牛质量是对惯性(静态保守场)的度量,恰巧与能量一致,因为都是在静态保守场;

牛质量是对惯性(静态保守场)的度量,恰巧与能量一致,因为都是在静态保守场;
爱相对论有运动了,所以有惯性和引力两个质量了,动态平衡场,实践论,矛盾论,物理量纲随运动变化,不同惯性系,但牛物理定理不变

黄鹏辉点评牛顿之九2008-05-10 16:17:25
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(6) 出版《普通算术》
1707年,牛顿的代数讲义经整理后出版,定名为《普通算术》。他主要讨论了代数基础及其在解决各类问题中的应用。书中陈述了代数基本概念与基本运算,用大量实例说明了如何将各类问题化为代数方程,同时对方程的根及其性质进行了深入探讨,引出了方程论方面的丰硕成果,例如,他得出了方程的根与其判别式之间的关系,指出可以利用方程系数确定方程根之幂的和数,即“牛顿幂和公式”。

(7) 解析几何成就
牛顿在解析几何方面的成就主要有两项,一是在1704年发表了《三次曲线枚举》。二是在1736年出版了《解析几何》,其中引入了曲率中心,给出密切线圆(或称曲线圆)概念,提出曲率公式及计算曲线的曲率方法。
【黄氏点评:】注意,1736年出版《解析几何》时,牛顿已经去世9年了,显然是别人帮着出版的,这些人值得尊敬,科学也需要这样的继承人。

(8) 牛顿运动三定律
牛顿之所以被称为经典力学体系的创立者,主要是因为他把伽利略、开普勒、惠更斯和胡克等人的工作系统地总结成了牛顿运动三定律和万有引力定律。
牛顿第一运动定律(惯住定律)的描述是:任何物体都将保持静止的或匀速直线运动的状态,直到其他物体的作用迫使它改变这种状态为止。也就是说,原来静止的将保持静止,原来运动的将保持匀速直线运动。这个定律导入了“惯性”的概念,所以又叫做惯性定律:惯性就是物体保持原有静止或运动状态的特征,惯性大小由物体的质量决定。
惯性定律在日常生活中的明显表现是,如果运动的汽车忽然煞车,乘车人的身体将会向前倾,这是因为虽然汽车借助外力停住了,而乘车人此时仍处在运动的状态中。反过来,如果汽车突然加速或突然启动,乘车人的身体就会向后仰。
但是,根据惯性定律,当给一个物体向前推动的力后,物体应该一直保持运动下去,而实际情况却是,在没有任何外力阻挡的情况下,地面上的物体运行一定距离后就会停止,这该如何解释呢?这是因为物体在向前运动的同时,也在受另一个外力的作用,这就是无处不在的摩擦力。正是因为有摩擦力的存在,我们这个世界才会安全,否则一切物体受到一点外力就会永远运动下去。
【黄氏点评:】惯性的具体量度工具——质量,在后来狭义相对论中有了重要发展,它与能量竟然统一了,这大大出乎人们的意料。而广义相对论中更是发展出惯性质量和引力质量的概念,这都是惯性定律的后续发展。
“惯性”概念不仅在运动学中具有重要意义,它很可能也会在其他方面具有重要研究价值,比如电磁学中的电感现象有人就认为是电子的惯性导致的。而社会学中的惯性与运动学中的惯性其实具有重要的相似性,我们很有必要深入研究,因为人类社会的惯性往往是导致改革成败的重要因素。惯性在经济学中应该也有重要研究价值。
牛顿第二运动定律(运动基本定律)的描述是:当物体受到外力作用时,它的加速度与作用力成正比,与物体的质量成反比,加速度的方向与作用力的方向相同。
牛顿第二运动定律为科学家测量力提供了一个重要方法。根据物体的质量和物体的速度变化,可计算这个外加力的大小。第二运动定律提供的数学关系还能使科学家计算出地球表面上任何一点的引力大小。对于现代科学工作者制定人造卫星运动轨道,这一定律具有非常重要的价值。
牛顿第三运动定律(作用力与反作用力定律)的描述是:当A物体对B物体施加一个作用力,B物体会同时产生对A物体大小相等、方向相反的反作用力,而且两个作用力在一条直线上。也就是,两物体间的作用力与反作用力在同一条直线上,大小相等,方向相反。
牛顿自己对第三定律作了这样的注释:“任何东西拉引或推压另一个东西时,同时也要被另一个东西所拉引或推压。如果你用手指推压一块石头,那末手指也要被石头所推压。如果有一匹马拉引一块系于绳上的石头,那么这匹马将被相等的力往后拉向石头。”
最能体现牛顿第三运动定律重要性的,恐怕要算喷气式飞机和火箭了。喷气式飞机是由喷气发动机喷出的气体的后推力,反作用于发动机本身,从而产生前推力的。而喷气发动机是吸气式的,在发动机里燃烧的热气是以发动机从大气中吸进的空气为燃料的。火箭是自身携带燃料,能在没有空气和空气阻力的外空间飞行。在接近于真空的太空中,牛顿的第三运动定律很理想地起着作用。因为外空间没有空气阻力,火箭发动机内部的强大推力便产生同样大小、反方向、使火箭前进的推力。正是这股推力,使火箭达到极高的速度。现在,人造探测器已经能飞出太阳系,而它们飞行所依据的基本原理,就是牛顿第三运动定律。
【黄氏点评:】牛顿第二、第三运动定律通常是我们进行力学计算的重要数学基础。
在现代科技领域里,乃至我们的日常生活中,牛顿的三大运动定律都具有重要的意义。现代物理学与天文学工作者探求新知识所用的方法,正是建立在这些定律基础上的,比如摩天大楼的建筑、稳定桥梁的结构、机车的奔驰、飞机的飞行、船只的行驶,甚至精确时刻的测定……这些都离不开牛顿运动定律的实际运用。
牛顿运动三定律最早是在《原理》一书中总结出来的,他在前人积累的丰富的动力学知识的基础上,再加上自己大量的观察、实验、计算等辛勤劳动才总结出来的。牛顿曾一再表示,运动三定律的得出,在很大程度上是因为他从前人以及同时代的科学家那里获得了许多有用的知识。例如,他利用了开普勒所提出的科学知识和数学计算。第一、第二定律是以笛卡儿和伽利略提供的知识和数据为基础的。第三定律也从惠更斯、胡克、雷恩的研究成果中获得了有益的启示。
【黄氏点评:】牛顿三大运动定律实际上是把运动学公理化了,相当于运动学的三个公理基础,就象欧氏几何的五大公设,狭义相对论的两大假设。从这个角度我们可以分析一下牛顿在科学发展史上的重要地位:一门学科如果有效地实现了公理化了,那么这门学科就进入了成熟和大发展时期。公理化方法的最早创始人是欧几里德,他把几何学公理化了,但是在将近2000年的时间里,再无人在公理化方面取得重要进展,直到牛顿把运动学公理化,再加上万有引力定律,可以说把整个力学都公理化了。
从此后,任何一门学科的公理化就成为了一种标准化模式,任何一个人,只要他在某个方面形成一套公理化理论,就将成功进入伟大科学家行列,比如达尔文的进化论公理系统,麦克斯韦、开尔文、玻耳兹曼等人完成的热力学理论,而麦克斯韦的电磁理论、爱因斯坦的狭义相对论和广义相对论则是牛顿之后最成功的公理化体系,因此,随着时间的推移,麦克斯韦和爱因斯坦成为了可以与牛顿相比较的里程碑式的人物。
数学家希尔伯特对公理化方法有系统的研究和描述,其中很重要的一点是,各个公理相互之间应该是不矛盾的。比如,牛顿指出:所有天体都是相互吸引着的,太阳吸引着行星,同时行星也在吸引着太阳,这显然符合牛顿第三定律。也就是说,万有引力定律与牛顿第三定律是不矛盾的。牛顿四大定律的相互不矛盾性已经过了300多年的检验,虽然后来有了发展,但在其适用范围内应该说基础还是相当稳固的。
狭义相对论和广义相对论的公理化基础经历的时间考验还太短,还需要更多的实验和数学方法的检验,比如,狭义相对论的两大假设是否真的足够?它们真的彼此不矛盾吗?光速在所有的惯性参考系中都相同,这看起来是符合相对性原理的,但为何其他电子、质子等粒子的速度在所有的惯性参考系中可以不相同?这样的问题还可以提出许多。
要注意的是,牛顿运动三定律中所说的“运动”,实际上都是相对运动。这里所说的“不动”,也只是相对的不动,而非绝对的不动。因为,地球整天不停地转动,所以地球上的任何东西,当然也都跟着它不停地动。世界上的一切东西都在不停地运动着,没有绝对不动的。这一点,牛顿当时还不可能认识到,这是牛顿的局限。
【黄氏点评:】牛顿的经典力学体系有三个局限,其一是运动定律中运动的相对性,其二是万有引力定律不能完全解释水星近日点的进动,其三是不能应用于微观世界比如原子的描述。这三个局限也是后来牛顿经典力学体系的三个重要发展方向:运动的相对性导致了狭义相对论,水星近日点的进动导致了广义相对论,描述微观世界导致了量子理论。
牛顿那个时代还没有发现水星近日点的进动,因此万有引力定律不能完全解释水星近日点的进动牛顿自然无法知晓。而经典力学体系不能描述微观世界主要是因为那时热力学、原子理论和统计力学还没有发展起来,牛顿不可能具有如此跨越式的创造性,就象他没有什么化学成就一样,他不能站到巨人的肩膀上,这体现了中国的一句老话:时势造英雄。也说明科学发现的传承性:牛顿是伟大的继承者、综合者。

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