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伟大的作用力对应同一律
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伟大的作用力对应同一律
— 赞析牛顿第三运动定律 相互作用律 —
王紫馨(方悟) 2005.3.10
力是物体之间的相互作用,所谓相互作用是说物体既施力也受力,从效果看,受(施)力物体要产生宏观或微观的变化,改变自己的状态,产生运动。力是矢量,有大小、方向和作用点。牛顿通过分析惠更斯、笛卡儿等人对碰撞问题的研究,从动量守恒定律得到他的第三定律,在《原理》中他表述如下:“每一种作用都有一个相等的反作用;或者,两个物体间的相互作用总是相等的,而且指向相反。” 我们现在的表述是:力在两个物体之间从不同角度看,分为作用力和反作用力,它们大小相等,方向相反,沿同一条直线分别作用在两个物体上。设作用力和反作用力分别为F和-F,这个定律用公式可表示为:F = -F (我把小撇去掉是从同一思想出发,-F′和F总让人感觉是两个不同的力,而实际上,它们是一个力从不同角度去看)。牛顿第三运动定律揭示了自然界中作用力的性质,描述了力的相互作用,称为力相互作用定律,它指出力从来就不是单方作用,向一个物体施力,施力者也同时受到反作用力,因为作用力和反作用力是“正”与“反”的对应关系,由一个力所产生,所以我又称之为作用力对应同一律。
作用力和反作用力的关系,与两平衡力的关系相近,许多人常常弄混,但这两对力之间除了“等大、反向、同一直线"的相同点外,还存在着许多本质的区别,一般归纳为三点:同时性、同质性、相反性。这三点,人们并未说透和完全理解,我重新归并为四点如下:
第一:二者条件不同,对象不同。作用力产生在两物体间,是两者关系;平衡力产生于三物体间,为三者关系。如天花板下用绳子吊一个重球,重球受到的向上的力是拉力,即弹力,由绳子产生;向下的力是重力,是引力,由地球产生。拉力与引力抵消重球静止,处平衡状态。绳、球、地,为三者关系。以手推车,同时产生二力:一是推力,方向为车;二是斥力,起反推作用,方向为手,手和车是二物关系。
第二:宇宙万物作为整体具有同一性。也就是说,我们从不同角度看到的事物的两个不同侧面,不是分开的、孤立存在的,而是同一的,是一体关系,手心手背连在一起,不可分割,分则同失,同时性和同质性都反映了力的整体性质。作用力是一个力,所以才同质同存,决不能把它看成是两个孤立存在的力,一分为二的认识方法不符合客观世界的存在及反映这一存在的辩证法同一律,许多人总用形而上学分割性思维看问题,引出诸种错误认识。平衡力是两个作用力,由不同物体产生,所以它是孤立的、分离的,不具备整体性和同时性。这两个力性质不同,一个力失去,另一个力仍在,物体仅失去平衡。前例中,割断绳子,拉力消失,但球的重力仍在,所以球必会下落。
第三:牛顿力学称为运动力学,作用力为运动力,而平衡力为静止力。当力作用于某一物体时,它的二力平衡状态就被打破,或多或少地发生宏观或微观的状态变化,平衡态无状态变化。
整体性(统一性、无条件性、联系性)包含着非整体性(局部性、条件性、区别性、视角性),可以从不同角度看问题,反之亦同,对应同一恰反映了客观世界的这一性质。由于力有方向性,当我们从内部不同角度看一个力的作用时,它就必然有双向性,会作用在不同物体上,使物体发生变化。平衡力是从外部看力的作用,两物体的力的作用在第三个物体上相互抵消,第三个物体不发生变化。
第四:施力必做功,做功必有能量转化。宇宙是能量世界,一切物体都是不同能量形式,做功必耗能,耗能的实质是其他能量形式最终都转化为热能。平衡力相抵消,对平衡物来说不耗能,没有能量变化。
一些人不理解任何力都是相互作用力,提出没有反作用力,第三定律不成立的观点。他们认为我打别人一拳,别人不还手,哪有反作用力,这正是形而上学思维方式的表现,他们把一个力的两面性看作是两个孤立存在的力,你来我往才成立。他们不知道你打别人一拳时,反作用力已同时产生,只不过并不表现为别人还你一拳,而是就作用在你的拳上,并通过上肢传导到全身直至脚底。如果你站在一个磅秤上打旁边人一拳,指针原本指向体重70公斤,观测的人会发现指针在拳击中别人的同时偏转向更大的数值,其与体重数值的差额恰好等于你拳击别人的力度,这是最简单的实验。这种错误认识在专家们看来似乎不值一提,但专家们所犯的大错误的性质和根源却与此相同,都是把一个力当成两个孤立的力来看,如在一切涉及引力和斥力的问题上。
引力和斥力,收缩力和膨胀力、向心力和离心力都是同一个力的不同表现,但天文学家和地质学家却把它们分开看,谈引力时不看斥力,谈膨胀力时不考虑收缩力,其典型例证就是星云假说及大爆炸假说。康德-拉普拉斯星云假说虽然仅是太阳系起源说,但实际也是大爆炸假说的源头。康德认为“天体在吸引最强的地方开始形成”,引力使星云微粒相互接近,大微粒吸引小微粒凝聚成更大的团块,团块越来越大,引力中心吸引物质最多,形成太阳,外部微粒向中心下落时相碰撞改变运动方向,变成绕太阳的圆周运动而形成新的小引力中心变成行星。拉普拉斯认为太阳系原始星云是灼热的气团,在冷却中收缩,在中心引力和离心力作用下,形成星云盘,在引力收缩中,每当离心力与引力相等时,就有部分物质留下形成绕中心转动的小环,最后中心凝聚成太阳,小环凝聚成行星,卫星形成同理。星云假说现仍被多数人所接受。力是成对存在的,康德星云中我们只看到引力,斥力哪里去了?当引力最强的时候,斥力也应最强,你那个引力中心如何形成?超新星星云中的中心有高密度的射电星,其引力是相当大的,星云不但不收缩,反而膨胀,强引力产生强斥力。在所有的星云中我们都观察不到团块结构,星云内外的区别仅在密度不同,碰撞说难以成立。如果星云外层微粒因引力向中心下落,那么星云中的所有微粒就应是统一的运动方向,都朝向质心,怎么会有不受引力作用,朝其他方向运动的微粒,而且其力量竟大到超出质心引力,能改变其他微粒的运动方向?拉普拉斯星云的灼热气团是怎么形成的,谁给它提供了热能?它是原子气团还是等离子气团?宇宙中的等离子体星云有的达到2.7K能量守恒值以下,也未见其收缩,等离子体的许多性质我们至今未能全知。星云收缩为什么不收缩成球而成盘状,引力在南北极方向缺失了什么,为什么不均衡分布?黄道面上是引力大还是斥力大?引力收缩为什么时大时小,为什么不能把小环收缩到质心,小环是怎样形成的?从观测事实看,星云假说太假了,且皆抛开与引力同在的斥力,不足以说明恒星系的产生。
用牛顿的因果观我们首先需向上溯源,问一问星云是怎么形成的。从古至今,在天文观测中,从未找到星云聚合为星球的实例,也未观察到无数星云中有哪一个有丝毫收缩的迹象,我们只看到膨胀中的星云和超新星爆炸形成星云,这一切说明稀疏的星云是由更高密度的物质膨胀形成,在超新星爆发时,同一个力产生双向作用变为两个力,斥力使星球外层膨胀为星云,引力使星核收缩成射电体——黑洞。热力学第二定律——时间律说明一切能量转化过程都是不可逆的,只存在熵增加,而无熵减现象。膨胀产生的星云不会再度收缩为高密度物质,这是自然法则,你循着因果链条向上追根溯源或向下推算合理演变,就会发现许多理论假说的虚幻性。
例如普里高津的耗散理论把人及人类社会发展看成是熵减,就违反了不可逆时间律。所谓人类发展是从无序到有序,仅是从社会组织性出发,没有理解牛顿对应律所指出的作用力也是反作用力,进化从另一角度看也是退化,有序的另一面也是无序。东方辩证思想之祖老子讲“物壮则老,是谓不道。”(《老子.三十章》)老子认为一切事物发展皆是由生到死的过程,发展越快,离终点越近,这是熵增原理的哲学表达。人的愿望既然是长寿,让和谐事物长存,就应尽量延缓发展,才能达到长存、长寿的目的,才合乎天道。我们现在讲可持续发展,也是想走人类长存之路,那就要尽量少破坏自然环境,减缓熵的增加。
大爆炸假说的不合理有着同样的特点,除了绝对无限观和否定一切物理定律的有效性的荒谬外,否定力的相互作用也是错误之一。绝对无限的矛盾在它没有终点,为什么在某一点上突然由无限引力变成了无限斥力,谁能说清?既然密度、温度、压力都可以无限大,它就只能用无限时间去追逐无限空间,这个过程中途突然改变,原因何在?牛顿对应律指明了引力与斥力同在,有多大的引力就有多大的斥力,爱因斯坦用相对论的“速增质增”原理给予了演绎说明:物体运动速度越快,代表它对质心天体的离心力(斥力)越大,而斥力增大的同时,质量所代表的重力也在增加。重力由引力产生,重力就是引力,质增就是引力加大,牛顿也这么看,否则就不会通过地表重力现象推及天体运动,得出万有引力定律。
为什么我要赞颂牛顿,赞颂三定律,是因为他天地同一的思想远远超越了现代人类的一般意识,三定律突出体现了我们这个世界的同一性和整体性,而人们知性思维的分离性却限制了对这一定律的理解和认识。力有相互作用,但在原理的实际应用中人们却排除相互作用。恩格斯讲世界是由相互联系的事物构成的有机整体,“当我们深思熟虑地考察自然界或人类历史或我们自己的精神活动的时候,首先呈现在我们眼前的,是一幅由种种联系和相互作用无穷无尽地交织起来的画面。”其实,事物正是靠相互作用联系的,所谓相互联系就是相互作用,就是力的双向作用,整体性和统一性都来自相互作用。科学界普遍认为牛顿运动定律仅适用于宏观物体的低速运动,物体的高速运动则遵循相对论力学的规律;微观粒子的运动遵循量子力学的规律,这一看法反映力学规律的普遍意义还没有被人认识。牛顿力学定律在宏观和微观、高速和低速条件下都适用,我在本文及其他文章中都用到了牛顿定律,如《波粒二象解》中就指出:“顶级公式“E =-E ,这个公式早就隐含在牛顿的第三定律:F = -F' 中。” 反过来看,作用力公式正是能量守恒公式在力学中的具体体现,能量转化正是在相互作用中完成的。
在牛顿四定律中,人们谈得最多的是万有引力能级分布律,用得最多的是惯性重力平衡律,最受忽视的恰是最重要的相互作用对应同一律。三定律是牛顿对人类的最大贡献,它深刻反映了宇宙的自然之道,这一点,连牛顿本人都未能深刻认识到,对应同一的辩证真理是受知性束缚的世人所最缺乏的,老子所说的“玄”,即是深刻性。“玄”的本义为黑色,黑色是最深的颜色,所以它又衍生出深奥、深刻、深入的含义。真理所反映的事物本质存在于现象中,包含现象内,所以毛泽东讲“由表及里”,透过现象看本质,你不深入进去,怎能抓住事物本质!老子讲“玄之又玄”,不是故弄玄虚,不让人理解,而是在大声疾呼:想要认识世界本质的人们那,深入再深入吧!唯此才能获得真理呀! |
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