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chenchiyi鐵蟲 (初入文壇)
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廣義相對性原理在質(zhì)點動力學(xué)的實現(xiàn) 已有1人參與
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鑒于暗能量問題正在引領(lǐng)現(xiàn)在的學(xué)術(shù)潮流，但是依然存在爭議，我們認為作為一名科學(xué)工作者有責(zé)任對于暗能量這一重大問題的基礎(chǔ)進行反復(fù)的審查和論證。正是基于這個原因，我們重新考察了動力學(xué)的相對性問題，基于篇幅考慮，我們沒有在本文中放入光速不變原理下的相對論性改造，以及對宇宙學(xué)度規(guī)的修正等內(nèi)容。 本文主要是向大家介紹在經(jīng)典力學(xué)的框架下，實際上可以出人意料地實現(xiàn)動力學(xué)的廣義相對性原理。 敬請各位同學(xué)同行審查。 附件是摘要和全文 在本文中我們從最基本的因果原理的角度出發(fā)，重新探討了動力學(xué)的相對性問題。提出對于力學(xué)量的統(tǒng)計也應(yīng)該相對地進行，從而可以和運動學(xué)量的相對描述保持因果的一致。在此基礎(chǔ)上我們得到理論上可以精確應(yīng)用到任何參考系中的動力學(xué)方程，并自然地統(tǒng)一和解釋慣性力，指出慣性力的本質(zhì)就是力的相對統(tǒng)計中需要被扣除的那部分力。由于新的動力學(xué)相對性的實現(xiàn)方案更加符合力學(xué)分析的實際情況。我們提議取消慣性系在動力學(xué)理論上的特殊地位，并以新的動力學(xué)方程（9）式取代經(jīng)典力學(xué)中的牛頓第二定律 [ Last edited by sweety on 2013-8-21 at 09:08 ] |
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2012-12-15 13:42:01, 264.95 K
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chenchiyi: 回帖置頂 2014-10-17 10:23:54
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謝謝幾位朋友的關(guān)注，我在此解釋一下， 我們在文章并沒有徹底推翻牛頓第二定律。 只是認為牛頓第二定律本質(zhì)上仍然只是經(jīng)驗性的規(guī)律描述。 具體來說， 對于原先處于某種穩(wěn)定狀態(tài)的質(zhì)點，新施加的力將導(dǎo)致明顯的加速現(xiàn)象， 而這個新施加的力和由此導(dǎo)致的相對加速度之間正是滿足牛頓的第二定律。 這個符合幾乎所有力學(xué)實驗的實際情況。 但是這樣一個新施加的力和新導(dǎo)致的加速現(xiàn)象之間的關(guān)系，并不能直接原封不動地推廣到質(zhì)點所有的受力，也不能推廣到相對任意物體的加速現(xiàn)象。這個過程就需要廣義相對性原理的改造。 所以，我們的論文本質(zhì)上是對牛頓第二定律的繼承和發(fā)展。當然，其基本思路可以推廣到狹義相對論和廣義相對論，唯一的修改，就是原先對單個研究質(zhì)點的受力改為研究質(zhì)點和參考原點之間的相對受力。 |
10樓2012-12-25 18:13:47
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2樓2012-12-21 12:23:21
chenchiyi
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引入假想的質(zhì)點， 是為了方便計算由于引入?yún)⒖荚c而需要被扣除的力。 因為任何實際的參考原點都是有加速度， 也都是有受力的。如果不采用假想質(zhì)點來計算的話， 動力學(xué)方程稍微復(fù)雜一點，就是（4）式。 假想質(zhì)點有質(zhì)量或者相應(yīng)比例的其他荷嘛， 文章中有說明的，根據(jù)假想質(zhì)點的位置和這些質(zhì)量，荷當然可以從理論上計算它的受力。 比如引用牛頓萬有引力公式等。（9）是和（6）一樣， 但是（9）式的物理圖像更明確一點， （6）式只是在（4）式兩邊同除以一個參考原點的質(zhì)量。 你說的關(guān)于場論提示慣性系是必需的， 我不理解，你是怎么得到這個結(jié)論的？ 到目前為止， 你能幫我指認一個精確的慣性系出來嗎？ |
3樓2012-12-22 19:16:08
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既然9式和6式一樣，那么9式也就是將參考原點換作是與所考慮質(zhì)點（或粒子）相同的粒子罷了，沒有什么更明確的物理圖像吧。此外，從整個推導(dǎo)過程看，就是兩體問題而已，只要把力的情況明確下來就可以了，比如二者整體的質(zhì)心受合外力，二者之間有相互作用，最簡單的例子就是氫原子嘛，在這個例子中，通常我們不考慮原子外面的事情，只考慮質(zhì)子與電子間的相互作用。 我也似乎明白了你的目的，即將牛頓力學(xué)適用的慣性系推廣到任意參考粒子上�？墒�，如果你學(xué)習(xí)過量子場論，你就會在費曼圖中發(fā)現(xiàn)，最基本的相互作用都是粒子在某一時空點的碰撞，這樣，在除了那些碰撞點之外的所有時空點，粒子實際上都是在做勻速直線運動。只是，我們需要將時空的尺度縮小到量子領(lǐng)域。進一步，如果引力也可以量子化的話那么所有的圖像就很和諧了，即在大部分的時空點上，我們只能找到做勻速直線運動的慣性系，而非慣性系只出現(xiàn)在零星的碰撞點上，而且無法描述。 |
4樓2012-12-23 09:08:26
chenchiyi
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質(zhì)點相對參考系的運動， 從本質(zhì)上來講的確等價于二體運動，這正是我們要著力去說明的。 因為在經(jīng)典力學(xué)中，牛頓第二定律就只能應(yīng)用于慣性系，但是我們永遠找不到理論上精確的慣性系。 因此， 本文就是要說明， 慣性系在實踐中是不存在的。更符合實際情況的質(zhì)點動力學(xué)規(guī)律是第九式，不是牛頓第二定律。在經(jīng)典力學(xué)里面，兩體問題的求解也需要慣性系啊，所以這是先有慣性系，再有牛頓第二定律，再有兩體問題求解的邏輯過程。 我們在推導(dǎo)9式的過程中，的確也是存在兩體問題的圖像，但是本質(zhì)上和上面的兩體問題在物理邏輯上是不同的，因為上面你所說的兩體問題的物理意義在邏輯上是質(zhì)點動力學(xué)規(guī)律的應(yīng)用。 而在本文中是推導(dǎo)質(zhì)點動力學(xué)規(guī)律本身。 我學(xué)過一點量子場論， 但是我不認同你的看法， 在量子場論中， 微觀相互作用都是通過傳播子來傳遞相互作用，籠統(tǒng)地講碰撞是不確切的，實際上基本粒子不直接接觸也存在相互作用的傳遞。不知道你是否虛光子的概念，這就是一個例子。這還只是微觀的相互作用， 對于宏觀的物體，還有引力， 他可是長程的相互作用， 沒有說不碰撞就沒有引力作用哦。 另外， 你說的勻速直線運動都是相對的概念，相對質(zhì)心，或相對地面，并不是說它就是真正的慣性系。你要知道宇宙中充滿了物質(zhì)， 任何物質(zhì)充滿了相互作用。 根本找不到一個物體所受的全部受力精確等于零，因此，也就找不到牛頓第二定律所依賴的慣性系。 |
5樓2012-12-23 11:32:30
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可是你的公式推導(dǎo)完全是基于牛頓第二定律啊！你的2式中所表示的客觀位置指什么？坐標位置一定需要相對于某一參考系的，否則我們無法計算，甚至根本沒有意義。這樣看來，你的假設(shè)本身就有問題，有點形而上學(xué)的味道。 我對邏輯不是太擅長，所以你所說的邏輯，我也不太清楚�？墒俏锢韺W(xué)不是靠邏輯就可以更改的，牛頓定律在它適合的范圍內(nèi)成立，這是實驗給予的支持。 然后，我解釋一下量子場論中虛粒子的事。虛粒子實際上“不虛”，它們只是在很短的時間間隔內(nèi)產(chǎn)生出來又湮滅掉而已，而它們所攜帶的能量、動量等物理性質(zhì)傳遞或轉(zhuǎn)移到了其它生成的粒子。我還要糾正一下，微觀相互作用是通過規(guī)范場來傳遞的（傳播子是粒子的一種幾率輻），而規(guī)范場也是量子化的，這樣，整個過程還是粒子碰撞。我提出這些，是因為我目前在思考相關(guān)問題，雖然不完全，但是也頗有收獲。 我承認，在宏觀甚至是宇觀的范圍內(nèi)，幾乎不存在好的慣性系，因為物質(zhì)受到各種力的作用�？墒橇孔訄稣摻o我們打開了新的窗戶，那么就是粒子在很短的時間間隔內(nèi)的確是好的慣性系，而各個粒子參考系間通過洛侖茲變換聯(lián)系著。這樣，我們完全可以從中抽象出某個慣性系，在其中進行物理學(xué)描述。當然這違背了廣義協(xié)變性，因此，我現(xiàn)在懷疑，量子引力理論不需要廣義協(xié)變性，而是一種全新的理論。 |
6樓2012-12-23 16:18:51
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7樓2012-12-23 21:20:18
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8樓2012-12-24 09:19:40
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夕陽西下: 牛頓第二定律的內(nèi)容本身就是經(jīng)過試驗驗證后正確的理論，無須解釋為什么。另外，牛頓定律與愛因斯坦的廣義相對論之間的聯(lián)系已經(jīng)討論的較為成熟了，牛頓定律是廣義相對論下的低速近似。 2012-12-25 12:31:26
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謝謝這位同學(xué)。 我說過，我這里的形而上學(xué)是為了理解我們的第9式，事實上質(zhì)點的動力學(xué)規(guī)律本來就是最基本的物理規(guī)律。 牛頓第二定律也是教科書直接告訴我們， 根本沒有講為什么？ 這位同學(xué)說得對，物理學(xué)規(guī)律的對錯歸根結(jié)底還要形而下，文章中所提的第9式給出了明確的數(shù)學(xué)表達式，就是為了在實際應(yīng)用中比較和牛頓第二定律的區(qū)別。到底哪個更符合實驗中邏輯分析 另外，我再想說明一下，牛頓第二定律是說質(zhì)點的動力學(xué)僅僅是個單體問題，但是我們論文恰恰是去說明任何引入了參考系的質(zhì)點動力學(xué)必然是一個二體問題，既要揉入?yún)⒖荚c的運動狀態(tài)，也要考慮參考原點的受力情況。因此，我們推導(dǎo)質(zhì)點動力學(xué)規(guī)律的物理圖像實際上已經(jīng)比牛頓第二定律的情況更全面和復(fù)雜。 任何基本的物理規(guī)律必定要涉及到形而上學(xué)的討論，用自然哲學(xué)來支撐。牛頓第二定律沒有，則說明牛頓第二定律本質(zhì)上還是一個經(jīng)驗性的規(guī)律描述。沒有進一步經(jīng)過廣義相對性原理的改造。我們的文章做的正是在牛頓第二定律作為經(jīng)驗規(guī)律基礎(chǔ)上的廣義相對論性的改造。 |
9樓2012-12-24 09:41:39
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