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自然哲学的数学原理缺了它三条运动定律

更新时间:2023-05-18 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

在自然哲学的物理原理(1686 年)中,艾萨克·牛顿 (Isaac ) 给出了三个运动定律,该论文建立了经典热力学并引发了 18 世纪的启蒙运动。dsv物理好资源网(原物理ok网)

牛顿《自然哲学的物理原理》dsv物理好资源网(原物理ok网)

明天,当我们教授经典的热力课程时,我们通常会从某个版本的牛顿第三定理开始。 而这个定理并不完备,还有一个原理,没有这个原理,牛顿第三定理就失去了威力。 在牛顿看来,这个隐藏的原理对化学世界是如此重要,以至于他不把它看作是支配物质运动的定理,而是把它看作是什么是物质的定义。dsv物理好资源网(原物理ok网)

化学家 Frank 将此原理称为“牛顿第零定理”。dsv物理好资源网(原物理ok网)

这一原则表明质量既不会被创造也不会被破坏。 无论发生什么——碰撞、爆炸、数百万年的风雨——如果你将所有材料在开始、结束或过程中任何一点的总质量加起来,你总是得到相同的总和。 用行话来说,这是因为质量守恒。 按照标准标题,这个“牛顿第零定理”有个最正经的名字,就是“质量守恒”。dsv物理好资源网(原物理ok网)

有证据表明,牛顿本人通常使用“物质的量”这个短语来贬低我们明天所说的质量。 他对这个的使用意味着没有质量就不可能有物质。 质量是物质的最终量度。 它可以告诉你你有多少物质。 没有质量,就没有物质。 所以质量守恒表达的是——其实就是等价于物质的柔顺性。 在牛顿看来,第零定理并不涉及太多经验观察或实验发现,而是一个必然真理; 它根本不容易用作定理,而是一个定义。 或者更准确地说,它表达了一种宗教真理——关于上帝创造世界的方式的事实。dsv物理好资源网(原物理ok网)

在他后来的《光学》(1704 年)中,牛顿更具体地表达了他对物质终极本质的看法:dsv物理好资源网(原物理ok网)

在我看来,事实可能是上帝通过将物质变成坚固、沉重、坚硬、不可穿透但可移动的粒子来开始他的创造,这些粒子的大小、形状和其他属性以及空间比例都恰到好处。 有助于他创造和避免它们的目的。 由于原始粒子是固体,因此它们比由它们合成的任何微孔物体都坚硬无比。 它们非常坚硬,永远不会生锈或破裂,任何普通的力量都无法将上帝在他第一次创造时所创造的东西分开。dsv物理好资源网(原物理ok网)

这个非凡的声明中有几点值得我们注意。dsv物理好资源网(原物理ok网)

首先八下物理牛顿第一定律视频,牛顿将质量固定的特性作为材料极限预制构件最基本的特性之一。 他称之为“重”。 在牛顿看来,质量不是一个可以用更简单的术语来解释的概念。 它是物质终极描述的一部分,已经是最低级的概念。dsv物理好资源网(原物理ok网)

其次,牛顿将我们在宇宙中看到的变化归因于基本预制成分即基本粒子的重组。 基本的预制件本身既不会被创建也不会被破坏——它们只是在运动。 一旦上帝创造了它们,它们的本性,包括它们的质量,就永远不会改变。 牛顿运动第零定理,即质量守恒定律,就是基于这两点。dsv物理好资源网(原物理ok网)

只要质量被认为是守恒的,问它从何而来就没有意义。 因为它总是一样的。dsv物理好资源网(原物理ok网)

在经典热力学的框架内,“质量的起源是什么”这样的问题可能没有答案。 由于从无质量的物体建立有质量的物体必然会产生矛盾,因此我们可以通过多种方式来说明这一点。 例如:dsv物理好资源网(原物理ok网)

经典热力学的核心是多项式 F=ma。 该方程结合了动力学概念的力 (F) 和运动学概念的加速度 (a)。 后者归结为对象受到的拉力和拉力,前者归结为对象的感觉和反应。 质量 (m) 在这两个概念之间起着中介作用。 对于给定的力,物体的反应是质量小的物体获得的速度比质量大的物体快。 如果物体的质量为零,那么它就没有发疯! 看它能跑多快,它的加速度只能是力乘以零,这是没有意义的。 因此,物体一开始一定有一定的质量。dsv物理好资源网(原物理ok网)

根据牛顿万有引力定律,每个物体所加的引力作用与其质量成反比。 试想一下:一个非零质量的物体能否由无质量的组件构成? 您立即遇到矛盾。 如果每个分量的引力效应都为零,那么不管你在零效应上加了多少个零效应,最后得到的还是零效应。dsv物理好资源网(原物理ok网)

事实上,牛顿第零定理是一个严重的错误。 它是管理化学、化学和天文学学位的 200 多年系统的中心法则。 直到 20 世纪初,普朗克、爱因斯坦等人的工作才开始挑战旧制度。 到20世纪中叶,在新的实验发现的炮轰下八下物理牛顿第一定律视频,旧制度终于崩溃了。dsv物理好资源网(原物理ok网)

文章节选自《存在之轻》。dsv物理好资源网(原物理ok网)

第一个推介系列:化学中存在之轻系列 四川科学技术出版社[美]弗兰克·威尔切克dsv物理好资源网(原物理ok网)

Frank 推翻了旧的物质和空间概念,提出了一个新发现:物质是由几乎失重的单位构成的。 纯能量是质量的最终来源, 将这一发现称为“存在之轻”。 但他向我们展示的远不止于此。 空间绝不是一个单纯的容器、空洞的、被动的,而是一个动态的网格——一种现代意义上的以太。 网格比任何“基本”粒子都更基本,它的自发活动形成和湮灭粒子。 这些对物质和“虚空”的新见解解释了引力为何如此微弱,并揭示了自然界所有力量的宏大统一图景。dsv物理好资源网(原物理ok网)

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