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建其: 你说“只要不坚持自己的体系是唯一判据,允许许多观念共同存在(它们分别反映事物的一个方面),或者因为看待事物角度不同,都是一家之言,都是对事物认识的丰富,无论是正面还是反面,那么我们之间的冲突就会很少。我相信:这不是保守的折中论。” 的确,了解物理学的发展历史就应该明白,现代物理学是在许多人从不同角度对自然现象进行分析,相互辩论,逐渐达成一致的结果。 我相信分析力学在数学分析上可能更为广泛。你可能没有注意到,我在系统运动力学中定义了3种力概念,请注意采用示值力时的运动定律与相应的物理概念。 真实力:物体间实际进行着的相互作用称作真实力。在完整物体系统中,物体间存在的真实力与其相对于本系统质心参照系测定的示值力等同。 示值力:被观察物体相对于包括它在内的指定物体系统的系统质心参照系所测定的作用力称作示值力。示值力的测定按照如下理想实验来进行:沿着与每个物体相对于所组成的指定物体系统的质心参照系所具有的加速度方向相反的方向,分别用一只测量范围足够大、而其质量可忽略的理想测力计,将该物体系统中的全部物体同所组成系统的质心参照系连接起来,在保持与运动状态的瞬态位置相同的条件下处于相对静止之时,每个测力计所显示出的力量,便是对应连接物体在指定系统质心参照系中测定的示值受力。 形式力:为了便于求解,人们按照矢量合成法则等效引入的仅作为辅助分析被观察物体的相对运动速度及其加速度的假设力称作“形式力”。显然,它是一种人为虚设出来,最终必须收敛于物理实验现实的纯数学变换产物。 相对稳定定律:在任意指定的物体系统中,当某个物体不受到在本系统质心参照系中测定的示值力作用或受到的示值力互相抵消平衡时,该物体与本系统质心保持相对静止或匀速度运动状态。 加速度定律:在任意指定的物体系统中,诸物体相对于本系统质心参照系所具有的加速度与其在本系统质心参照系中测定的示值力成正比,而与其具有的质量大小成反比。 示值力平衡定律:在任意指定的物体系统中,诸物体相对于本系统质心参照系所测定的示值受力的总矢量和等于零。 参照系传递定律:在任意指定的物体系统中,诸物体相对于与本系统质心保持匀速度运动的参照系具有以本系统质心参照系为基准时一样的相对稳定定律、加速度定律与示值力平衡定律。 质心加速度定律:任意指定的物体系统,其质心相对于空间某个可以给定的参照系所具有的加速度与该系统中诸物体在同一给定参照系中测定的示值受力之总矢量和成正比,而与该系统中诸物体质量的总和成反比。 应用要点:当人们在空间给出的参照系是建立在不完整物体系统的质心上时,该参照系属于非惯性参照系。此时人们只要用在该参照系中按照规定的可操作程序定义的示值力概念代替被观察物体间实际存在着的相互作用力,就可以在形式上继续应用在惯性参照系中才真正成立的运动力学定律。但对于在空间任意给出的没有保证物体的非惯性参照系来说,它们实际上属于中介转换性质的参照系。此时如果假定在系统质心参照系上才可以按照规定的可操作程序进行理想力学实验检测得到的示值受力也可以在没有保证物体的非惯性参照系中进行检测,即把示值力概念扩展到任意给出的非惯性参照系中,在惯性参照系中才真正成立的运动力学定律从形式上也可以继续在这些任意给出的非惯性参照系中应用。人们在实际的运用中,永远都必须把原点建立在完整物体系统质心上的惯性参照系作为观察分析物体进行的相对运动的起始基准工具。 牛顿力学的三大定律来源于实践,其物理意义十分明确。牛顿力学只研究真实力与相对运动之间的数学关系,所以说质心系揭示了牛顿力学的数学本质。用广义动量,广义坐标研究力学,可以更广泛的揭示力学的数学本质,并不与“质心系揭示了牛顿力学的数学本质”有矛盾。 你说“您这只是其中的一种解决方法而已(用质心系去联系这种物理关系,是最方便最直接也最能为现实实验测量和操纵的,因此也最常用。但是它并非唯一与必要的)。这在广义相对论的计算中经常出现(这种思路方法与广义相对论是否成立无关),那里数学上简单的参考系,有时实验上难以操纵;实验上简单的参考系,有时数学上却很麻烦。在研究受到多少力时,我们根本就不关心何是质心了!您的观点根本就不再其什么作用。” 作为建立在实验基础上的物理学,当然要对实验的意义作出清楚的表达。在研究受到多少力时,如果考虑的是真实力,真实力与参照系无关。问题在于,如果不知道自己是在什么参照系进行可操作的实验,就可能把示值力与真实力相混淆。 从牛顿力学发展到分析力学,只是使所用的数学工具更具一般性,但决不是从“有象”发展成了“无象”。所谓的“无象”,实质上是忘记了“象”的存在。 Ccxdl 2003年9月4日
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