第五节  引力、斥力和动力、静力

恩格斯指出：吸引和排斥，这是一对古老的矛盾。“吸引和排斥就象正和负一样是不可分离的”、“真正的物理理论应当给予排斥和吸引同样的地位，只有吸引为基础的物质理论是错误的、不充分的、片面的”。

 拉普拉斯认为太阳系是从一团原始星云中形成的。原始星云由于运动和质点的相互吸引而形成原始火球，原始火球进一步收缩，并且由于吸引和排斥的综合作用，逐渐分化形成太阳系各行星，最后构成了现在的太阳系。他对太阳系的特点进行推算，深刻地解释了太阳系各行星的运动和轨道。他的学说逐渐为科学界所承认。

人们认为，吸引和排斥是自然界发展的基本矛盾和动力。例如分子运动中的吸引和排斥、原子内部运动的吸引和排斥、原子核内部运动的吸引和排斥、化学运动中的吸引和排斥、电磁运动中的吸引和排斥、地球上物体运动的吸引和排斥和天体运动中的吸引和排斥等。因此，吸引力和排斥力就是自然界中至关重要的两种力，弄清它们的本质有着极其重要的意义。

如果认为力是物体间的相互碰撞，斥力是很容易产生的，因为碰撞力就是一对斥力。那么吸引力是如何产生的呢？两个物体为什么会无缘无故地相互吸引？同时，动力也是容易理解的，碰撞是在运动中发生，只有在运动中才会产生碰撞力。把一个物体放在另一个物体上，两个物体保持静止，没有发生碰撞，为什么也会产生出压力和支承力呢？下面我们就分别来论述这两个问题。

一、斥力与引力的起源

1、斥力的起源

在两个物体的对心完全弹性碰撞过程中，两个物体所受的作用力与反作用力大小相等，方向相反，在一条直线上。即它们互相排斥。因此，两个物体之间的弹性碰撞就直接产生了一对斥力。

2、吸引力的起源

两个物体间的吸引力是令人费解的一种力。人们莫名其妙地看到有些物体会相互吸引。其实，复杂的碰撞也可以产生吸引力。

如有A、B两人相向而立，另有两人同时在A、B背面猛推一掌，我们就会看到A、B两人相互吸引。因此，吸引是一种表观现象，其实质是背后的碰撞。

1）、两湿玻璃片之间的吸引力

如图一所示。贴在一起的干玻璃片M、N之间显然不存在明显的吸引，但只要在它们接触面之间加一些水，它们之间便产生了吸引力。这是因为水排开了两接触面之间的空气，M与空气接触的一面受到空气分子频繁碰撞而产生向右的力，大于M与水接触的一面受水分子向左的碰撞力，从而使M受到一个指向N的合力。同样地，N也受到一个指向M的力。如果看不到空气和水分子对M、N的碰撞，就会觉得M、N之间有一种奇异的引力。

2）、两个马德堡半球之间的吸引力

把两个马德堡半球合在一起，它们之间的吸引力可以忽略不计。但只要把它们之间的空气抽取出来，两个马德堡半球之间产生的吸引力大到要用几匹马才能拉开。这一吸引力也不是两个马德堡半球间直接产生的，抽空后两马德堡半球里面受到的空气碰撞力可以忽略，而两半球外部空气分子与两半球的碰撞而使两个半球紧紧地压在一起。

3）、两浮在水中的空心玻璃球之间的吸引力

把A、B两空心玻璃球分开放在一个大玻璃容器中，两玻璃球之间没有明显的吸引力。但只要在容器中加些水使玻璃球浮起来，就发现两玻璃球之间因产生吸引力而相互靠拢。这是因为玻璃球是亲水的，这种亲水作用使得两玻璃球之间的水面比其它地方要稍微高些。如图二所示。对于玻璃球A来说，高于左边水位的P′Q′段，受到水分子向左的碰撞而产生向左的力。低于右边水位的PQ段则受到空气分子的碰撞产生向右的力。但P′Q′ 段的压强小于大气压，因而向右的力大于向左的力，玻璃球A所受的合力向右。同样地，另一玻璃球B产生一个向左的合力。这就是两玻璃球之间的吸引力。

在许多情形中，两物体间的引力涉及到更深层次的微观粒子的复杂碰撞，限于科学水平的原因，它们的碰撞过程目前还无法直接观测到。因此，有些吸引力一时还无法用具体的碰撞过程来描述。随着科学水平的不断提高，人们将会弄清许多吸引力的具体碰撞过程。

二、动力与静力的起源

我们知道，碰撞在两个物体的运动过程中发生，由此而产生的力是一种动态力。

把物体A放在物体B上，A对B有压力，B对A有支承力。这是一对静力。表面看起来，它们之间并没有碰撞，为什么它们之间会产生出力来呢？这一问题，其实不难用分子运动论来解释。

在A、B的接触处，它们的分子会发生频繁的碰撞。A分子对B的碰撞使B受到压力。B分子对A的碰撞，使A受到支承力。这种力只有A、B靠近到分子运动所能达到的范围之内才能产生。一旦离开接触，它们之间的力就消失了。因此，宏观上的“静力”，其实是由微观粒子碰撞所引起的，只不过这种碰撞所产生的力恰好达到一种平衡状态。

“静力”实际上也是一种表观现象，它的本质仍然是碰撞所产生的动力，只不过人们还不能直接看到分子的碰撞罢了。

总之，无论是斥力和引力还是动力和静力都是一种碰撞力。