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建其, 动量守恒定律是采用笛卡尔数学系统进行理论分析的内部循环定理。自然界并不知道这些人为制造的理论。
[楼主] 作者:ccxdl  发表时间:2003/12/26 10:38
点击:928次

 

建其,你说:

“守恒定律分为内部守恒定律(与规范对称性有关)与外部守恒定律(与时空对称性有关)两大类。从作用量原理以及Noether定理看,能量守恒、动量守恒、角动量守恒分别具有各自的变换生成元,它们属于外部守恒定律,彼此地位平等,谁也不比谁特殊,谁也不比谁高贵,凭什么说其中能量守恒定律是最基本定律呢?”

按照绝对静止系中牛顿定律成立的前提条件,动量守恒定律其实是对封闭系统物体内力作用平衡的表达,也是系统“惯性定律”的体现。如果把系统质心作为参照系来进行考察,以两个物体进行分析,对m1r1+m2r2=0做全微分,注意全微分公式不可以忽略高阶小量dmdr,由r1′=r1 +dr1、r2′=r2 +dr2、m1′= m1 +dm1、m2′=m2 +dm2,可推出m1′r1′+ m2′r2′=0;它表明用系统质心进行的数学分析与按照绝对静止系进行的数学分析结果一致。

当两个物体间没有发生相互作用时,m1′= m1、m2′=m2

m1′r1′+ m2′r2′=0与m1r1+m2r2=0左右对应相减可得到:

m1(r1′- r1)+m2(r2′- r2)=0,等同于 m1dr1+m2dr2=0;

两边再除以dt,即可得到m1v1+m2v2=0;

当两个物体间发生相互作用质量出现转移时,从m1失去或获得的质量Δm等于m2获得或失去的质量Δm;之后,两个物体间又处于没有发生相互作用的状况,可推出:

m1-Δm)v1′+ (m2+Δm)v2′=0或m1′v1′+ m2′v2′=0;

m1′v1′+ m2′v2′=0与m1v1+m2v2=0可推出:

m1′v1′- m1v1 = - [ m2′v2′- m2v2]

Fdt= m1′v1′- m1v1,则有[ m2′v2′- m2v2]= -Fdt

这即是牛顿第二定律与第三定律共同的数学表达式。

牛顿第二定律又可以表示成F=[ m′v′- mv]/ dt=d(mv)/dt,而第三定律的则重点在于强调每一个独立的作用力必定有一个性质完全相同、方向相反的作用力与它成对出现。

在上述推导过程中,从m1失去或获得的质量Δm等于m2获得或失去的质量Δm并不是m1′v1′+ m2′v2′=0与m1v1+m2v2=0的必要条件,这反映了动量守恒与质量守恒(或能量守恒)并不是地位相同的等价关系。

确切地说,动量守恒定律属于人为制造出的与人为发明的笛卡尔数学系统自洽相容的“数学分析定理”,即便它没有正确体现能量交换定律(即守恒定律),例如非完全弹性碰撞就不具有动能守恒的特征,它在按照笛卡尔数学系统作出的观测分析过程中都保持成立。换句话说,动量守恒定律是采用笛卡尔数学系统进行理论分析的内部循环定理。自然界并不知道这些人为制造的理论。

你说“能量守恒与时间平移对称性有关”,这是根据人为制造的数学体系,用自己的理论对能量进行认识所反映出来的表象。比如,我通过BBS认识了JQS,就会把BBS上的JQS言论当成JQS的存在来对待,如果BBS上不再出现JQS的言论,可能就以为JQS不存在了,但事实并非这样,JQS的存在不由BBS来决定。同样,“能量守恒与时间平移对称性有关”并非是决定“能量守恒”的依据,只是人们认识把握“能量守恒”的实践反映。物理学原本不使用“公理”这样的数学概念,只使用自然规律、定律这样的概念,后来被理论研究弄杂了,也混合起来用。只要不误解就行,可能误解时特别说明一下即可。

你说:“您必须以E=KM为基本线索,去发展一个新的力学,然后用很经济的方式来要求E=KM的确成立(我的话的意思是:就像“引力质量”与“惯性质量”相等,这对应着一个新的引力理论,那么E=KM必然对应着一个新的力学)。这是你总想发现新理论的想法在作怪。事实上,E=KM只是提供了让人们重新对以前的经典理论进行完善和防止超越使用条件进行误用的依据。时空变换属于数学上的公理系统,与它试图反映的物理世界有差异。E=KM则是对物质本质的认识,不存在必须二者完全相容的事情。只有自己才能与自己完全重合,用数学体系去反映物质世界必定存在误差。误差太大的地方就不能再继续使用,人们另外去研究出可以适用于那个地方的理论就是了。

看了你需要把“唯物论、唯心论”,何为“第一性”的自然哲学思想先理解清楚,才能消除不切实际的把自己的期望强加于自然界的一厢情愿想法。提醒你:“唯物论、唯心论”决不是用“承认”的方式来进行判断,否则就可能变成“挂羊头、卖狗肉”的自欺者。

Ccxdl  2003年12月26日

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 [2楼]  作者:超级猪头  发表时间: 2003/12/26 10:59 

回复:请论证一下在牛顿第三定律不成立的地方动量是守恒还是不守恒

熟知的结论是,在电磁学中牛顿第三定律并不成立,请论证一下在电磁学中动量守恒定律成立还是不成立。

还有,在电磁情况下物体的运动不再由力决定,请论证一下在牛顿三条定律全部失效的情况下为什么动量仍然守恒。

第三,请论证一下为什么不可以写E=KQ,Q是电荷,电荷守恒至少是和能量守恒同样基本(或者更基本)的定律。

 [3楼]  作者:jqsphy  发表时间: 2003/12/26 11:53 

可是动量守恒满足相加关系:P1+P2=P, 角动量守恒满足相加关系:J1+J2=J, 于是就有J=KP吗? 没有。在相对论中,只有对于单个

1。CCXDL,您的那一套证明“动量守恒、角动量守恒与能量守恒地位不等同”的方法是很表面的。我们应该从Noether定理的角度来看问题。Noether定理是一条不依赖于任何动力学理论的基本定理(您用特殊的牛顿定律去演绎,里面会有导致个哲学审察与主观观念上的“障碍”,与马赫《力学史评》类似)。Noether证明能量、动量、角动量守恒地位等同。这令人荡气回肠,更好的认识三个守恒律之间的内在关系与本质。


2。质量守恒满足相加关系:m1+m2=m,    能量守恒满足相加关系:E1+E2=E,  于是就有E=Km ,这看起来似乎也无可厚非。

可是动量守恒满足相加关系:P1+P2=P,   角动量守恒满足相加关系:J1+J2=J,   于是就有J=KP吗? 没有。在相对论中,只有对于单个光子,倒的确有J=KP的关系(光子作为横光波的量子,它的自旋与动量平行),不过K不是普适常数。

所以,“线性守恒”不是E=Km成立的理由。
尽管上面我所举的反例是矢量例子,您会不同意。那么标量例子也可以。电荷守恒满足线性关系, 能量守恒也满足线性关系,为什么就无E=KQ呢?
 


3。另,即使能量守恒、质量守恒是基本定律,凭什么说它们之间一定有函数关系?这只能是一个外加输入(来自假设或者实验依据),但是,这一外加输入条件必须与您的时空变换相容,也就是说您必须证明它们的相容性。相容性、无矛盾性不能放弃不管。

4。您说的不少理由比如“自然界并不知道这些人为制造的理论”,这类只能是观点,而不是逻辑。这些观点显得松散不紧凑,不足于导致E=KM。

无论如何“作用量原理”“Noether定理”这些您所谓的“人为制造的理论”已经上升到凌驾于所有具体物理动力学理论了。就像一次研究生考试面试时,老师问:物理学最基本的原理是什么?答案不是牛顿理论也不是相对论,而是“作用量原理”“Noether定理”。

我想,这里的关系有点类似您的质心论与分析力学的关系。

5。我用“不承认”“我认为”等语言,是一种委婉的说法,这是为了避免矛盾激化。

总之,您为了辩护E=KM,也提出了不少观点,但我认为这些观点显得松散不紧凑,不足于导致E=KM。我认为去证明E=KM与您的时空变换之间的相容性,这是肯定必要的。

按照我的看法:Galileo变换与牛顿力学已经是一个完备自洽封闭的自包含理论。在Galileo变换中输入E=KM,必然导致牛顿力学不再完备(尽管E=KM是被实验证实了,但也不能输入进牛顿力学,除非先去修改牛顿力学)。

输入E=KM,为了使得与时空变换相容,只能得到相对论力学体系。导出Lorentz变换有大量方法,复旦大学倪光炯教授用电荷共厄不变性导出了Lorentz变换,我想:用E=KM,估计也能构造出Lorentz变换。

就E=KM问题,我们彼此豆知道了对方地观点,不必强求说服对方。只要对方知道我方观点,这就足够了。因此也可以停止讨论了。

 [4楼]  作者:julia132  发表时间: 2003/12/26 13:07 

回复:你真有高见,请举出牛顿第三定律不成立的具体实例让我学一学好吗
建其, 动量守恒定律是采用笛卡尔数学系统进行理论分析的内部循环定理。自然界并不知道这些人为制造的理论。
 [5楼]  作者:明学  发表时间: 2003/12/26 14:18 

回复:超级猪头

在电磁场学中牛顿第三定律不成立,是因为你没有考虑电荷体与空间的能量交换的原因,(这一点请你一定要仔细思考)

至于第二个问题,那完全是一套自欺欺人的把戏,理论物理类似的推理实在是太多了,举测量电荷的荷质比的实验吧。在这个实验中,电磁场是给定的,但是电子的速度和质量以及电荷是变量,现在我们认定电荷是不变的,先后变的是速度和质量,于是我们肯定电荷是不变的。如此而已。

至于第三个问题,E=KQ的问题,在万有引力场中,我们有引力质量和惯性质量等效的公理,所以E=KM惯也许没有什么问题,电磁场中却没有如此的公理。但是我们既然可以认为(比如)电子带单位电荷,做上述的处理也许也有道理,只不过电荷与惯性质量的比值不为1,而是一个常数而已。



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明学达观
 [6楼]  作者:jqsphy  发表时间: 2003/12/26 21:32 

在电磁学中牛顿第三定律并不成立,故而CCXDL的论证只是属于特殊情形。只有用Noether定理论证才属于一般化。
建其, 动量守恒定律是采用笛卡尔数学系统进行理论分析的内部循环定理。自然界并不知道这些人为制造的理论。
 [7楼]  作者:超级猪头  发表时间: 2003/12/27 09:15 

回复:明显是你没有动脑子

加上场的能量动量,可以保持动量-能量守恒成立,但是却不能保证牛顿第三定律成立,因为你根本不可能找到任何一个办法来测定作用在电磁场上的力,换句话说根本没办法定义电磁场的受力,这样牛顿第三定律已经完全失去意义,你总不能搞循环论证,强行说作用力的反力就是作用在电磁场上的力吧。

至于电荷不变性,只给你一个最简单的例子:物质加热之后不会自动带电,如果电荷可以和速度一起变化,那么就不是这样。

 [8楼]  作者:明学  发表时间: 2003/12/27 10:46 

回复:超级猪头

你的意思我明白?确实在某些情形下,讲动量守恒没有多大的意义,同样的道理牛顿第三定律也是如此。

第三定律成立的前提是:相互作用的物体的量子特征(暂时这样称谓吧)保持不变,如果这个前提不成立,谈论作用力和反作用力没有多大意思。

至于加热物体,不能自己带电,什么意思?你说详细一点?

至于电荷守恒的问题,根据我所看过的资料,还不能够独立去测量他,对他的测量肯定要涉及到带电体的惯性质量。



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明学达观
 [9楼]  作者:超级猪头  发表时间: 2003/12/27 15:22 

回复:在电磁作用的情况下,动量守恒有意义,而牛顿第三定律没意义

电磁场可以定义和测量动量,但是不能定义作用力。所以动量守恒是可以物理上测量的,但是第三定律没意义。第三定律只能适用于质点系力学,一旦进入连续体和量子力学范围都失去意义,而动量守恒原理适用于所有条件。

至于电荷守恒,这个逻辑是这样的:首先是电子和质子的个数不变,其次,电子电荷不变,后一条我只给出了它和速度无关的证据:如果加热物体,电子和质子的运动速度加快,但是热力学上容易证明电子增加的速度比质子增加的多,如果电荷大小和速度有关,那么加热就会导致总电荷不再为0。

 

 

 [10楼]  作者:明学  发表时间: 2003/12/27 17:38 

回复:超级猪头

应该说,我明白你的意思?

你的例子举得不恰当,你的总电荷为零,只能算是一个统计结果。不是一个判决证据,对于这个问题,我们还得就事论事,就谈一个带电粒子。

从严格的意义上讲,动量守恒只有在经典物理学的框架内成立。

在电磁场的情形下是否成立,这要看我们考虑问题的角度了,如果我们非要忽视他的一些细节的东西,你说他成立也不是不可以。



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明学达观
 [11楼]  作者:超级猪头  发表时间: 2003/12/27 18:12 

回复:动量守恒在电磁情况下仍然成立

单个粒子的情况也差不多,你可以把一个氢原子激发到高能极然后看看它会不会带电。

至于动量守恒,在除了广义相对论以外的物理领域中都是成立的,它无非就是说可以定义出一个守恒动量流,不能产生也不能消灭。只有在广义相对论中因为不好定义局域化的能量和动量,能量守恒和动量守恒严格的说都不太有意义。

 

 [12楼]  作者:明学  发表时间: 2003/12/28 03:11 

回复:超级猪头

将单个粒子加热,粒子所谓失去一个电子,他怎么能不带电呢?我说过,你举的例子不恰当。

后面的说的正确,但是尽管如此,我们还得虚拟一下,不然的话,我们怎么去描述这种物理现象呢?



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明学达观
 [13楼]  作者:超级猪头  发表时间: 2003/12/28 09:15 

回复:单个粒子加热?我说的是加速
建其, 动量守恒定律是采用笛卡尔数学系统进行理论分析的内部循环定理。自然界并不知道这些人为制造的理论。

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