剖析牛頓定律(三)

牛頓第三定律:

兩個(gè)物體之間的作用力是相互的、對(duì)抗的,稱其為作用力和反作用力(F和-F)。

一、解剖“牛三律”

牛頓認(rèn)為作用力和反作用力,大小相等、方向相反且作用在同一直線上,同時(shí)認(rèn)為二者具有同時(shí)性。人們認(rèn)為這里暗含了一個(gè)條件,就是力的傳遞是瞬時(shí)的,要不然作用力和反作用力就不具有同時(shí)性;但是愛(ài)因斯坦相對(duì)論認(rèn)為,力的傳遞有時(shí)限性,即力的傳遞速度不能超過(guò)真空中的光速c,這樣一來(lái)二者就不和諧了。現(xiàn)在我們就此分析分析,問(wèn)題出在哪里?

我們現(xiàn)在假設(shè),有一個(gè)帶電小球A,從靜電場(chǎng)(場(chǎng)源為O)的a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn),且ob>oa。小球A在a點(diǎn)受到一電場(chǎng)力為F,當(dāng)F傳到o點(diǎn)之時(shí)刻,作用于場(chǎng)源O的作用力-F為F的反作用力。如果小球在a點(diǎn)不動(dòng),雖然F與-F不同時(shí),但二者大小相等、方向相反且作用在同一直線上;如果小球運(yùn)動(dòng),當(dāng)場(chǎng)源O接收到小球的反作用力-F時(shí),小球已經(jīng)運(yùn)動(dòng)到了離o遠(yuǎn)的b點(diǎn),在這一運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,力F可能耗散了一部分到時(shí)空中而變?yōu)镕'。所以在b點(diǎn)的力F'就不等于-F,并且二者的方向也可以不在同一直線上。如此一來(lái),經(jīng)典的牛頓第三定律就有了瑕疵,果真這樣嗎?下面我們用場(chǎng)論探討一下。

二、場(chǎng)論分析作用力和反作用力

根據(jù)場(chǎng)論理論,物體之間的作用力實(shí)質(zhì)上是質(zhì)能場(chǎng)與質(zhì)能場(chǎng)之間的接觸性碰撞。質(zhì)能場(chǎng)可能有許多性能,所以碰撞時(shí)是能夠相互作用的性能才產(chǎn)生力的作用,如引力場(chǎng)之間的作用或電磁場(chǎng)之間的作用等等(詳情見(jiàn)文章:場(chǎng)論動(dòng)力學(xué))。

現(xiàn)在我們回到上面的靜電場(chǎng)中,帶電小球A在場(chǎng)源O的a點(diǎn)受到了電場(chǎng)力,其實(shí)際過(guò)程是這樣子的:小球A經(jīng)過(guò)a點(diǎn)時(shí),小球的場(chǎng)和場(chǎng)源在a點(diǎn)的場(chǎng)發(fā)生了碰撞(場(chǎng)本身是一種物質(zhì),為了方便起見(jiàn),場(chǎng)源O在場(chǎng)域a點(diǎn)的場(chǎng),我們以后就用a代替;另外由于小球還算可觀的物體,所以同時(shí)可以認(rèn)為是小球自身和a點(diǎn)的靜電場(chǎng)碰撞,其實(shí)小球的質(zhì)能場(chǎng)本身就包括小球)。小球碰a和a碰小球是同時(shí)發(fā)生的兩個(gè)接觸性碰撞過(guò)程,并且效果相同、互為對(duì)抗,所以碰撞過(guò)程產(chǎn)生的兩個(gè)力大小相等、方向相反、作用在同一直線上,且具有同時(shí)性,這正是牛頓第三定律所表達(dá)的內(nèi)容。兩個(gè)碰撞發(fā)生以后,其作用要通過(guò)光子傳遞給場(chǎng)源O,傳遞過(guò)程雖然有時(shí)間限制,但光子是一個(gè)完全負(fù)責(zé)任的使者,它原原本本地把碰撞的信息傳遞給場(chǎng)源O,這樣又好像是場(chǎng)源和小球的碰撞。同理當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)時(shí),在b點(diǎn)又發(fā)生了新的碰撞,新的碰撞自然產(chǎn)生了新的作用力和反作用力。故,牛頓運(yùn)動(dòng)定律中,不僅僅力的作用力和反作用力的關(guān)系是正確的;而且其力作用的瞬時(shí)性和相對(duì)論中力傳遞的時(shí)限性也就變得和諧嘍。

小? 結(jié)

牛頓第一定律,是物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律,是運(yùn)動(dòng)與力和慣性的關(guān)系,是物理理論的基石,如果沒(méi)有第一定律,整個(gè)物理學(xué)就塌陷了。

牛頓第二定律是牛頓第一定律的發(fā)展,它具體告訴了我們質(zhì)量、力和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)之間的關(guān)系,其關(guān)系式為:F=d(mv)/dt,(經(jīng)典力學(xué)中可以為等式F=ma)。

牛頓第三定律,是力的相互性。其一,兩個(gè)物體之間的作用力是相互的、對(duì)抗的,稱其為作用力和反作用力(F和-F);作用力和反作用力,大小相等、方向相反且作用在同一直線上,同時(shí)二者具有同時(shí)性。其二,力的作用是質(zhì)能場(chǎng)接觸性碰撞的過(guò)程,但力的傳遞是媒介粒子全息性的、時(shí)限性的過(guò)程,并且傳遞過(guò)程完全由質(zhì)能場(chǎng)自身決定。

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