物理学家的乱七八糟的数学(4)——吐槽一下牛二律| 非主流 ...
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牛顿处的时代,没有电容器,他不知道电容器储能。也不知道 ...
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解開時空維度之鑰的對撞機 - 科技部
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牛顿运动定律_互动百科
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[DOC]五、万有引力与电磁力的比较.doc
www.sciencepub.net/.../第三章:引力质量与电磁质量的...轉為繁體網頁
物理学家的乱七八糟的数学(4)——吐槽一下牛二律
力是什么?相信众多物理学子在这上面耗费过不少脑细胞吧?
本文是想给这个概念一个终结,把牛顿第二定律到底是怎么回事说清楚。
我的物理哲学:物理学研究的就是物理量和时空变化之间的关系。
物理量:譬如质量,譬如电荷。
时空变化:其实就是时空中的运动,但现在有个问题是:同样一个物理过程,不同的人观察,得到的时空运动曲线是不一样的,但这又是同一个物理过程,所以你的曲线和我的曲线之间,必定有某种与参照系无关的几何不变量关联着。
为了把物理量和时空变化之间的关系弄清楚,可以把物理哲学更改表述如下:
物理学研究的就是物理量和几何不变量之间的关系。
物理量对所有参照系都是相同的,几何不变量对所有参照系也是相同的,这样,我的物理哲学表述也就ok了。
第一个例子:万有引力定律
这里表述的是,地球和太阳在同一条直线上相互吸引时候的定律·。左边,是几何上的不变量,右边是物理上的不变量。
本来物理量和几何不变量的关系给出来,事情就可以结束了,牛顿力学是不需要力这个概念的。可牛顿偏偏作了如下一件事:
这个新的式子与旧的式子在数学上是等价的,不同的只是形式。牛顿为什么要这样做?明显的是,单就引力而言,这么做纯属“数学娱乐”,所以答案必定和非引力有关。
所谓的非引力,在牛顿的时代,其实就是电磁力,站在21世纪回望,电磁力与引力的区别就在于物理量多了一个叫做电荷的东西。添加进电荷,物理学的定律可以表述如下:
几何不变量=f(m1,m2;q1,q2)
如果f的具体表达式知道,那么牛顿力学同样是不需要引入力这个概念的,但偏偏在牛顿的时代,电荷只是一个隐含的东西,即便想象也想象不到的。
不过很凑巧,f(m1,m2;q1,q2)=(q1/m1)*g(q2,m2),转化过来就是:
m1*几何不变量=h(m2;q1,q2)
牛顿最终把上边的式子写成了:
m1*加速度1=h(m2;q1,q2)*新的几何不变量
左边都是跟1相关的物理和几何,右边表示隐含的未知物理量,2的物理量,表示1和2之间相互关联的几何量。现在牛顿第二定律可以表述如下:
1的已知物理量*1的几何不变量=f(2的已知物理量,未知的物理量,1和2的几何关系)
所谓的力其实就是右边那个复杂关系。
说明1:单就物理学而言,知道几何不变量和物理量的关系就足够了,力的概念是多余的。
说明2:如果不是电磁学中凑巧f(m1,m2;q1,q2)=(q1/m1)*g(q2,m2),各位物理学子就不用费那么大劲学习牛顿第二定律了,因为根本就不会有这个定律。
说明3:牛顿力学很有意思,正是电磁学孕育了牛顿力学,而推翻牛顿力学的却恰恰是电磁学定律,感觉上帝跟牛顿开了一个玩笑。
说明4:从牛顿力学到相对论,变化的仅仅是对几何不变量的理解,也就是说原本认为是几何不变量的东西,实际上不是几何不变量,像加速度,实际上是跟参照系有关的。
说明5:建立新的物理学,其实很简单,无非就是找出新的几何不变量,从数学的角度,这个是很简单的,但当年着实难为了物理学家好一阵子。
说明6:几何不变量=f(m1,m2;q1,q2),这个在我看来是好的物理。现在的电磁学公式,包含着速度,包含着对时间的求导,这些从牛顿力学继承过来的概念,从数学的角度看,是很不自然的。最后当然,也能折腾出几何不变量,但过程没必要地繁琐。
说明7:物理量指的是物体本身所固有的属性,你观察和我观察,数值应该是相同的。所以物理学里边引入动质量这个概念,实在是混淆视听。
说明8:我说过,也因此被人揶揄,那就是动量不是一个基础的物理概念,为何?如果假定质量是不变的,那么动量的定义在牛顿和爱因斯坦那里是不一样的,一个基础的物理概念怎么可以有完全不同的数学表达式?在这个意义上,我说,动量不是一个基本的物理概念,而是由其他的概念导出来的。而明显,这个其他的概念,是速度的函数,而不是速度,速度已经失掉了在牛顿力学中的地位。那如果质量是变化的呢?我上篇文章攻击动质量这个概念,结果被人说打了空靶,连教科书的截图都搬出来了,可我当初就是因为那些截图,才对动质量这个概念产生抵触的。
说明:9:现在物理上区分惯性质量和引力质量,原因在于,上边的物理量可能不仅仅是两种,而是三种,质量也许有两个,不过现在来说,看成一个是ok的。
说明10:我的哲学公式:几何不变量=f(m1,m2;q1,q2),是基于现有的物理学体系的。但我也在问我自己,几何与物理是不是真的可以分开写在左右两侧?对于一个开放系统,物理量一直在变化,此时的物理哲学该如何表述?质量和电荷之间如果有某种相互影响又如何?如果物理常数,所谓的物理不变量都随宇宙膨胀而变化,那此时又该如何表述?
本文是想给这个概念一个终结,把牛顿第二定律到底是怎么回事说清楚。
我的物理哲学:物理学研究的就是物理量和时空变化之间的关系。
物理量:譬如质量,譬如电荷。
时空变化:其实就是时空中的运动,但现在有个问题是:同样一个物理过程,不同的人观察,得到的时空运动曲线是不一样的,但这又是同一个物理过程,所以你的曲线和我的曲线之间,必定有某种与参照系无关的几何不变量关联着。
为了把物理量和时空变化之间的关系弄清楚,可以把物理哲学更改表述如下:
物理学研究的就是物理量和几何不变量之间的关系。
物理量对所有参照系都是相同的,几何不变量对所有参照系也是相同的,这样,我的物理哲学表述也就ok了。
第一个例子:万有引力定律
这里表述的是,地球和太阳在同一条直线上相互吸引时候的定律·。左边,是几何上的不变量,右边是物理上的不变量。
本来物理量和几何不变量的关系给出来,事情就可以结束了,牛顿力学是不需要力这个概念的。可牛顿偏偏作了如下一件事:
这个新的式子与旧的式子在数学上是等价的,不同的只是形式。牛顿为什么要这样做?明显的是,单就引力而言,这么做纯属“数学娱乐”,所以答案必定和非引力有关。
所谓的非引力,在牛顿的时代,其实就是电磁力,站在21世纪回望,电磁力与引力的区别就在于物理量多了一个叫做电荷的东西。添加进电荷,物理学的定律可以表述如下:
几何不变量=f(m1,m2;q1,q2)
如果f的具体表达式知道,那么牛顿力学同样是不需要引入力这个概念的,但偏偏在牛顿的时代,电荷只是一个隐含的东西,即便想象也想象不到的。
不过很凑巧,f(m1,m2;q1,q2)=(q1/m1)*g(q2,m2),转化过来就是:
m1*几何不变量=h(m2;q1,q2)
牛顿最终把上边的式子写成了:
m1*加速度1=h(m2;q1,q2)*新的几何不变量
左边都是跟1相关的物理和几何,右边表示隐含的未知物理量,2的物理量,表示1和2之间相互关联的几何量。现在牛顿第二定律可以表述如下:
1的已知物理量*1的几何不变量=f(2的已知物理量,未知的物理量,1和2的几何关系)
所谓的力其实就是右边那个复杂关系。
说明1:单就物理学而言,知道几何不变量和物理量的关系就足够了,力的概念是多余的。
说明2:如果不是电磁学中凑巧f(m1,m2;q1,q2)=(q1/m1)*g(q2,m2),各位物理学子就不用费那么大劲学习牛顿第二定律了,因为根本就不会有这个定律。
说明3:牛顿力学很有意思,正是电磁学孕育了牛顿力学,而推翻牛顿力学的却恰恰是电磁学定律,感觉上帝跟牛顿开了一个玩笑。
说明4:从牛顿力学到相对论,变化的仅仅是对几何不变量的理解,也就是说原本认为是几何不变量的东西,实际上不是几何不变量,像加速度,实际上是跟参照系有关的。
说明5:建立新的物理学,其实很简单,无非就是找出新的几何不变量,从数学的角度,这个是很简单的,但当年着实难为了物理学家好一阵子。
说明6:几何不变量=f(m1,m2;q1,q2),这个在我看来是好的物理。现在的电磁学公式,包含着速度,包含着对时间的求导,这些从牛顿力学继承过来的概念,从数学的角度看,是很不自然的。最后当然,也能折腾出几何不变量,但过程没必要地繁琐。
说明7:物理量指的是物体本身所固有的属性,你观察和我观察,数值应该是相同的。所以物理学里边引入动质量这个概念,实在是混淆视听。
说明8:我说过,也因此被人揶揄,那就是动量不是一个基础的物理概念,为何?如果假定质量是不变的,那么动量的定义在牛顿和爱因斯坦那里是不一样的,一个基础的物理概念怎么可以有完全不同的数学表达式?在这个意义上,我说,动量不是一个基本的物理概念,而是由其他的概念导出来的。而明显,这个其他的概念,是速度的函数,而不是速度,速度已经失掉了在牛顿力学中的地位。那如果质量是变化的呢?我上篇文章攻击动质量这个概念,结果被人说打了空靶,连教科书的截图都搬出来了,可我当初就是因为那些截图,才对动质量这个概念产生抵触的。
说明:9:现在物理上区分惯性质量和引力质量,原因在于,上边的物理量可能不仅仅是两种,而是三种,质量也许有两个,不过现在来说,看成一个是ok的。
说明10:我的哲学公式:几何不变量=f(m1,m2;q1,q2),是基于现有的物理学体系的。但我也在问我自己,几何与物理是不是真的可以分开写在左右两侧?对于一个开放系统,物理量一直在变化,此时的物理哲学该如何表述?质量和电荷之间如果有某种相互影响又如何?如果物理常数,所谓的物理不变量都随宇宙膨胀而变化,那此时又该如何表述?
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