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我们为了动能定理的概念争论了一段时间。实际上，这仅教科书编者从不同角度阐述物理概念的方法，不存在对与错的问题。从力学学科体系上看，以牛顿运动定律为基础能够推导出下列方程： FdS=d（1/2）mv2 (1) 式中的（1/2）mv2表示什么，牛顿运动定律可不会告诉我们。在历史上，功的概念是在使用简单机械的生产经验基础上逐步发展为科学概念。动能最初以mv2的形式出现，十七世纪未叫作“活力”，到十九世纪，能量概念才逐步由力的概念中分离出来。实际上，只在能量的转换和守恒定律发现以后，人们才给出（1/2）mv2明确定义：公理化定义A 公理化定义$A：原静止的质点会借助外力做功而运动，且（1/2）mv2恰好（近似）等于质点与外界之间转移的能量EK。 二十世纪初,爱因斯坦建立的狭义相对论,得到“质-速关系，质-能关系”，更加明确了公理化定义$A，即（1/2）mv2≈d EK=d(m-m0)c2. 我教科书的定能定理，实质是数学式（1）与公理化定义$A的合成。我时常说的“动能定理各系平权”指的是：数学式（1）与公理化定义$A各系成立。虽然我认同数学式（1）的形式参考系变换不变，但是我却质疑“公理化定义$A各系成立”。这就要求追究公理化定义$A来源。 经过几番讨论，下面几点我们已经有了共识（如不认同，请提演示不认同的逻辑关系）： 一、 牛顿运动定律与公理化定义$A之间没有必然的逻辑关系。 二、 能量转化和能量守恒定律以及牛顿运动定律不能推导出公理化定义$A。 三、 我们无法撇开互作用来研究单体动能增量，因此，在物理学框架内，公理化定义$A是无法验证和检测的。 四、 “公理化定义$A各系成立”为力学相对性原理中的内容之一。人们时常以“地面上观察者一年四季没有发现规律不同”这个事实来肯定力学相对性原理。笔者在63493帖《新时代的运动力学》中已经证明了这点：纵使否定“公理化定义$A各系成立”，也不会对我们的日常生活有什么样的影响。就如10倍声速航天飞机，最大影响率不超过10-8数量级。 总而言之，即使我们否定“公理化定义$A各系成立”，牛顿运动定律、能量守恒定律同样能保持各系成立。 正和地认为，公理化定义$A是不需要证明，也不需要检验，它是个理所当然的东西。我认为这个观点是完全错误的，因为物理学不同于数学，任何概念和约定都应具有可操作性，根据实证主义思想，一个不能为经验所验证概念和约定，在物理学中就不应有它相应的位置。而公理化定义$A恰恰就是一个不能被检验的概念（或约定），严谨的做法是把它降为命题来考查。重要的是，笔者在《新时代的运动力学》中，放弃了这个先验的约定，物理学之外的物理学同样能以逻辑自洽的形式建立起来，与实验物理学相符。 |