛頓沒有看到的。所以新的定義就產生了。
新的慣性定義是這樣的:在引力場中,物體具有保持當下運動狀態的性質,叫做慣性。
為什麼做這個修改,因為初高中課本,並沒有給出慣性的產生原因!我們也從來沒有問過,只是說慣性是物體的固有屬性!我當時問老師,老師回答是固有屬性,那就是本來就有的,沒有為什麼。但我們知道任何現象和作用應該有一個原因的。
慣性概念是物理學的根基,無論是牛頓理論,還是愛因斯坦理論,都與此理論相關,以此理論為根基確立的。我顯然不是第一個思考此問題的人,馬赫應該是第一個人。馬赫原理就是為了解釋慣性是怎麼產生的。那麼慣性是如何產生的,就不是一個無聊的問題。愛因斯坦創立廣義相對論,就受益於馬赫觀點的啟發。其中馬赫關於慣性產生的原因主要就是一句話:一個質點的慣性是該質點與宇宙中所有其它物質相互作用的結果。
但該觀點,有一個致命的傷,那就是超距傳播。違背光速不變原理。
結合現在的觀測和實驗。我自然而然的就把慣性的定義寫成:在引力場中,物體具有保持當下運動狀態的性質,叫做慣性。
這樣的好處,就是給出了慣性產生的原因——引力場。但大家記住,引力場目前還是處於理論階段。但目前沒有比這個更靠譜的修改了。引力,引力波已經是事實,被實驗所證明的。現在的物理學理論對於引力場的存在,也持樂觀態度。
這樣既給出了慣性產生的原因,又避免了超距作用的衝突。還是具有相對論性的定義。也和牛頓定義不衝突。
根據新的慣性定義,牛頓第一定律應該是這樣的:在引力場中,物體所受外力為零的時候,總保持當下運動狀態的運動,叫牛頓第一定律。
牛頓第一運動定律為後續定律準備了概念並定性闡明了力和運動的關係。特別地,第一定律中所述的「物體不受外力作用時的運動狀態」和第二定律中的物體所受外力矢量和為零(合力為零)這一運動狀態不同,不能把第一定律F=0當成第二定律在時的特殊情況,因為F=0肯定導出加速度a=0,但a=0的運動只能由第一定律本身徹底闡明其為慣性運動(靜止或勻速直線運動)。第一定律是完全獨立的基本定律,用其解決的問題,別的任何規律都無法解決,第二、第三定律根本不能取代第一定律。
這樣修改的好處,就是可以避免循環論證。因為牛頓第一定律,不是實驗定律。不受力的物體和永遠保持直線和靜止狀態,不能同時獲得或成立。
摘自靈遁者科普書籍《變化》