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牛顿第一定律可以休矣——对惯性进行新的探讨

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摘要:牛顿第一定律即所谓惯性定律。它是一个由于没有弄清楚理论对于实践的真实关系,因而对事物、现实、感性,只是从客体的或者直观的形式去理解,而不是把它们当作人的感性活动,当作实践去理解,不是从主观方面去理解。所以结果竟是这样,和唯物主义相反,能动的方面却被唯心主义发展了,但只是抽象地发展了的根本违背物质运动现实的假设。经验表明,承认它、肯定它,我们就必然要走上外因论的错误途径,陷入唯心主义的泥坑。
本文以事实为依据,剖析该定律及其解释的错误,从而引出新的能给予实践活动以指导作用的惯性观点。
关键词:牛顿第一定律 惯性 检验标准 运动滞后力
<?XML:NAMESPACE PREFIX = O />
正文:今天有人说牛顿力学原理在宏观物体低速运动的这一范围内有效地指导着人们的实践活动,是理论严密体系完整的原理。
事实果真如此吗?
读了某些院校的物理教材对牛顿第一定律的引述及其解释。本人感到:该定律及其解释无论是在理论上还是在实践上都是有问题的,其理论不仅不严密而且脱离实际。为了在自然科学领域内坚持真理、修正错误,本人认为很有必要对其进行深入讨论,分清是非。下面就此谈谈本人的一点看法。
首先我们来看看该定律与牛顿诸定律之间的矛盾。
  该定律教材这样写到:如果不受其他物体的作用力(或者这些力的合力等于零),一切物体都将保持静止或匀速直线运动状态。
  可是没过几页在教材的另外一些地方我们却又读到:F=-f,即两物体之间的作用力与反作用力总是大小相等、方向相反、同时产生和同时消失、且作用于同一条直线上。——牛顿第三定律。F=G.Mm/R^2——牛顿万有定律,即宇宙一切物体之间总是存在着吸引力,引力的大小与其质量成正比,与其距离的平方成反比。
不须多加一字,仅这三言两语就足于表明:牛顿力学原理与“ 理论严密体系完整”恰恰相反,牛顿第一定律与客观规律是背道而驰的。牛顿第三定律和万有引力定律表明:我们面对着的自然界是一个相互联系着的整体,由于万有引力的存在,地面上的任何物体(仅指力学意义上的刚体而言,以下均同)在没有受到外来推动时,都只能静静的停留在地面上;而物体停留在或运动在地面上给地面一个压力的同时,同样要受到地面的一个大小相等的反作用力。如此,不受其他物体的作用力而保持静止或匀速直线运动状态的物体将存在于地球上的什么地方?反之,如果牛顿第一定律是正确的、是自然规律,那么对牛顿第三定律和牛顿万有引力定律我们又将作何解释?
“或者... ...”。
  教材也看到了这一缺陷。为了克服上述两难局面,使牛顿第一定律与牛顿诸定律和谐起来,教材对该定律进行了修正:牛顿第一定律所说的不受其它物体的作用力,实际上是指作用在物体上的“这些力的合力等于零”的情形。
经过如此修正之后上述矛盾是否解决了呢?不错,经过如此修正之后上述矛盾是解决了。可是这样一来我们却又碰上了另外一个矛盾:这些力—— 哪些力?合力——究竟有多少个力?到底是哪些物体的作用?从这些模糊的观念中下面一点是可以肯定的:既然是合力,那就表明作用在物体上的至少有两个以上的力;否则合力就不过是一句空话而已。在这点确定之后我们就假定为两个力吧。如果其中一个是地面给的作用力,那么就必然同时存在着另一物体所给予的一个大小相等方向相反的作用力。由于这两个力的合力等于零,物体就保持静止或匀速直线运动状态。——推论至此,不由使人产生一种看法:教材在这里谈论的显然是它所不知道的事情。试问:当桌面上的小车因受到两个大小相等方向相反的作用力而保持静止状态时,这是惯性现象吗?又试问:当某人在平地上推着小车匀速直线运动着时,这又是惯性运动吗?而在这两种情况下小车所受到的合力(按教材的说法)不正好是等于零吗?既然是合力等于零,那又为什么不直截了当的肯定下来而却要“或者”呢?显然,“合力等于零”不过是教材为了摆脱上述两难局面而不得不采用的一种似是而非的可怜的遁辞而已;否则就不过是把随随便便遇到的平凡的事物加上一个响亮的名称,把它们也说成是自然规律罢了。



1楼2010-06-06 20:41回复

    问题并没有因为修正而变得清晰一点,相反,混乱是更加加深了。“如果……或者……或…… ”,如此等等,说来说去全是假设和推测。从这些假没和推测中唯一能够确定的事实只有一条:第二种假设与第一种假设相互矛盾,就象第一种假设根本违背物质运动现实,而第二种假设与惯性观念毫无关系一样。
    尽管如此,教材仍然说到:自牛顿第一定律发现以来的三个多世纪中,许多人对它很不理解,甚至对它抱着怀疑的态度。这是什么原因呢?不难猜透,这是因为“长期以来人们形成了一种印象,以为要使小车(物体)匀速直线运动,就必须有外力推动,不去推动它时,它就会停止下来。这种错误的一个根源是没有看到在外力撤去后,小车之所以会停止下来,其实是由于另外一个力(地面给的摩擦力)作用的结果。如果地面十分光滑,小车就会继续运动下去。”①
    就这样,必然发生的事情被认为是纯粹偶然的误会,牛顿不能自圆其说的匀速直线运动状态能够自然存在的假设,在经过教材的生吞活剥之后竟变成了不可置疑的客观真理。在教材看来,物体匀速直线运动是不需要任何外力来加以保持的状态,因此,当以后物体的运动状态有所变化时,就一定是外力作用的结果,这种变化的根本原因不是在物体的内部而是在物体的外部,地面给的摩擦力是物体由运动转为静止的根本原因。这是典型的外因论。唯物辩证法认为,事物运动变化的根本原因在于事物内部,一事物与它事物的相互影响相互作用则是事物运动变化的第二位的原因。物体在撤去外来推动后由运动转为静止的根本原因究竟是什么?对此让我们来看看恩格斯的回答:“且拿我们地球上的一个物体来看吧。它是靠重量和地球联系着,正象地球是靠重量和太阳联系着一样;但是它和地球不同,不能作自由的行星运动。它只有靠外来的推动才能运动起来,而且推动一旦终止,它的运动也就迅速停止,这或者仅仅是由于重量作用,或者是由于重量和该物体借以运动的媒质的阻抗的共同作用。这一阻抗归根到底也是重量的作用,如果没有重量,地面上就不会有任何具有阻抗的媒质,不会有任何大气了。”②在这里,恩格斯以无可辩驳的理由批评了类似教材上述外因论的错误观点,充分肯定了地球上的物体由运动转为静止的根本原因,是物体本身的重量而不是地面媒质的阻抗作用。这是一目了然的。地面光滑程度的改变,能够或多或少改变物体停止下来的时刻,但是却改变不了物体或早或迟一定会停止下来这一必然结果。这是不证自明的。——事情是如此的简单明了,可究竟是什么东西却使教材对牛顿第一定律是如此的盲目崇信,而对为人们的常识所了解的和自己的眼睛所看见过的已经发生过一百次、一千次... ...的事实却又如此的怀疑?!
    当上述纽结还未解开,在教材的另一地方我们却又碰到了另外一个纽结。
      教材一方面说:f=ma,即牛顿第二定律。它表明:物体的加速度与所受到的外力是联系在一起的,如已知物体的初始速度,就能够确定以后任何时刻物体的速度和位置,也就是说物体以后由运动转为静止的时刻和位置是完全可以确定的。可教材另一方面又说:物体具有维持匀速直线运动状态的性质,如果地面十分光滑, 在撤去外力后物体也能继续运动下去。——能运动多远呢?教材没有说。显然其结果是完全不可知的。一个完全可以确定,一个又完全不可知,请问读者应该相信哪一种说法呢?
    以上一切充分表明:作为“理论上”的匀速直线运动和作为事实上的匀速直线运动这一矛盾,在地球上的力学中是无法解决的,它只有在天体的力学中才有可望获得解决。然而,天体间万有引力的普遍存在,又彻底破坏了牛顿第一定律的“ 美好愿望”。——可怜!没有一个科学理论会获得比牛顿第一定律“更好的”命运了:自产生出来后的三个多世纪中没有一刻是在安宁中渡过而不遭到自己的“同胞弟兄们”的冷嘲热讽的。——牛顿既然已经从根本上否定了他自己的假设,那我们还要探求些什么呢?
    


    2楼2010-06-06 20:41
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      2026-01-09 01:54:56
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      如何是好 :
        另外,恩格斯的那段黑体字,点出的是磨擦力与压力的关系,在同质的平面上,压力越大,磨擦力越大。如果是理论平滑,那压力再大,摩擦力也为零。
      胡忠林 :
        关键就在于“理论平滑”有可能实现吗?就像超导的零电阻一样!
      星空葡萄干 :
        第一、因为物质是由粒子构成的,所以理论上不可能“平”。
        第二、粒子之间存在相互作用,所以理论上不可能“滑”。因此,理想的“平滑”也只是在一定的精度上,不是绝对的。超出所需要的精度范围谈“平滑”是没有意义的。
      yunzhu 发表  :
      不管楼主说的对与错,我看保持一种对传统力学理论质疑的态度比书呆子式的"吞枣"效果要好.起码.从楼主的文章里,我们能从更多的方面来理解牛顿的惯性定律.
        哈哈,原来你是在提出你的运动滞后力这个概念.
        不过,从系统能量的角度来探讨这个问题,真有可能对牛顿的力学学说取得实质性的突破也未可知.
      lyq101 [回复]
        ......
        我们有些教材编写的水平确是有限,有的是硬搬,有的是拼凑,(多数是照搬当时国外的同类教材,尤其是前苏联的,这是我猜的,但应该不假)有的甚至让人觉得编者自己都没弄明白,虽然冠以某某大学教研室之类的头衔,这跟我们的教育体系的历史沿革有关,从建国后第一批编教材的人开始,如果有错误就一直错下来了,没人敢去动那些所谓的"经典",后来的修订本之类都是沿袭或照抄,没人愿去冒那个险.于是我们的垃圾教材就这样耽误了很多青年,让他们学得似懂非懂, 哪怕那是一个很简单的道理.
      第19楼 h走出死胡同,找条新路子,支持。
              


      4楼2010-06-06 20:47
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        你是研究哲学呢?还是研究物理学?
        --------------------------------------------
        自然是研究物理学。


        18楼2010-07-29 21:35
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          218.29.46.*
          楼主在哪儿抄的我的本科毕业论文?
          顺便说一句,我也是抄别人的。
          上边的争论很可笑。
          -----------------------------<?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />上述内容是本人原创,在这里总算又找到了一位知音,您的诚实和勇气令人钦佩,只是看后替您当时有些担心:由于上述内容有违现在某些物理观点,因此万一老师给个‘错误’的结论,那这岂不是要影响到您毕业吗?很想知道您的老师对上述引用内容是如何评论的。


          59楼2010-08-21 22:00
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              看了我忍不住大叫一声,好贴。
              作者:wc512 于 2008-07-02 19:26:07.0 发表
            哈哈。那么多物理家都没研究透呵?
            作者:回忆之蛋
              2009-7-24 23:41 之所以是经典,因为它代表并且引领过一个时代。我们可以当做历史来学习。
            作者:无陂不成镇 于 2007-06-06 22:21:49.0 发表
            功夫不负有心人,楼主写得好,顶一个.
            柘子岩2007-08-07 20:42:14
              好细心的老师啊。
            polkjon2007-08-12 09:10:03
              好厉害.
              佩服.
            橘子洲头111 发表于 2009-1-15 18:49
              知道有诸多定理、定律不严谨。终于有人出手要整合了。赞一个!
            作者:俺是青岛小肖 于 2009-03-03 19:12:10.0 发表
            学习了~ ~
              支持楼主~ ~
            作者:零度集团v琴月
            深刻!赞同
              如此值得学习精神的帖子,如何不给加精,请吧主自省。2009-4-14 23:55
            很精彩!学习啦!发表于 2009-3-25 21:01天空之泉
            横竖有理2008-9-25 14:03:37
            牛顿错误的根源在哪里?
              将自己的主观推测强加给宇宙!犯了想当然的毛病。没有注重严密思考与实验。但牛顿决不是有意而为的。
            chen_she2008-3-29 20:36:28
                虽然是一派胡言,但是说来又言之凿凿,挺乐的
            作者:liaoliaoer 于 2008-06-29 12:00:40.0 发表
            不错!楼主不错!是个研究学问的人。
            许国强 2008-1-25
              这种疑古精神是伽里略所具有的,具有人类进步与发展的伟大精神,可钦可佩。
            亡命天蝎 发表于 2008-3-18 15:58
              敢向经典挑战,敢对权威叫板,榜样!
            饱学秀才: 2009-2-20 0:19:23
              你的提法很好,我也是物理爱好者,从开始学物理时就经常提这样的问题,很多人不理解我为什么提这些问题,我要告诉你,我物理在班上是最好的。多提问多想对你会有帮助。
              我支持你的看法,相信有一天你会在权威杂志上发表你的看法。推翻他,让中国的定律成为世界公认的。让他们去学,起个复杂点的中国名,让他们去记,去考试。
            作者:fdfj_efjkj 回复日期:2009-01-18 20:40:56
            支持楼主的怀疑精神。
            作者:注册佩服一下 于 2007-06-28 10:36:01.0 发表
              佩服,敬佩,人材啊!
            文章提交者:jisl
              强帖留名!仔细拜读。 2008-4-22 23:28:41
            文章提交者:页面执行时间2008-7-21 12:32:17
              强贴留名
            文章提交者:情满神州 2009-8-24 14:28:42
              值得看一下 。
            作者:晨钟露股 回复日期:2009-07-08 22:39:32
            感觉楼主有礼有节,而一些反驳楼主的人却挖苦、讽刺,这样不好
            作者:gearss 回复日期:2009-07-14 07:49:14
            虽然学了不少物理知识,但我不得不承认我到现在还是不懂得什么是惯性,这个东西可能永远也不会真的懂。以我的经验看,很多人包括绝大多数理科大学生,博士毕业生,都没有学好高中物理,很多人不过是为了考试过关或者得高分而学习,但并没有真正的理解问题。
            作者:wangweihua41 发表时间: 2010/02/09 15:33
            赞同楼主观点.
            刘新科 发表于:2009-7-8 10:24:21
              越看越糊涂。再看却觉得有道理。
            作者:FlyingTower2009-4-3 00:38 我是个物理很好的高三学生。......我觉得楼主有颗炽热的探求真理的心.望楼主将它系统化理论化,搜集证据写成论文,加油!顶了
            作者:最强喷火龙 回复日期:2009-1-4 2:12:55
            佩服楼主的思考能力。对你进行挖苦讽刺的人自认为聪明,就是这样的聪明人在伽利略之前都认为轻的东西比重的东西落地慢,当伽利略试图证明自己的观点时,他们也是这样嘲笑他的。
                挑战固定思维需要勇气。
                试问,万有引力定律确实是一大发现,可是在这个基础上进一步追问:为什么有质量的东西之间会存在万有引力?这个问题就不好回答了。
            * higomon2008
               2007-11-19 08:55:50
              布鲁诺被烧死了,但我们某些人的思想却象那个刽子手!
            作者:windy_flowers 回复日期:2009-09-13 04:33:30
              《牛顿第一定律可以休矣——对惯性进行新的探讨》
                楼主所有发言及回复"贴库"整理版:...十分钟内自动同步更新!
            论坛短消息2009-7-28 16:15:20,值班编辑09给您发送的消息!您发表的帖子《牛顿第一定律可以休矣——对惯性进行新的探讨》因推荐而被收入专题.
            小船一条2010-08-09 08:50:47
            类似这种有创意的贴建议置顶!
            iantian20082
            2010-08-09 14:25:51
            不是没有道理.
            许博涵2009-8-10 22:33 2009-8-15 09:14
            希望多见到你类似的帖子.
            作者:13807910051
            我完全赞成lz“物体重量是阻止物体运动的根本原因”的观点。
            否定外因"摩察力”阻止运动的看法是正确的,合理的。
            然而,让人不解的是:天下居然大多数人不注重事实却迷信经典。
            


            68楼2010-08-22 11:15
            回复
              接68楼。有这么多素昧平生的网友对本文给以了理解和支持,这难道还不足于引起有关专家对本文的认真思考和重视吗?


              88楼2010-08-23 21:59
              回复
                楼主企图借将一套严密的物理学说批倒批臭,先声夺人,沽名钓誉,妄想一举成名。但广大网友的眼睛是雪亮的,头脑是智慧的,是能够识破你的伎俩的,你的阴谋最终是不能得逞的!
                ------------------
                哈哈,这哪是在讨论科学问题,完全是在开批斗会啊......
                如果您能有一篇具有如此颠覆性意义的科学论文能够获得如此众多网友的支持,您再来对本人开批斗会,本人决无怨言。


                90楼2010-08-24 21:11
                回复
                  2026-01-09 01:48:56
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                  回92楼:
                  如果不受其他物体的作用力,一切物体都将保持静止或匀速直线运动状态。
                  如果不受地球引力,所有人都可以在天空中自由飞行。
                  请问上述两种假设在逻辑上一致吗?答案是肯定的。可您同意把第二种假设当作定律写入物理教材吗?肯定不会。
                  可见,理想状态成立的条件是不能违背基本的客观现实;否则,类似的‘理想状态’就不是科学而只能是胡思乱想。从这里可以清楚看到,一旦脱离实际而退入纯思辩的领域,‘科学’就不会再有正确与错误之分,‘科学’就不再是科学而只是人们随心所欲的幻想而已。


                  93楼2010-08-25 08:40
                  回复
                    “飞轮, ...... 惯量很大,起着储蓄和放出能量的作用,用来提高机器运转的平稳性。”[见辞海编辑委员会. 辞海[缩印本] .上海:上海辞书出版社.1989]飞轮].
                    ——由此也可见, 对惯性只有从原因与结果的必然联系中而不是单从结果去研究,才能得出正确的结论。能量守恒与转化定律是研究惯性问题的基础和对其结果正确与否进行检验的唯一标准。
                    


                    96楼2010-08-29 09:11
                    回复
                      LZ“推翻”牛一后理论或是学说是如何的,可否一说?
                      ---------------------------------------------------------------
                      火车在进入站台或码头(到达预定点)之前,为什么必须要提前关闭油门或关断电源?
                      一个回答到:因为惯性,即每个物体都具有保持其原来的运动状态的性质。
                      另一个则回答到:因为惯性,即每个物体都具有运动滞后力的性质。
                      我们应该相信哪一种说法?
                      如果没有引力,所有的人都可以在天空中自由飞行;当然,由于有引力作用,人们就不能达到上述要求。——请问上述说法与牛顿惯性定律在逻辑上有区别吗?它是否也该以真理的面貌进入物理教材成为定律呢?人们能够接受吗?
                      可见,牛顿惯性定律的确是很荒唐的。它首先假设一种根本不可能的存在,然后又用真实的存在去否定自己前面的假设,转了一个圈又回到了出发点,等于什么也没有做什么也没有说,但关键它是‘物理定律’,因此人们能够熟视无睹任其继续糊弄吗? 


                      97楼2010-08-29 09:24
                      回复
                        作用力与反作用力是对作用的双方而言的,而平衡力是作用在一个物体上.可见楼主队高中物理还没有了解透彻喔.
                        -------------------------------
                        上述看法过于教条。
                        请想象当这个物体从中间一分为二并把它们分别视为作用力与反作用力的一部分时,或者当这个物体的宽度逐渐的趋于0时,这时‘平衡力’与‘作用力与反作用力’有本质上的区别吗?


                        99楼2010-08-30 13:10
                        回复
                          作用力与反作用力是对作用的双方而言的,而平衡力是作用在一个物体上.可见楼主队高中物理还没有了解透彻喔.
                          --------------------
                          上述看法过于教条。请想象当这个物体从中间一分为二并把它们分别视为作用力与反作用力的一部分时,这时平衡力与‘作用力与反作用力’有本质上的区别吗?


                          100楼2010-08-30 13:15
                          回复
                            牛顿第二定律F=ma已经充分表明:在地面上所有的惯性运动都是F作用的结果,因此对惯性运动的研究就必须联系F来考虑,只有这样才能得出正确的结论。


                            102楼2010-09-16 09:47
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                              2026-01-09 01:42:56
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                              太长了,看不下去
                              ------请看12楼和53楼。


                              104楼2010-09-19 08:08
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