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十、有待完善的牛顿力学

物理学是研究自然物质世界中的实际现象的学问,它最基本要求就
所作的理论分析必须能够进行直接或间接的实验检验。因此,我们在空
给定的参照系必须要有确定其实际存在的保证物体。如果我们在空间任
给定的参照系本身都没有保持其存在的前提条件,我们就不可能用力学
验来测定某个物体在这个虚构的参照系中真实受到的作用力是什么状况
非但如此,如果在空间给定的参照系本身的运动状态还会随着被观
物体的运动状态改变而发生变化,我们也不能用力学实验准确地测定出
对于该参照系处于非静止状态中的运动物体在该参照系中的真实受力状
况。为了保证力学实验能够准确地测定出相对于该参照系处于非静止状
中的运动物体在该参照系中的真实受力情况,就必须要求被观察物体的
动无论发生什么变化,给定参照系本身的运动状态都不应受其影响。研
证明,建立在物体系统质心上的参照系可以满足被观察物体的运动无论
生什么变化,给定参照系本身的运动状态都不会受其影响的要求。
现代量子物理学告诉人们,力是物体间进行的能量交换过程,它显
是与参照系无关的作用过程。为了区别起见,我们把物体间实际进行着
能量交换过程称为真实力,而把物体相对于某个系统质心参照系所测定
作用力称为示值力。由于能量守衡定律与参照系无关,反应物体间进行
能量交换过程特点的牛顿第三定律必然也是与参照系无关的一般力学定
律。所以,人们可以按照独立作用原理通过实验的方式,先将两个物体
存在的真实力与两物体间的相对距离以及运动状态等相关的函数关系确
出来,然后再把它们作为已知条件来使用。然而每个物体在包括它在内
各个指定物体系统的质心参照系中可以表现出不同的示值受力,只有在
定的参照系属于惯性参照系之时,用实验测定的示值作用力才与系统内
体间实际进行着的相互作用力等同,我们也才可以用实验方式建立起真
力与物体间的相对距离以及运动状态之间的对应关系。
在经典力学中,力是一种唯象概念。它的基本特征是,力的作用似
ebook: 2009-4-4
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不需要时间上的响应过程,这也被称为超距作用。根据现代量子物理学
研究证明,力是物体间进行的能量交换过程。对于每一个物体来说,它
四周辐射出去的能量在离开该物体的空间面上的分布密度,显然反比于
称于该物体为中心的空间球面积,正比于该物体所含的物质量。由于球
总面积与其半径平方成正比,物体向四周辐射出去的能量在离开该物体
空间面上的分布密度必定与该点到物体间的距离平反成反比。由于交换
等同于吸收,交换是对所有物质都公平的性质,因此交换程度又与接受
能量进行交换的物质量成正比。只有在进行交换的过程中出现了能量被
方所吸收,才实现了"做功"的过程。
显而易见,物质间进行能量交换所需要的时间响应必定要反映在力
大小上,对于低速运动物体来说,可以忽略物质间进行能量交换所需要
时间响应对作用力的大小影响。但对于高速运动物体来讲,物质间进行
量交换所需要的时间响应就不可以忽略掉了。譬如,在万有引力的作用
下,物体所能够被加速达到的最高速度必定小于万有引力