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黄德民:你的惯性概念太原始!
[楼主] 作者:ccxdl  发表时间:2001/11/14 11:46
点击:296次

黄德民:你好! 我们以往是在电话中进行交流,好多内容必须写出来看过后才能发现不同之处。首先,你提出“分清什么是理论问题,什么是实践问题”的这种思想存在明显错误。按照你的见解,“挂羊头,卖狗肉”就是正确的研究方式了。应该改为要“分清什么是理想化处理分析方式,什么是实际处理分析方式”。二者因存在误差,实验结果与理想化计算结果只能在某种可以接受的程度上一致符合。下面进入正题。 你提出的“惯性系”是不全面的概念,物体不受外力的作用(这是一种理想情况,实际不可能出现)、或者受到的合外力为0。你凭借什么来作出判定呢?你说“或者受到的合外力作用非常小(我们实践中碰到的大多数是这一情况),该物体就可以当作是惯性系。”这已经在把“实践”作为“理论”玩不转的躲藏之处!自己已经把“实践”与“理论”混揉在一起,你又怎么让别人按照你的思路去分清什么是理论问题,什么是实践问题?事实上,人们根本就不能够从整个自然世界的全方位角度来判定一个物体在自然空间里受到的合外力真的是非常小!而只能把被考察物体受到的作用分为能对所观察到的相对运动进行的分析不产生影响,与产生影响二种类型。前者,别管它实际上有多大都没所谓。事实上,在地球上同时爆炸1000枚原子弹,也不会对地面上的物体和地球一起围绕着太阳转动受到的作用力有任何改变。你能将地面上的物体受到地球外自然界中所有物体的作用力认为是非常小吗?人们研究地面上的物体相对于地面的运动规律时,不用管太阳和其它更多的星体对地面上的物体和地球有多大作用力,别管它真的是0,还是巨大无比。只要求那些实际上很大但又不能准确确定的力对人们进行的分析研究没有影响,而对分析研究有影响的作用力中,可以把相对很小的作用力忽略不计。后者只是实用的处理方式,并不能作为原理上的分析依据。 你在分析中,把“惯性系”等同于不受外力作用的物体。然而在理论上,只有唯一的一个物体存在于自然界中,人们才可以判定它不受外力作用。在这样的假设条件下,把参照系建立在唯一存在于自然界中的一个物体上将没有任何意义。自己相对于自己作的是什么运动?永远都是自己相对于自己处于静止状态。你可以争辩说实际不止一个物体,而是有两个以上物体。然而,只要有了两个以上物体,它们就必定要存在相互作用力而没有那一个物体不受到外力作用。同时,你没有办法在实际上的无穷多个些物体中,准确判定出那一个物体受到的合外力为0或是非常小。你只能在自己人为给出的某些特定情况下,判断其中那个物体受到的合外力为0或是非常小,而这不是与现实符合的情况。在真实的自然条件下,你给出的“惯性系”在原理上已经处于不能确定状态之中。 你再想一下,假定原先只有唯一的一个物体存在于自然界中,人们可以判定它不受到外力作用。此时,你认为惯性参照系就是这个物体。如果这个物体永远只是一个整体,你说惯性参照系就是这个物体似乎也说的过去。可是,这个物体由于内部的原因发生了爆炸,成为两半或是几块,没有那一块是处于不受外力作用的物体,你的惯性参照系立即就消失了!然而,由所有这些爆炸分成的多个物体所共同确定的物体系统质心(我称之为运动参照基准点)却是观察分析这些物体的惯性参照系建立点。人们能够得出这个分析结果的根据,就是必须把最原始的惯性参照系建立在那个想得出来、却又摸不着的“绝对空间”之上。人们无法直接检验出与“绝对空间”相联系的惯性参照系在何处,但可以间接的检验它确确实实的并不是没有依据的虚构概念。 对于物体的惯性概念,你的理解还比较原始。不受外力作用的物体处于惯性运动状态,受到外力作用的物体就失去了运动不灭的惯性特点了吗?没有,只是它要以反抗自身运动状态被改变的“惯性力”来表现。在对它有效的惯性参照系中,就是以牛顿第二定律的数学形式反映出来。牛顿第一定律只是牛顿第二定律的一个特解而已!把牛顿第一定律作为惯性系的定义显然没有全面反映出运动不灭的惯性特征,也是旧的牛顿理论不足之处。广义相对论正是钻到了旧牛顿理论在此处出现的空子。你再想想,不受外力作用的物体处于惯性运动状态,并没有反映出该物体的惯性程度是多大?也就是所说的惯性质量大小,它必须在自身运动状态被改变之时才会反映出来。所以,旧的牛顿理论所说的惯性运动是狭义的惯性概念,在物体的运动状态被改变之时反映出来的惯性力,才是广义的惯性概念。这就是我说的“必须使被观察物体相对于它测定的示值受力正好反映为被观察物体间实际进行着的相互作用的参照系才是惯性参照系”的原因,而惯性参照系只是物体运动不灭的惯性特征能够从叠有其它背景运动(在背景运动中也遵守牛顿定律,只是由于确定不了用于分析的条件而得不出相应的计算结果)的综合运动中分离出来,单独呈现的一个物理学分析工具。 关于“示值受力”等概念,你最好先把我提供的“系统运动力学”仔细研究研究。那里面没有发明出与我们已经熟悉的工程应用技术不一致的新东西,我只不过将相关的东西进行了完整的汇总,对过去不太明确的模糊概念进行了比较准确的说明,有问题另外再讨论。你不妨试一试,用你原来所认为的惯性概念能不能说服guojia。素我直言,你对自由下落电梯的物理意义理解,没有guojia领会得深。你不能使用“在爱因斯坦之前,人们并没有对自由下落电梯产生过弄不清之类的反问”来解释人们对此问题所发生的理解争论,那不是有效的辩论方式。我可以说以前的人是在“只知其然,不知其所以然”的情况下,稀里糊涂的使用牛顿力学,人们只是把牛顿力学当成好用的经验公式来对待,并没有多少人真正吃透了牛顿力学。用恩格思的话说:“许多人之所以相信精确科学(指数学、物理、化学基础科学),乃是因为照着使用时没有出过错。”在捍卫牛顿力学的人士中,太多的人就是以这种心态与相对论进行骂街式的吵架。我不会参与他们的吵架,也希望你以有效的辩论理由去说服对方。如果自己弄错了,也要改正错误。接受对方正确的东西,把对方好的武器拿过来对付他们,自己才能成为最终胜利者。 Ccxdl 2001年11月14日
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 [2楼]  作者:hudemi  发表时间: 2001/11/15 21:06 

原始不原始不重要,重要是这一概念是否管用,是否易被人准确地理解和运用
CCXDL: 你好! 你也多次说过,物理学不是流行歌曲,概念是否原始或者说是否陈旧并不重要,重要的是这个概念是否有用,人们对它的理解和掌握是否准确。 你说应将“分清什么是理论问题,什么是实践问题”改为“分清什么是理想化处理分析方式,什么是实际处理分析方式”,我完全同意。我的本意也是这样。问题在于,我每天下班回到家,匆匆忙忙地上网,匆匆地看帖子,匆匆地回帖,言词不准确在所难免。 我说“合外力作用非常小,该物体就可以当作是惯性系”。很明显,这里合外力的大小是相对论于物体的质量来说的,不论它多大、多小,关键在于它对被选作参考系的物体能够造成的加速度要足够小。上一帖子,我之所以没有写得这么清楚,我想,对你来说,用不着这样吧!可惜的是,你却产生了误解。尽管“同时爆炸1000枚原子弹”的力量非常大,但相对论于地球这么大质量的物体来说,还是太小吧!不至于产生明显的加速度吧! 确实,物体不受外力的作用只是一种理想情况,现实中,所有物体都或多或少地受到外界物质的作用。但理论是为实践服务的,当它用于实践时,不必强调合外力真的为0,只要物体受到的外力足够小(相对论物体的质量来说能够产生的加速足够小),就可以把它看作是惯性系。例如,茫茫宇宙,如果一个星体的周围没有其它大的星体对它的作用,而远处的星体对它的作用力又非常小,这样的星体就可以看成是惯性系。你认为按这样的思路选择惯性系有问题吗?我们认定太阳可以看成惯性系,不就是因为这一原因吗?(尽管有金星、火星、地球等的存在,但它们对太阳的引力相对太阳的质量来说又太小了)。如果你仍对这样的定义和实际操作方法有所怀疑,那么我请问你,在相对论产生以前,人们在选择惯性系的问题上真的出现过问题吗?至于你说的“只有唯一的一个物体存在于自然界中,人们可以判定它不受到外力作用”,其实,完全是一种过份理想化的问题。 你说“不受外力作用的物体处于惯性运动状态,并没有反映出该物体的惯性程度是多大”,这句话本身没错,但我们现在讨论的是“惯性系”问题,而不是物体“惯性的大小”问题,两者不应该混淆吧! 至于我能不能够说明GUOJIA,还是看讨论的结果吧!我自认为对物理概念的理解,还是比较准确的。 不知怎的?GUOJIA这几天没有上网。 黄德民2001。11。15
 [3楼]  作者:guojia_new  发表时间: 2001/11/16 09:07 

不好意思,前两天公司事务比较繁忙,没有时间上网。现在好点了,立马上来迎战。
黄先生: 对你说的“但我们现在讨论的是“惯性系”问题,而不是物体“惯性的大小”问题,两者不应该混淆吧”表示完全的同意。惯性系仅仅描述了一个理想状态的参照系,而惯性系内物体的惯性度量,必须由另外的物理量来表示。 对于“宇宙中仅存的一个物体”来说,它不单所受的合力大小为0,它因为没有周围物体来参照自身的坐标位置及其改变,所以也根本无法判定它的运动轨迹---静止或者运动,惯性运动或者任意运动。所以它那时候处于“不受外力,也可以处在任意运动状态下”这种“惯性质量等于0”的状态。然而宇宙中却存在这样的物体!那就是宇宙本身。所以从这方面来看,全宇宙的惯性质量可以看作等于0。呵呵,扯远了。 惯性系是一个“理想”的参照系,现实世界中,只有无限接近它的参照系,而没有完全等同的参照系。就像曲线上的线段,只会无限接近于直线,而不可能等同于直线一样。惯性系仅仅存在于时空中的某时刻某处(某点)而已,过了这个村,就没了这个店。讨论“近似意义下的惯性系”,虽然有实践应用方面的可取性,可是对于本质理论来说,没有意义。 相对论否定了引力的作用力性质,所以相对论对于惯性系的描述,和牛顿理论几乎完全相同:不受外力的理想参照系。唯一的区别就是:引力。 guojia
 [4楼]  作者:hudemi  发表时间: 2001/11/16 22:11 

看来,对如何定义惯性系,我们并没有分歧,我们的分歧在于是否把“引力”看作是真实的力
GUOJIA: 你好! 先针对你的帖子说一句话,如果把宇宙本身当作是“宇宙中仅存的一个物体”,那讨论它的运动有意义吗?这样的宇宙往哪儿运动?好了,言归正传。 你说“相对论对于惯性系的描述,和牛顿理论几乎完全相同:不受外力的理想参照系”,这样看来,对如何定义惯性系,我们没有分歧,我们的分歧在于是否把“引力”看作是真实的力。 其实,如果不把引力看作是真实的力,就会出现许多问题,这些CCXDL已与你讨论过,我不再多谈。 说引力特殊,无非是因为它能均匀于作用于每一物体的每一质量点上,因此,由引力引起的变速运动,感觉不到惯性力的存在(通常,其它力都是作用于物体的局部,由物体自身产生应力传到全身,因此能感觉到惯性力的存在)。说它不特殊,也不特殊,如果设想一个完全由“点电荷”组成的物体,在电场中运动,不同样也感觉不到惯性力的存在吗?因此,这种特殊不能成为引力不是力的理由。 至于爱因斯坦提出的“电梯”例子,我认为不能看作是惯性系,而应看作是“同背景系”(这一概念是我提出来的,详情请看后而后帖子,上次给你的帖子中,我把这部分内容省略了,主要是怕帖子太长)。这样,既可以不改变人们对惯性系的传统概念,又能将“电梯”系这一问题说清楚,请你看过帖子后再发表意见。 黄德民2001。11。16

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