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文檔簡介
1、自然界基本力量的根源<導(dǎo)論>人們站在地球表面上,只能看到日出與日落現(xiàn)象,而不可能親眼目睹地球繞太陽作公轉(zhuǎn)運動這樣一幅真實的自然場景。加上地面上自由落體等等宏觀現(xiàn)象,可以在地面處于靜止?fàn)顟B(tài)時得到最直接的理解,因而人們在認(rèn)識中最先形成地靜觀念,則是不可避免的。太陽繞地球旋轉(zhuǎn)、和地球相對于太陽自轉(zhuǎn),都會使地面上的人們看到日出與日落現(xiàn)象,地面無論處于靜止還是運動狀態(tài),自由落體都會墜落在相同的位置上。只有當(dāng)人們認(rèn)識到還有第二種情況,同樣也可以解釋他們所觀察到的這些自然現(xiàn)象時,人們才會考慮從更大的經(jīng)驗范圍,來驗證哪一種情況與客觀事實相符,傳統(tǒng)的地靜觀念是否應(yīng)當(dāng)放棄。它表明在對同一自然現(xiàn)象的解釋
2、,存在著不同可能性的情況下,先提出的理論觀點,往往會因為知識背景的局限性,而未必就符合自然現(xiàn)象本身的真實情形。地面從靜止?fàn)顟B(tài)到運動狀態(tài)這一認(rèn)識上的轉(zhuǎn)變,不僅正確地調(diào)整了地球與太陽在天文學(xué)上的位置關(guān)系,更重要的是,人們在從地面處于運動狀態(tài)不改變地面上原有運動現(xiàn)象的認(rèn)識轉(zhuǎn)變過程中,發(fā)現(xiàn)了物體運動“慣性”的存在。從此,力不再被認(rèn)為是物體產(chǎn)生運動的原因,而是改變物體運動狀態(tài)的因素,牛頓的F=m·a公式,以數(shù)學(xué)表述的方式,概括了物體的受力同物體運動狀態(tài)改變的量化關(guān)系,它開辟了近代工業(yè)進入高速發(fā)展的道路。與此同時,牛頓將他的這一力學(xué)定律的運用范圍,推廣到天體的運動現(xiàn)象上,并提出了萬有引力理論,使
3、人們認(rèn)識到地面上的運動現(xiàn)象,同天體的運動現(xiàn)象在自然規(guī)律2 / 27上的統(tǒng)一性。但是,牛頓的力學(xué)理論,同以往的浮力定律和杠桿原理等等,那些純粹是從經(jīng)驗中歸納出來的力學(xué)理論,是根本不同的。這些歸納出來的力學(xué)理論,只說明作用力在量度上變化的具體規(guī)律,它們不涉及作用力的本質(zhì)、及其產(chǎn)生的物理原因。而牛頓的力學(xué)理論,正是關(guān)于作用力的本質(zhì),及其物理原因的基礎(chǔ)性力學(xué)理論,它首先需要面對的是一個最廣泛和最基本的理論問題,即對構(gòu)成自然界的基本物質(zhì)單元的認(rèn)識、和對這種基本物質(zhì)單元在自然空間中具體分布情況的了解。如果對這一本質(zhì)性的問題是不清楚的,那么,也就沒有根據(jù)來認(rèn)為物體在密度上的不同,究竟是同體積的物質(zhì)在量度上的
4、不同,還是同體積物質(zhì)所具有的某種其它物理量在量度上的不同。在當(dāng)時的知識背景下,牛頓采用了德莫克利特的自然觀點,認(rèn)為自然界是原子和虛空組成的,即物質(zhì)全部存在于原子之中,原子是不包含虛空的密實的物質(zhì)個體,原子與原子之間的虛空領(lǐng)域沒有物質(zhì)存在,其物質(zhì)量度為零。其中,原子是基本的物質(zhì)單元,原子和虛空按照一定的體積之比占居自然空間,是物質(zhì)分布的具體形式,同體積的物體所體現(xiàn)出來的量度上的不同,是同體積的物體所包含的原子數(shù)量的不同,也就是物質(zhì)在量度上的不同。由此,牛頓首先確立了以“物質(zhì)密度”為前提條件的質(zhì)量概念,將他的力學(xué)理論,深入到自然界最基本的物質(zhì)層次上。然而,現(xiàn)代科學(xué)所揭示的事實已經(jīng)表明,德莫克利特認(rèn)
5、為的空無一物的虛空,在自然界中是不存在的,自然空間可以不包含原子或其它微觀粒子,但它仍然是由物質(zhì)所組成的?!罢婵铡边@一概念,在現(xiàn)代科學(xué)理論中的意義,已經(jīng)不是指空無一物的場所,而是指同微觀粒子相區(qū)別的物質(zhì)領(lǐng)域,是與“場”的概念相等同的。同樣,構(gòu)成物體的基本物質(zhì)單元即原子,在核反應(yīng)中也被證明不是先天固有的永恒的物質(zhì)個體,而是有生有滅的暫時性的東西,它不能代表最原始的“本原”物質(zhì)粒子,來表示物體所含物質(zhì)在量度的多少。根據(jù)已有的事實經(jīng)驗可以斷定,物質(zhì)在體積上是絕對不能被壓縮的,這也是物質(zhì)作為自然界基本組成之物的必然要求。將不可壓縮的物質(zhì),充滿在體積一定的空間中后,就不可能再向這個空間中增加物質(zhì),以提高
6、這個空間中的物質(zhì)密度。沒有了空無一物的虛空,物質(zhì)的密度概念便失去了理論依據(jù),因為在理論上,原子中的物質(zhì)和真實中的物質(zhì),不能被視為兩種不同的物質(zhì),對于原子的產(chǎn)生和消失現(xiàn)象,還需要以真空中的物質(zhì),為產(chǎn)生原子時的物質(zhì)來源,和原子消失時的物質(zhì)去處。這是物質(zhì)守恒原則的固有要求。繼續(xù)將真空中的物質(zhì),在物質(zhì)量度上看作為零,以保持牛頓的質(zhì)量概念,顯然在理論和事實兩個方面,都面臨著嚴(yán)重困難。在從微觀層次到宇觀范圍上,自然界普遍存在著一種在量度上收縮或集聚的現(xiàn)象,所有構(gòu)成物體的原子,都是這種收縮或集聚現(xiàn)象的產(chǎn)物。只有在認(rèn)為這種收縮或集聚現(xiàn)象,是物質(zhì)在量度上的收縮或集聚時,原子才能被認(rèn)為是一個具有高密度物質(zhì)的個體。
7、但是,物質(zhì)在集聚過程中,如何使原子中的物質(zhì)不斷增加,其周圍真空中的物質(zhì)不斷減少,這在理論上已經(jīng)是解釋不通的。既然在已經(jīng)充滿物質(zhì)的空間中,不能再增加物質(zhì),同樣,在充滿物質(zhì)的空間中,也不能將物質(zhì)抽走而使空無一物的場所出現(xiàn),要想讓物質(zhì)從一個地方轉(zhuǎn)移到另一個地方,而使空間中的物質(zhì)密度產(chǎn)生變化,沒有空無一物的虛空,是絕對做不到的。另外,原子是一個高度密集的能量個體,將原子的形成過程,理解為物質(zhì)的集聚過程,也不能解釋原子中隱含巨大能量的事實。物質(zhì)釋放能量,應(yīng)當(dāng)是原子中的內(nèi)部能量,向其它外部形式能量的轉(zhuǎn)化。認(rèn)為物質(zhì)可以消失、并能夠以能量的形式而獨立存在,這是與物質(zhì)守恒這一最基本的自然觀所不相容的。因此,對于
8、原子的形成過程,將它理解為能量的收縮或集聚過程,是符合理論與事實的。在這一過程中,物質(zhì)的密度是沒有變化的,能夠體現(xiàn)為原子而同真空中物質(zhì)相區(qū)別的,是因為原子中的物質(zhì),集聚了真空中的物質(zhì)所不具有的能量,而不是由于原子中的物質(zhì),同真空中的物質(zhì)在物質(zhì)密度上的不同。當(dāng)考慮能量在空間中如何集聚成原子的問題時,完全沒有原子存在的真空領(lǐng)域,便成為必然選擇的基本研究對象,它預(yù)示著一系列極其重要的事實:即原子中所隱含的巨大能量,是來源于真空中的,而且,原子的形成過程,也是由真空中的某種最基本的規(guī)律來決定的。這種最基本的規(guī)律,同樣也決定著星體和星系的形成,以及它們所具有的運動狀態(tài)。這與當(dāng)今天文學(xué)和宇宙學(xué)的幾乎所有的
9、觀測數(shù)據(jù)所顯示的事實,是不謀而合的。這些事實表明,“宇宙沒有足夠的質(zhì)量使任何以物質(zhì)為基礎(chǔ)的理論能成立,某種從未被觀測到,也沒有被科學(xué)界想到過的巨大的未知力在宇宙中起著作用這個事實變得明白無疑。在看上去完全空的空間中有著大量的能量,我們不清楚這種能量,也不清楚它們來自何方。真空有某種負壓力與所有的科學(xué)不相容的某種東西。大自然的寶庫中似乎有第五種力存在,一種從未被直接地觀測到過的力。這個結(jié)論錯誤的概率小于百萬分之一?!币虼?,放棄最為廣泛的不可探測的真空領(lǐng)域,片面地用可見或可探測到的物體或微觀粒子,作為自然界中的全體物質(zhì),來確定物質(zhì)在物理學(xué)研究中的基本性質(zhì),已經(jīng)明顯地成為認(rèn)識上的一種錯誤傾向。重新找
10、回失去的真空,改變在物理學(xué)中對物質(zhì)概念的錯誤理解,是當(dāng)今整個自然科學(xué)基礎(chǔ)理論擺脫困境的當(dāng)務(wù)之急。特別是在微觀領(lǐng)域的量子力學(xué)研究中,影響物理關(guān)系的幾乎都是能量因素,質(zhì)量概念已經(jīng)是不起作用的一種“擺設(shè)”,它阻擋了作為基礎(chǔ)的微觀物理學(xué)前進的道路。在德莫克利特的自然觀中,原子是先天固有的不變的物質(zhì)個體,它不存在產(chǎn)生和消失的問題。但是在現(xiàn)代的科學(xué)自然觀中,對于原子的形成過程,和決定這一過程的物理機制,是需要提供詳細的解釋的。特別是以質(zhì)量概念為前提的自然科學(xué)基礎(chǔ)理論,都不可避免地要面對這一根本性的問題。所有的質(zhì)子、中子、電子等亞原子,以及其它的微觀粒子,由于它們同原子一樣,都是有生有滅的暫時性物質(zhì)個體,所
11、以,它們同樣不能作為永恒不變的基本物質(zhì),來說明原子形成的根本性問題。按照空無一物的虛空存在的觀點,最小的原始物質(zhì)微粒,應(yīng)當(dāng)是彌漫于虛空中的,由于無處不在的萬有引力的作用,這些物質(zhì)微粒在不同的區(qū)域,開始向不同的中心點逐漸集聚,并最終形成現(xiàn)在的具有高物質(zhì)密度的亞原子,然后由亞原子按照一定的結(jié)構(gòu),組合成現(xiàn)在的原子。在原子自身的形成過程中,因為萬有引力的同時作用,原子與原子會被拉在一起而組合成元素和分子,分子同分子又會組合成物體、或直接組合成星體,然后再由星體組合成星系等等,整個宇宙的演化過程,是由萬有引力來統(tǒng)一決定的。萬有引力是與基本物質(zhì)同時存在的最基本的自然力,核力與電磁力,是在核子和電子形成以后
12、才出現(xiàn)的,因此,它們不是與基本物質(zhì)同時存在的基本作用力。萬有引力的作用效果,只能使物質(zhì)或由物質(zhì)所組成的物體,在直線距離上相互靠近或聚合在一起。對于微觀粒子、星體、和星系的自旋狀態(tài),以及其中普遍存在的公轉(zhuǎn)運動狀態(tài),用萬有引力是無法解釋的。核力和電磁力,都是短程的作用力,對于萬有引力所不能解釋的天體運動現(xiàn)象,它們提供不了任何幫助。在微觀領(lǐng)域方面,萬有引力所起的作用,是被忽略不計的,萬有引力為什么能決定原子的形成,卻不能決定原子的受力狀態(tài),這是誰也沒有說清楚的事實。最突出的問題是,對于在體積上極其微小的原子,由萬有引力公式計算出的引力,遠遠不能將高密度的物質(zhì),緊緊地拉住在原子體積范圍內(nèi),并使原子內(nèi)部
13、的物質(zhì)且有著巨大能量的。原子中隱含的巨大能量,必然是在原子的形成過程中逐漸集聚的,對于原子的形成過程、及原子在形成過程中巨大能量的來源問題,不是用“萬有引力不適用于微觀中的原子”這樣一句話,就可以作為理由來回避的。作為與基本物質(zhì)同時存在的萬有引力,應(yīng)當(dāng)對由基本物質(zhì)形成原子的過程,起著最直接的作用。在整個自然空間中,除了原子之外還會有其它的物質(zhì)客體,適用萬有引力嗎?牛頓提出的萬有引力理論,是以解釋地面上的重力現(xiàn)象、和行星的動力平衡問題為出發(fā)點的,他當(dāng)時不知道原子是可分的、虛空不存在、原子中隱含巨大能量等等,這些在后來才被科學(xué)所揭示的事實。如果當(dāng)時牛頓知道原子是可分的、虛空是不存在的,他很難給出物
14、質(zhì)密度這一概念,對物體所具有的密度特征的本質(zhì)理解,很有可能會成為牛頓建立他的力學(xué)理論的重要障礙。如果牛頓當(dāng)時知道原子中隱含著巨大能量,他也許會傾向于認(rèn)為原子是一個能量個體,而不會輕易地相信原子是一個高密度的物質(zhì)個體。萬有引力的產(chǎn)生,是以物體質(zhì)量的存在為前提的,而原子幾乎代表了所有可見物體的質(zhì)量。如果當(dāng)時牛頓知道原子與原子之間,只存在很短距離的相互作用,他一定會考慮到在遠距離的情況下,連代表物體全部質(zhì)量的原子與原子之間,都沒有相互作用,完全是由原子所組成的物體與物體之間,也應(yīng)當(dāng)不會存在由質(zhì)量所產(chǎn)生的萬有引力。當(dāng)原子與原子之間沒有相互作用,即一個原子不是另一個原子受力的物質(zhì)客體時,能夠產(chǎn)生萬有引力
15、作用的兩個物質(zhì)客體,在自然界中肯定是不存在的。至于地面上的物體所受到的重力,毫無疑問地是組成物體的所有原子,共同受到了朝向地球中心方向的作用力。但是,這種作用力,絕對不是地球中的原子對物體中原子的吸引力,而是來自真空中的一種真實存在的自然力。這種自然力的明顯特征,就是能夠貫通于原子所存在的一切空間而不受原子阻擋,這種由真空對原子的作用力所具有的不可屏避的特征,是原子與原子或物體與物體之間的相互作用力,所不可能具有的。只有在虛空中孤立地看待原子,不考慮原子同真空之間存在的物理關(guān)系,才會將原子與原子或物體與物體之間的相互作用,看作是物體重力存在的唯一原因。按照牛頓對萬有引力作出的定義,萬有引力的大
16、小,只與兩個物體的質(zhì)量和兩個物體之間的距離有關(guān),這是一種與物體的運動無關(guān)的作用力,用以描述物體運動狀態(tài)的速度或加速度因素,是不能參與表述萬有引力大小的。萬有引力的物理學(xué)含義,就是指在兩個具有質(zhì)量的物體之間,無條件存在的一種相互吸引的力。而動力學(xué)中的作用力,是以慣性定律為前提而提出的,即物體在不受外力的作用下,會保持原有的速度或動量M·V。作用力F和作用時間t的乘積F·t,則表示受力物體動量的增加量,由F·t=m·v,可得F=m·a,這就是動力學(xué)的基本公式。這種用物體的運動來描述的作用力,其物理學(xué)含義為單位時間內(nèi)動量的增加量。它同與運動無關(guān)的萬有
17、引力,在本質(zhì)上就不是同一種作用力。運動力在物體的相互接觸或碰撞過程中,會以動量的形式相互轉(zhuǎn)移,并遵從動量守恒原則。而萬有引力的大小,則與兩個相互吸引的物體本身所具有的動量的變化是無關(guān)的。萬有引力可以使被吸引的物體產(chǎn)生一定的運動加速度,并同時獲得動量的增加,而且,萬有引力在使物體獲得動量增加的同時,不會導(dǎo)致自身在量度的減小、或在物體的質(zhì)量方面存在損耗。正是由于這個原因,運動著的物體,便不能通過向兩個正在相互吸引的物體轉(zhuǎn)移動量的方式,來增大兩個物體之間的相互吸引力。萬有引力按其自身的定義,就是一種能源源不斷地使物體的動量獲得增加、而自身不需要任何損耗的作用力,它同以動量的形式可以相互轉(zhuǎn)移的運動力,
18、是截然不同的。因此,在運動力F動=ma的物理量單位取千克·米/秒2時,作為萬有引力F引=的物理量單位,在理論上就只能按其定義取千克2/米2,它的大小是與物體的運動無關(guān)的。萬有引力常數(shù)G,在事實上就是運動力單位物理量的大小,同萬有引力單位物理量大小之間的比例關(guān)系。對于這兩種由不同的物理原因所產(chǎn)生的不同性質(zhì)的作用力,只有它們在現(xiàn)實中出現(xiàn)持續(xù)相等的情況下,才能準(zhǔn)確地測出引力對物體所產(chǎn)生的動力效果,然后確定它們之間在量度上的具體關(guān)系。當(dāng)將重力理解為地球?qū)ξ矬w的吸引力時,重力加速度便是引力使物體所產(chǎn)生的動力效果,由F動=mg,可以計算出物體的運動力,由F引=可以計算出物體所受引力值的大小。由于
19、此時F動和F引在事實上的大小是等同的,所以正好可以在這一情況下,來考慮運動力和萬有引力在單位物理量上的比例關(guān)系。如果1千克·米/秒2的運動力的大小,是1千克2/米2的萬有引力大小的G倍,那么,由F動=F引×G可得mg=×G。其中,G只是一個純粹的比例系數(shù),它不能具有物理量單位。如果給G配置物理量單位,會改變?nèi)f有引力F引的計算值按其本身的定義所具有的物理學(xué)含義,萬有引力就不能被理解為在兩個物體之間無條件存在的吸引力。通過G,可以將運動力的數(shù)值同萬有引力的數(shù)值,按照同一的物理量單位進行相互轉(zhuǎn)換,但在原則上,這兩種作用力的物理學(xué)含義是永遠不相同的。G的值,可以使運動力和
20、萬有引力在“等式”兩邊的具體數(shù)學(xué)值保持一致,但不能使等式兩邊的運動力和萬有引力的物理學(xué)含義,取得相同。由于地球的質(zhì)量是無法直接測量的,要想根據(jù)F引的具體數(shù)值,來計算出G的值是不可能的。如果在地面上通過兩個質(zhì)量已知的物體,來考慮F動=F引×G的情形,以求計算出G的值,這在理論上是可行的,但在實際中,要準(zhǔn)確地測出引力使物體所產(chǎn)生的動力效果,卻是做不到的。因為受引力作用的物體,在運動時會使產(chǎn)生引力的距離不斷減小,從而使引力不斷增大,這樣測得的動力效果,事實上是變加速度的動力效果,它不是同加速度成正比的作用力。這同地面上自由落體的高度,相對于地球的半徑可以忽略不計的情形,是有著明顯區(qū)別的???/p>
21、文迪許在實驗中設(shè)計的兩個相互吸引的鉛球,其效果就是被吸引小球的變加速度的效果,它在理論上不能被視為由加速度所產(chǎn)生的作用力。此外,由于地面上兩個物體之間的萬有引力,其預(yù)計值十分微小,甚至小于“靜力”測量的方法所帶來的誤差,因此,要想使用力的測量工具,來直接準(zhǔn)確的測出地面上兩個物體之間萬有引力的大小,也是不現(xiàn)實的。那么,G=6.67×10-11這個具體數(shù)值,是根據(jù)對萬有引力的多次作用效果進行實際測量后,所得到的最佳數(shù)值嗎?根據(jù)F動=F引×G=×G,和現(xiàn)有的數(shù)據(jù),地面上1000kg物體所受太陽的引力值為5.9牛頓,這已經(jīng)是一個相當(dāng)明顯的受力了,并不是象人們所認(rèn)為的那樣可
22、以忽略不計。由于地面在面對太陽和背向太陽時,地球?qū)ξ矬w的引力方向,同太陽對物體的引力方向正好是相反的,因而物體在面對太陽時的重力,應(yīng)當(dāng)減去5.9牛頓,在背向太陽時的重力,應(yīng)當(dāng)加上5.9牛頓,其正反差距為11.8牛頓。但是,由這種正反差距對物體的重量所帶來的變化,從來都沒有在地面上出現(xiàn)過。并且,太陽在東邊升起和在西邊落下時,對地面上的物體所產(chǎn)生的引力,也應(yīng)當(dāng)存在相反方向上的差別,但在地面上也沒有發(fā)現(xiàn)這種差別存在的任何跡象。比如,對地面上水平面的水位影響等等。太陽沒有根據(jù)牛頓的萬有引力公式和現(xiàn)有的數(shù)據(jù),正在對地面上的物體產(chǎn)生吸引作用,說明這種吸引作用要么是不存在的,要么所使用的數(shù)據(jù)與事實相差甚遠。
23、這種情況表明了現(xiàn)有的G值,是為了同時滿足地面上物體的重力同地球引力的相等、和太陽對行星的引力同行星離心力相等的要求,刻意估算并進行調(diào)整而得來的。對于除了上述兩種情形之外的其它情形,如太陽對地面上物體的引力,現(xiàn)有的G值和以此計算出來的太陽質(zhì)量值,就不再是適合的。如果卡文迪許在實驗室中真的測出了兩個物體之間萬有引力的大小,并以此計算出基本準(zhǔn)確的G的值,那么,這一G值和太陽的質(zhì)量值,對于太陽同地面上物體之間的萬有引力作用,也應(yīng)當(dāng)是同樣適用的,但事實并非如此。行星繞太陽的公轉(zhuǎn)運動,是近似的勻速圓周運動,其向心加速度為a=,根據(jù)F=ma,可確定行星的向心力為F向=m行·,變形后得到F向=
24、15; 。向心力是物體在作圓周運動時所受到的單向作用力,當(dāng)將這種單向力的方向反過來,將其理解為離心力時,太陽對行星的引力,正好可以作為平衡行星離心力的反方向拉力。在這里 ,運動力與萬有引力持續(xù)相等的情形,再次出現(xiàn)了。由F動=F引×G,可得m行·=×G,經(jīng)化簡和變換為=Gm太,由于=K(開普勒常數(shù)),則有= Gm太的形式。因此,Gm太=不是為了建立萬有引力公式,而有意設(shè)置后用來進行“黃金代換”的,它是太陽對行星的引力同行星的離心力相等時的必然結(jié)果。如果用Gm太來代換F向=×中的,Gm太恒等于,就會是F向=Gm太公式成立的必要條件,當(dāng)G不變時,公式中至少要有
25、一個質(zhì)量因素m不能是變量,它需要同G的乘積恒等于。所以,用黃金代換得到的萬有引力公式,不是對于任意兩個物體都成立的。而且,用黃金代換得到的F向=Gm太公式,在事實上仍然是行星的向心力計算公式,其中,m行是作圓周運動的行星的質(zhì)量,它不是一個無條件存在的物體的質(zhì)量,R是行星作圓周運動時的半徑,它不是任意兩個物體之間的距離。在特殊條件下成立的物理學(xué)計算公式,是不能無條件地推廣到一般情形的。同運動力F=ma一樣,萬有引力也是用定義來表述的作用力,其理論公式不可能從其它的前提條件中推導(dǎo)出來。只要抓住萬有引力的定義,和萬有引力的物理量單位同運動力的物理量單位,在基本性質(zhì)上的不同,常數(shù)G在萬有引力公式中所起
26、的作用,是不難理解的。既然用黃金代換得到的萬有引力公式是不成立的,用該公式反導(dǎo)出來的G的物理量單位牛頓·米2/千克2,同樣也是無意義的。物體的勻速圓周運動狀態(tài),事實上是物體在受到大小一定的持續(xù)作用力下,所體現(xiàn)出來的速度不變的運動狀態(tài),雖然物體所受到的外來作用力,沒有使物體的運動速度獲得增加,但它卻在始終改變著物體的運動方向,使物體圍繞著一個固定中心作旋轉(zhuǎn)運動,并使物體不斷消耗的“動量”,以持續(xù)的“角動量”形式存在。同時,由于物體在作勻速圓周運動時,始終在消耗動量,物體在運動時的切線方向上,就必然同時存在著一個持續(xù)的推力,以補充物體損耗的動量,維持物體原有的運動速度,使物體的勻速圓周運
27、動能夠繼續(xù)下去。這就需要在切線方向上對物體的推力,和物體所受到的向心力始終相等,以使物體增加的動量和損耗的動量保持平衡。例如,當(dāng)一個作勻速直線運動的物體,它受到一個與運動方向成135度夾角的外來持續(xù)作用力時,這個外來作用力會分解為兩個分力。其中一個分力為垂直于切線方向的法向力即向心力,它將起著改變物體運動方向的作用,另一個分力為切線方向上的推力,它將會使物體持續(xù)地獲得動量的增加或補充,以維持物體原有的運動速度。在這樣的物理條件下,這個物體將以原有的慣性速度,做勻速圓周運動。據(jù)此,從行星繞太陽作公轉(zhuǎn)運動的狀況來看,雖然目前還沒有直接的事實證據(jù),能夠顯示行星所受到的向心力,究竟是某種從外部將行星向
28、太陽方向的持續(xù)推力,還是太陽從內(nèi)部對行星的吸引力,但行星在切線方向上所受到的持續(xù)推力,是必須存在的,因為它是沒有第二種可能性的單向作用力。所以,解釋行星作公轉(zhuǎn)運動時的動力平衡問題,首先要以能夠解釋切向推力的存在為前提,然后再考慮行星所受到的向心力作用,究竟是來自于太陽方向,還是外部方向。傳統(tǒng)的觀點,是認(rèn)為行星在作勻速圓周運動時,行星首先受到離心力的作用,為了克服這種離心力而不使行星脫離軌道,就必須要有一種向心拉力來平衡行星的離心力,太陽對行星的吸引力,就是基于這樣的考慮而假設(shè)它存在的。但是,當(dāng)太陽對行星的引力平衡了行星的離心力時,引力就不能成為改變行星運動方向的向心力,使行星不斷消耗的“動量”,以持續(xù)的“角動量”形式存在,從而使行星處于圓周運動狀態(tài)。行星在上下兩個方向上所受到的作用力,處于平衡的情況下,應(yīng)當(dāng)沿著直線方向運動,而不是作圓周運
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