剖析牛顿定律(三)

程序员 · 2024-9-18 19:56:48

牛顿第三定律：
两个物体之间的作用力是相互的、对抗的，称其为作用力和反作用力(F和－F)。
一、解剖“牛三律”
牛顿认为作用力和反作用力，大小相等、方向相反且作用在同一直线上，同时认为二者具有同时性。人们认为这里暗含了一个条件，就是力的传递是瞬时的，要不然作用力和反作用力就不具有同时性；但是爱因斯坦相对论认为，力的传递有时限性，即力的传递速度不能超过真空中的光速c，这样一来二者就不和谐了。现在我们就此分析分析，问题出在哪里？
我们现在假设，有一个带电小球A，从静电场(场源为O)的a点运动到b点，且ob＞oa。小球A在a点受到一电场力为F，当F传到o点之时刻，作用于场源O的作用力－F为F的反作用力。如果小球在a点不动，虽然F与－F不同时，但二者大小相等、方向相反且作用在同一直线上；如果小球运动，当场源O接收到小球的反作用力－F时，小球已经运动到了离o远的b点，在这一运动过程中，力F可能耗散了一部分到时空中而变为F'。所以在b点的力F'就不等于－F，并且二者的方向也可以不在同一直线上。如此一来，经典的牛顿第三定律就有了瑕疵，果真这样吗？下面我们用场论探讨一下。
二、场论分析作用力和反作用力
根据场论理论，物体之间的作用力实质上是质能场与质能场之间的接触性碰撞。质能场可能有许多性能，所以碰撞时是能够相互作用的性能才产生力的作用，如引力场之间的作用或电磁场之间的作用等等(详情见文章：场论动力学)。
现在我们回到上面的静电场中，带电小球A在场源O的a点受到了电场力，其实际过程是这样子的：小球A经过a点时，小球的场和场源在a点的场发生了碰撞(场本身是一种物质，为了方便起见，场源O在场域a点的场，我们以后就用a代替；另外由于小球还算可观的物体，所以同时可以认为是小球自身和a点的静电场碰撞，其实小球的质能场本身就包括小球)。小球碰a和a碰小球是同时发生的两个接触性碰撞过程，并且效果相同、互为对抗，所以碰撞过程产生的两个力大小相等、方向相反、作用在同一直线上，且具有同时性，这正是牛顿第三定律所表达的内容。两个碰撞发生以后，其作用要通过光子传递给场源O，传递过程虽然有时间限制，但光子是一个完全负责任的使者，它原原本本地把碰撞的信息传递给场源O，这样又好像是场源和小球的碰撞。同理当小球运动到b点时，在b点又发生了新的碰撞，新的碰撞自然产生了新的作用力和反作用力。故，牛顿运动定律中，不仅仅力的作用力和反作用力的关系是正确的；而且其力作用的瞬时性和相对论中力传递的时限性也就变得和谐喽。
小结
牛顿第一定律，是物质运动的基本规律，是运动与力和惯性的关系，是物理理论的基石，如果没有第一定律，整个物理学就塌陷了。
牛顿第二定律是牛顿第一定律的发展，它具体告诉了我们质量、力和运动状态之间的关系，其关系式为：F＝d(mv)/dt，(经典力学中可以为等式F＝ma)。
牛顿第三定律，是力的相互性。其一，两个物体之间的作用力是相互的、对抗的，称其为作用力和反作用力(F和－F)；作用力和反作用力，大小相等、方向相反且作用在同一直线上，同时二者具有同时性。其二，力的作用是质能场接触性碰撞的过程，但力的传递是媒介粒子全息性的、时限性的过程，并且传递过程完全由质能场自身决定。
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