一个颠覆物理学界的重大科学新发现—对惯性机制和永动力学的评论!光学动捕和惯性动捕哪个好?

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作者:黔中愚者被公认为继爱因斯坦之后最睿智的美籍犹太裔理论物理学家——理查德·菲利普斯·费曼(RichardPhillipsFeynman,1918年5月11日—1988年2月15日),在谈到探索研究有关物体自然存在状态的“惯性”物理机制这一古老问题时指出:“没有人找到为什么物体会按惯性而行的原因,我们不知道惯性定律的来源”【1】。对自然物体存在状态的探究是一门古老的学

作者:黔中愚者

被公认为继爱因斯坦之后最睿智的美籍犹太裔理论物理学家——理查德·菲利普斯·费曼(Richard Phillips Feynman,1918年5月11日—1988年2月15日),在谈到探索研究有关物体自然存在状态的“惯性”物理机制这一古老问题时指出:“没有人找到为什么物体会按惯性而行的原因,我们不知道惯性定律的来源”【1】。 对自然物体存在状态的探究是一门古老的学问,古今中外有史以来,这门学问涉及有关物体自然存在状态作惯性运动机理问题的探究一直是困扰着许多物理学家的恼人问题,成为一个悬而未决的物理力学之谜。随着现当代人们对有关惯性物理机制问题的深入探讨,形成一些基本的结论性的观点将会颠覆和改变以往人们在有关物体惯性运动机理问题上的认知形态。

在西方科学话语主导的物理探索世界里,西谚有言:“对运动无知,也就是对自然无知”之说。的确,在科学发展历史上,对自然物体“运动”这一根本性问题的探讨,是历来自然哲学和物理学家们探讨的主题,他们对此问题的研究虽持有不同的见解与看法,但都无一公认满意的定论,换句话说都不是从解决实际问题出发而针对这一问题展开深入的探究。万物的存在状态以“静止”或“运动”为其自身固有的根本特性。在探究物质体系(物体)存在状态这个根本问题上,自古以来无数专家学人付出艰辛的努力,作出了不朽的贡献。16世纪以前,亚里士多德的运动理论居统治地位。按照他的运动理论观点认为:“运动物体必需要有推动者 ,即有施力者,力一旦去除,物体就停止运动” 、“越重的物体下落的速度越快,趋向自然位置的倾向性就越大”。后人把亚里士多德的运动观概括为“力是维持物体运动状态的原因”。到了伽利略时代,伽利略通过“理想斜面实验”和科学推论除了得出物体空间(运动距离)跟时间平方成正比关系以及自由落体加速度定律的结论之外,他还提出具有历史性进步意义的被后人普遍认为“力不是维持物体运动状态的原因”的观点,从而否定了亚里士多德关于“运动要靠力来维持”的言论。法国科学家笛卡尔于1644年在他的《哲学原理》一书中继承发展了伽利略的观点,进一步补充和完善认为:“如果运动中的物体没有受到原来的力以及更多外力的作用,它将继续以同一速度沿同一直线运动,既不停下来,也不偏离原来的方向”【2】。1687年,牛顿在总结伽利略、笛卡尔等人有关物体自然存在状态研究的基础上,把惯性作为物体本身固有的特性正式提出了自己的观点:“任何物体都要保持匀速直线运动或静止状态,直到外力迫使它改变运动状态为止”【3】。这就为后人形成并建立了一种根深蒂固的观点导向认为“力不是维持物体运动状态的原因,而是改变物体运动状态的原因”。

针对围绕分析解决牛顿所遗留下来的问题——即“力究竟是维持物体运动状态的原因,还是改变物体运动状态的原因”,我们通过作了进一步的探究。我们认为,实际上现如今人们对牛顿力学关于“力究竟是维持物体运动状态的原因,还是改变物体运动状态的原因”所持有的各种见解和讨论从本质上来说是就物体这种惯性自然存在状态物理机制问题所作的探讨。在批判、继承和发展完善了从公元前4世纪亚里士多德至16、17世纪伽利略、笛卡尔和牛顿等人关于自然物体存在状态及其运动现象研究理论的基础上;在综合分析、梳理和科学总结历代物理学人有关物体惯性问题研讨的基础上,选择最宜于人们普遍接受的水轮实验和伽利略斜面实验进行类比分析研究,得出了以下三个基本结论: 1、惯性是表征物体自然存在状态的天生本性,这种天生本性表现在自然力对立统一矛盾的相互作用是产生、维持和改变物体运动状态的根本原因; 2、自然力对立统一矛盾的作用点位置是决定物体本身固有惯性性状(静止或运动)及其内在物理机制的根源; 3、自然力对立统一矛盾的作用点位置在物体运动状态发生改变过程中始终起着决定性的作用因素。通过对惯性物理机制的探究,我们认为自然力对立统一矛盾相互作用不但是产生、维持和改变物体运动状态的根本原因,而且相互作用力的作用点位置在物体运动状态发生改变的过程中始终起着决定性的作用因素【4】,回答了现当代理论物理学家费曼之问“没有人找到为什么物体会按惯性而行的原因。我们不知道惯性定律的来源”。

与此同时,我们通过对伽利略斜面实验及其有关惯性物理机制的研判和探讨,我们以为在现如今形成的主流观点上俨然笃信经典牛顿力学所主张和固执的“力不是维持物体运动状态的原因,而是改变物体运动状态的原因”的力学思想观,这只是一种笼统的说法或称之为一种表象的浅意识,并非合乎理性的科学思想系统观念,而是丧失具体分析问题能力的一种表现和不务实的心态,缺乏严谨、科学研判,可信度低难以服众。

通过对惯性物理机制问题的进一步深究,结束了古今中外有史以来人们在有关物体惯性运动问题上的争论,根据建立在伽利略斜面实验和水轮实验进行类比分析论证获得有关物体惯性其内在物理机制认识的基础上,从对经典牛顿力学三大运动定律之间的相互关系和牛顿晚年所遇到的力学困惑问题进行剖析,尤其是由牛顿第三运动定律对于描述、诠释和阐明物体是如何从静止到发生运动状态的动力机制、规律和原理所引发的责难悖论进行深入探讨,进而推导发现了有关牛顿力学的第四条运动定律,即“永动力学定律”【5】。这条定律深刻揭示了自然界一切物体产生运动的内在根源,是作为构成自然物体运动的两个具有对立统一关系的作用力和反作用力相互矛盾造成的结果。我们不但揭示了一切物体以静止或运动(无论是微观、宏观和宇观的何种形态的运动)本身固有惯性自然存在状态的物理机制,而且能够从科学的意义上阐明处理解决并掌控怎样使物体处于何种自然存在(静止或永恒运动)状态,尤其是从技术的层面上如何借助自然力对立统一矛盾的相互作用获取无穷动能来解决当下人类面临日渐枯竭的化石能源危机问题,以及未来星际长途旅行飞行器发动机的研制提供了全新的思路和方法。从物理学史上看,这是最具有重要里程碑意义的科学新发现。

参考文献:

【1]】邓人忠,《物理学基本概念探讨》[M],气象出版社,2010:111

【2】] 伏尔泰,哲学词典[M] 北京:北京出版社,2008年

【3】艾萨克·牛顿著,王克迪,译,自然哲学的数学原理[M],西安:陕西人民出版社,2011:101-103

【4】2020年10月10日,黔中愚者,撰文,《关于伽利略斜面实验及其惯性物理机制的研判》

【5】2020年10月10日,黔中愚者,撰文,《永动力学逻辑推导及现当代意义——就“上帝第一推动力”问题的探讨》

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