牛顿把所有的物质用质量 (与任何运动过程无关) 和位置(随着运动过程变化的空间点) 来表示

来源: marketreflections 2010-01-23 20:41:46 [] [博客] [旧帖] [给我悄悄话] 本文已被阅读: 次 (15277 bytes)
系统首页 站点列表 分类列表 投稿指南 网管声明 网站简介 顾问简介 消息列表 友情网站 站内搜索 来稿登载 返回主页
1.许兆康的研究网站建立 2.袁育才新狭义相对论的研究网站建立 3.朱志峰网站建立 4.宋开福“初等数论”学教编研网站建立 5.林志德掀起科技大革命风暴网站建立

站内近5000文章全列表,请点击站内搜索访问。您也可以访问站点列表从各专栏站首页进入各专栏。
来稿登载专栏可以阅读尚无专栏的作者的文章。请关注:第三届“民科两会”顺利闭幕。


书3 3.3.2 牛顿粒子说的实质是什么
宋文淼 (wenmiaosong@gmail.com) 上传2007.11 浏览120




--------------------------------------------------------------------------------

《物理学原理(第二卷)哲学、数学、物理学》
第三章 物理学与逻辑学

3.3.2 牛顿粒子说的实质是什么


自从牛顿理论出现以后,在物理学上就有了一个没完没了的关于物质模型的争论:物质是“粒子”还是“波”?它在空间是“局域”的还是“连续”的?如果是“局域”分布的,那么在局域以外是什么?存在不存在“虚空”?物质之间是怎样相互作用的?它们之间能不能通过“虚空”进行远距离“超距作用”?这个问题离开了认识论,离开了人类是怎样认识物质世界的基本命题,是永远讨论不清楚的。人们都把牛顿和爱因斯坦作为支持粒子说的代表,其实并不恰当的。牛顿认为物质之间能够通过虚空进行超距作用,是所有正常思维的人所难以接受的;爱因斯坦反对量子力学的几率波的解释,他有一句名言:“上帝是不掷骰子的”。当他在论述光的性质时,既讲了光的空间连续的性质,又说了光在与物质相互作用过程中的具有一份一份的“不连续性”。所以他们并没有回答“物质存在和运动形式”这样一个普遍性的问题,只是在对此进行探索。实际上牛顿只是说,“万有引力的实际存在,它按照我们所叙述的规律在起作用,并且足以用来解释天体及海洋的一切运动,这些就使我们相当满意了”。爱因斯坦也只是作了光速不变性的公设,试图以此为出发点把牛顿引力和麦克斯韦的电磁力下的物质运动形式统一起来,为此作了毕生的努力,但是没有成功,晚年,他相信相对论的假设不是一个实在的规律,只是一种暂时的理论,希望有一个新的理论体系来代替相对论的理论体系。是后来的现代物理学家们把牛顿和爱因斯坦的理论说成是“粒子说”。


现在看来,怎样认识“粒子说”的数学和物理内涵是对于发展物理学是一个极为重要的问题,为此,先让我们来看牛顿的关于物质的粒子模型的物理实质。牛顿把所有的物质用质量 (与任何运动过程无关) 和位置(随着运动过程变化的空间点) 来表示,这是当时历史条件下,亦即牛顿理论体系的有限论域下,描述物质运动过程的唯一可行的办法。这样定义出来的物质模型就可以用牛顿数学体系——一切物质和运动量都是时间的函数,时间是一个实数空间——来描述。但是这样的粒子模型并不能表示任何具有真实结构的物体。所以我们可以把牛顿理论体系看作是一个不考虑物质结构的“物质运动体系”。


为什么牛顿的理论体系不能考虑物质结构,因为它对任何物质结构,或者说它对于任何具有特定空间分布的物体来说,都是一个逻辑悖论。下面是我们对于这个逻辑悖论的证明:


在牛顿理论中只考虑万有引力,或者说只能逻辑地描述一种与运动无关只与距离有关的力。自然要把每个物质分成一个一个的粒子。两个质量分别为 Mi ,Mj的粒子i ,j之间的作用力可以用与距离的某个指数成反比的形式来表示,如:


(21)这样如果一个像太阳、地球和行星那样的形体都是由这样的粒子所组成,如果太阳由 Ni 个这样的粒子,地球由Nj个这样的粒子所组成,我们先不去管它是怎样构造起来的,只要假设这些组成太阳和地球的粒子都是均匀地中心对称分布的。只要令 并应用牛顿的积分公式就可以计算出太阳对地球的引力的形式与式(21)相一致,只是质量分别成了太阳和地球的总质量,距离成了地球和太阳的球心间的距离。这也就证明了牛顿“质点”模型下的万有引力定律。所以万有引力定律虽然一开始只是一种假定,但是考虑了牛顿的物质的粒子模型之后,实际上成了粒子和引力模型的逻辑结果。从历史上到现在,还有不少人在用实验测量万有引力定律,实际上是没有意义的。因为它实际上是不可能精确测量出来的,如果宇宙的星体质量、距离等都是不可能通过直接的测量得到的,间接的测量实际上又是要先承认某些理论关系。地球上的测量更加不可能,因为在地球上测量,地球的形状就成了问题,而且也不可能完全满足只有引力而没有其它的力的那种条件。所以是实践还是人类的思维理念是检验真理的标准,任何时候都不可能强调一个方面。牛顿理论的框架就是人类思维和人类实践辩证的历史的发展结果。说它是辩证的,因为人类理念的发展和实践的发展从来是分不开的,是相互依存而又是存在否定的;说它是历史的,是因为那个逻辑体系只是有限论域中的逻辑自洽的体系,只要人类的认知范围再进一步,这个理论体系中就会出现了逻辑悖论,就并不是逻辑自洽的。


如果我们问一下牛顿的理论体系中“粒子”是怎样组成一个大得象太阳、地球那样的大的球体的。因为牛顿理论中所能够描述出来的只有万有引力,那些只具有万有引力的“粒子”永远不可能组成有稳定形状的物体。它的物理实在中,只能表现为像理想气体那样的永远运动着的占据整个空间的体系。我们只能说物质结构这个问题是牛顿理论所不讨论的,就像怎样画直线是欧几里德几何学所不讨论的。人类只能在其有限的范围内得到对于外部世界的“为什么”的知识。牛顿理论的贡献是伟大的,它所界定的逻辑基元从牛顿的时代起到今天,一直支撑着这个物理学大厦,但是要发展物理学,我们又必须从“否定”意义上去理解牛顿理论框架。


从牛顿理论诞生过程及诞生之日起,人们一直在否定牛顿的理论框架, 17世纪的“热质论”,就是对牛顿理论的否定,19世纪的光的波动说也是对牛顿理论的否定。而所有否定牛顿理论的那些理论最基本的一点就是要在牛顿的框架中加入一些“粒子”和质量以外的物质内容,而这些物质内容都有一个特点就是会出现排斥力,只有同时存在吸引力和排斥力才有可能存在一个形状相对稳定的物体,也就是说才能讨论物质结构。但是在所有这些否定牛顿物理框架的各种理论与牛顿理论的争论中,被否定的不是牛顿理论而正是那些试图否定牛顿理论的理论。


这就是物理学发展的历史过程中的一个普遍的道路:自然科学也好,人类思维体系也好,要发展就必须以否定性的眼光去分析和看待所有已经形成的理论;但是更要明白,对于那些业已形成的理论体系绝对不是能够通过找到多少逻辑悖论,或发现多少与这个理论不符的实验现象可以推翻的。只有真正找到一个比原有的理论更加广阔的理论体系,不仅能够解释原有理论所不能解释的各种问题,还能包容所有原有理论体系中的合理的成分时,这个理论体系才具有替代原有理论体系的可能,才能够逐步为越来越多的人所接受。霍金所说的“每天他都收到信说很多很多事实都说明相对论错了。为什么要很多呢?只要有一个事实说明相对论错了就够了!实际上相对论已经为所有的物理事实所证明,也已经为所有的物理学家所接受”。这是一种无知。实际上人类迄今的为止,直到将来的任何时候,都没有一种能够解释所有物理事实的理论。人类的理论永远只能是一个有限论域下的理论。正因为那些理论是有限论域下的理论,所以不管你找出多少可以否定它的事实,都不会在绝对意义上得到否定它的理由。而只有找到了一个可以包容原有理论的,并在扩大了的有限论域中适用的理论体系,才有可能去代替它。这就像社会和政治学中的“政府”一样,它不会因为做了多少不合理的事情而被取消,因为任何一个不论有多么不合理的政府,也比完全没有政府要好。只能当另一个政府已经出现,并可以代替它的时候,前面的政府才可能消失。


现在的“粒子论”是造成所有物理问题麻烦的根源,但是要推翻它又是一件极端困难的事。难就难在那什么去替代它。因为作为人类思维基础的原初理念,就是以数字的形式出现的。不管多么先进、多么美妙、多么丰富的理论,最后要把它确实地表述出来,让所有的人能够实实在在的感受到,还要通过“数字”。这是人类社会发展到信息时代的今天,向所有的人展示出来的一个不可抗拒的理念。这也是教育的一个更本问题,不重视自然科学的基础理论教育,不教育人们去更好地理解现代社会的这一根本理念,不管多么美好的愿望或美妙动听的言辞,都不会把一个国家和世界引向前进的正确方向。


所以“粒子论”将成为以后我们所要讨论的一个根本的问题。也许重要的不在它的“名词”,而在于对它的确实的理解和描述。我们一定要说清楚那种牛顿和爱因斯坦时代的“空间局域分布的粒子论”是一种僵化的理论,它不可能描述既有局域性又有连续性的物质运动形式;也要说清楚量子力学所赋予“粒子”的各种复杂性质:既是局域的又是分布的,既有“费米”子,又有“玻色子”,但是这些没有量化的逻辑界定和符合数学演绎自洽逻辑的数学体系,也不可能作为物理学的基础。“粒子物理”是现代物理学的一个重要内容,应该从信息社会的物理实在中吸收真实的感性材料,才能获得发展,仅仅依靠纯粹理性的思维是没有出路的。但是要说清楚这些问题不容易,这不仅整个这本书的目标,也是今后长期的目标,在这之前还是要深入讨论一下对此有关的物理、数学和数理逻辑的问题。







——>继续阅读

姓名 Email




本目录下所有文章:

2009.06.05 书4.2.3 6.69KB
2009.06.05 砂、水分流——虹吸排沙的设想 12.01KB
2008.09.28 书4.1.3.4力学中的时间和空间的关系 5.14KB
2008.09.28 书4.1.3.3力、场与波——物质及物质间的相互作用 35.22KB
2008.09.28 书4.1.3.2牛顿物理框架与力学 23.99KB
2008.07.05 让我们一起来读好“大自然”这一本书 19.17KB
2008.05.01 书4.1.3.1万有引力与引力质量 13.07KB
2008.05.01 书4.1.3力学——关于物质、运动与相互作用的科学 15.2KB
2008.04.21 书4.1.2.4寻找新的物理世界的数理逻辑基元 7.91KB
2008.04.21 书4.1.2.3 电磁理论中的粒子、场与波 16.55KB
2008.04.21 书4.1.2.2简振模式下的经典电磁场理论 24.39KB
2008.04.21 书4.1.2.1 粒子与场 11.09KB
2008.04.21 书4.1.2 电动力学与电磁场理论 6.8KB
2008.04.21 书4.1.1.4牛顿理论框架的数学体系 6.39KB
2008.04.21 书4.1.1.3牛顿的时空观 13.37KB
2008.04.21 书4.1.1.2牛顿力学模型是一个没有结构的物质模型 14.14KB
2008.04.21 书4.1.1.1 人类认识物理世界的历史过程 20.16KB
2008.04.21 书4.1.1 牛顿力学 1.14KB
2008.04.21 书4.1 经典物理学 4.21KB
2008.03.30 让科学之风吹遍人间(《自然科学体系梳理》第二版序) 14.34KB
2008.01 文2.1 学习张志杰,一生做社会与科学的义工 10.21KB
2007.12 书4 前言 20.63KB
2007.11 书3 2.1.1 逻辑思维和形象思维 4.24KB
2007.11 书3 2.1 数字、运算与“数字”概念的扩展 8.68KB
2007.11 书3 2 关于数字、运算和数学的逻辑体系 3.47KB
2007.11 书3 1.4 逻辑的自洽性和自闭性 11.04KB
2007.11 书3 参考文献 2.39KB
2007.11 书3 4.4 小结——关于什么是真实知识的讨论 11.29KB
2007.11 书3 4.3 关于氢原子光谱讨论 12.53KB
2007.11 书3 4.2 现代数学发展中的数理逻辑问题 13.85KB
2007.11 书3 4.1 数理逻辑框架的探讨 5.25KB
2007.11 书3 1.3 数理逻辑体系 7.23KB
2007.11 书3 4 数理逻辑——人类思维发展的新阶段 2.92KB
2007.11 书3 3.4.4 理论物理学发展的正确方向 8.82KB
2007.11 书3 3.4.3 量子现象的物理内涵 4.29KB
2007.11 书3 3.4.2 波粒二象性不是一个科学的物质模型 6.28KB
2007.11 书3 3.4.1 关于相对性原理的讨论 6.73KB
2007.11 书3 3.4 关于“波粒二象性”和量子模型 3.63KB
2007.11 书3 3.3.4 关于宇宙常数 3.6KB
2007.11 书3 3.3.3 电磁波的数学体系和数理逻辑 4.53KB
2007.11 书3 3.3.2 牛顿粒子说的实质是什么 7.28KB
2007.11 书3 3.3.1 牛顿物理框架中的数理逻辑体系 5.32KB
2007.11 书3 1.2 关于逻辑前提或逻辑基元的讨论 8.23KB
2007.11 书3 3.3 关于物质的逻辑前提 1.66KB
2007.11 书3 3.2.4 关于无限大域下的函数和函数空间 7.65KB
2007.11 书3 3.2.3 关于复数和复数空间的讨论 5.83KB
2007.11 书3 3.2.2 时间与空间的相互联系性 8.22KB
2007.11 书3 3.2.1 时间逻辑前提的物理实在基础 6.26KB
2007.11 书3 3.2 时间逻辑界定和时间与空间的联系 2KB
2007.11 书3 3.1.4 三维空间中的矢量和矢量函数空间 3.3KB
2007.11 书3 3.1.3 希尔拜特的逻辑化的几何学 8.34KB
2007.11 书3 3.1.2 欧氏空间和非欧空间 5.72KB
2007.11 书3 3.1.1 作为数学原初逻辑前提的点和线的概念 5.65KB
2007.11 书3 1.1 关于形式逻辑的一般讨论 6.49KB
2007.11 书3 3.1 关于空间的概念 5.29KB
2007.11 书3 3 物理学与逻辑学 2.71KB
2007.11 书3 2.4.4 科学思维的发展道路 8.23KB
2007.11 书3 2.4.3 唯心主义和唯物主义 10.25KB
2007.11 书3 2.4.2 形而上学与辩证法 9.53KB
2007.11 书3 2.4.1 哲学与逻辑学的关系 3.1KB
2007.11 书3 2.4 关于哲学和逻辑中的一些概念的探讨 1.71KB
2007.11 书3 2.3.4 数学逻辑与数理逻辑 6.7KB
2007.11 书3 2.3.3 关于无限问题的数学逻辑 3.39KB
2007.11 书3 2.3.2 从幂运算到复数与复数运算和复数空间 9.67KB
2007.11 书3 1 关于逻辑学和哲学的一般讨论 6.5KB
2007.11 书3 2.3.1 幂运算与实数空间理论 7.23KB
2007.11 书3 2.3 关于运算和无穷概念的讨论 2.66KB
2007.11 书3 2.2.4 从幂运算和极限建立实数空间概念 13.65KB
2007.11 书3 2.2.3 关于现代数学的逻辑悖论和逻辑体系的探讨 10.04KB
2007.11 书3 2.2.2 牛顿时代的是怎样解决这些问题的 15.62KB
2007.11 书3 2.2.1 十九世纪数学家是怎样建立“实数空间”的 11.01KB
2007.11 书3 2.2 关于实数和实数空间的讨论 2.29KB
2007.11 书3 2.1.4 数学发展历史上的第一个逻辑悖论 9.5KB
2007.11 书3 2.1.3 数字概念与运算方法的扩展 4.56KB
2007.11 书3 2.1.2 数字的可运算性 4.99KB
2007.11 书3 前言 15.92KB
2007.11 书3 物理学原理(第二卷)哲学、数学、物理学 目录 3.97KB
2007.10 书2 2.3 亚里斯多德与逻辑学 13.29KB
2007.10 书2 2.2 亚里斯多德关于物质和运动的观念 9.42KB
2007.10 书2 2.1 亚里斯多德时代的宇宙学说 14.47KB
2007.10 书2 2 古希腊文化中的物理学 10.39KB
2007.10 书2 1.4 关于中华古文明的思考 7.57KB
2007.10 书2 1.3 从盖天说到浑天说 6.58KB
2007.10 书2 1.2 测量时间(光阴)的科学 12.85KB
2007.10 书2 参考文献 2KB
2007.10 书2 4.4 现代物理学与牛顿的物理框架 13.64KB
2007.10 书2 1.1 关于易经的历史传说 5.7KB
2007.10 书2 4.3 光与牛顿物理框架的关系 12.55KB
2007.10 书2 4.2 热力学与牛顿物理框架的关系 12.31KB
2007.10 书2 4.1 关于力与质量的讨论 21.91KB
2007.10 书2 4 从牛顿到二十世纪的物理世界 14.07KB
2007.10 书2 3.4 牛顿的第一和第三运动定律 7.65KB
2007.10 书2 3.3 牛顿理论体系的“有限论域”讨论 18.04KB
2007.10 书2 3.2 牛顿的质点动力学体系的核心——对于质量的逻辑界定 17.94KB
2007.10 书2 3.1 从开普勒、伽利略到牛顿的物质运动理论 12.58KB
2007.10 书2 3 从伽利略到牛顿的古典力学世界 16.24KB
2007.10 书2 2.4 希腊古文明对我们的启示 12.13KB
2007.10 书2 1 中华传统文化中的物理学 2.52KB
2007.10 书2 物理学原理(第一卷)时间、空间、质量 目录 1.96KB
2007.10 书2 前言 15.12KB
2007.10 书1 2.3 波函数空间理论的数理逻辑和实践基础 8.53KB
2007.10 书1 2.2 为什么不能把波理论纳入经典理论的框架 4.57KB
2007.10 书1 2.1 电磁场的算子理论和电磁场基本方程组 8.83KB
2007.10 书1 2 现代电磁场理论 3.4KB
2007.10 书1 1.4 关于自然哲学的数学原理 5.28KB
2007.10 书1 1.3 关于光本质的讨论 4.2KB
2007.10 书1 参考文献 2.35KB
2007.10 书1 7.3 结束语 8.56KB
2007.10 书1 7.2 量子理论的未来 4.01KB
2007.10 书1 7.1 自然科学体系的逻辑重建 8.93KB
2007.10 书1 7 科学的未来是什么 3.2KB
2007.10 书1 6.4 爱因斯坦哲学观和对我们时代的贡献 5.18KB
2007.10 书1 6.3 有关相对论实验的分析 6.05KB
2007.10 书1 1.2 相对论与量子理论矛盾的实质——波粒二象性 4.57KB
2007.10 书1 6.2 爱因斯坦的广义相对论和霍金的广义相对论 11.51KB
2007.10 书1 6.1 狭义相对论的回顾和讨论 9KB
2007.10 书1 6 相对论 2.26KB
2007.10 书1 5.4 实物与暗物的数理逻辑体系 6.53KB
2007.10 书1 5.3 暗物(或虚物 ) 12.89KB
2007.10 书1 5.2 实物 6.51KB
2007.10 书1 5.1 物质存在及其运动的基本形式的探讨 11.82KB
2007.10 书1 5 实物与暗物 2.19KB
2007.10 书1 4.4 关于绝对运动和绝对速度问题 8.84KB
2007.10 书1 4.3 逻辑时空中的数学问题 10.37KB
2007.10 书1 1.1 物理学发展的历史回顾 9.27KB
2007.10 书1 4.2 时空框架的历史发展过程 10.01KB
2007.10 书1 4.1 物理时空和逻辑时空 4.87KB
2007.10 书1 4 时间和空间 2.29KB
2007.10 书1 3.5 引力场、力学波、引力波及其与电磁场和波的比较 7.74KB
2007.10 书1 3.4 流体力学中数理逻辑结构的进一步推讨 6.13KB
2007.10 书1 3.3 流体力学中涡与波 5.53KB
2007.10 书1 3.2 流体力学中的两种分析方法 6.42KB
2007.10 书1 3.1 牛顿力学与引力场 9.18KB
2007.10 书1 3 宏观力学中的数理逻辑问题 3.98KB
2007.10 书1 2.4 关于光速、光速的测量和超光速问题 8.05KB
2007.10 书1 1 20世纪物理学进展与问题 2.15KB
2007.10 书1 信息时代的物理世界——实物与暗物的数理逻辑 目录 3.05KB
2007.10 书1 前言 10.08KB
2007.10 文1.6 终结——为后信息社会的到来做好真备了吗? 10.35KB
2007.10 文1.5 画在水晶球面上的最后一个圆——悼章钧豪先生 10.14KB
2007.10 文1.4 微观世界的太阳系——氢原子光谱 10.87KB
2007.10 文1.3 基础科学研究决定国家和人类的未来 9.59KB
2007.09 文1.2 科学的品格——兼谈“科学共同体” 8.51KB
2007.09 文1.1 人类有史以来的几次自然哲学大论战 8.5KB

请您先登陆,再发跟帖!

发现Adblock插件

如要继续浏览
请支持本站 请务必在本站关闭Adblock

关闭Adblock后 请点击

请参考如何关闭Adblock

安装Adblock plus用户请点击浏览器图标
选择“Disable on www.wenxuecity.com”

安装Adblock用户请点击图标
选择“don't run on pages on this domain”