力学演化的逻辑1

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1、力学演化的逻辑(一)(2006-12-2214:24:34)转载▼摘要:力学现象是物质与运动的统一。物质具有层次,重量、质量、能量、信息,依次构成物质形态的层次序列;运动具有环节,位移、速度、加速度、跃迁,依次构成运动形式的环节序列。特定历史阶段的人,总只能依据自身当下的直观能力和相应组织程度的特定活动模式,去打开一个相应的力学世界,以至只能逐个层次地认识到某种物质形态,逐个环节地认识到某种运动形式,并将特定层次上的物质与相应环节上的运动统一到一起。这就使得力学现象的呈现和力学体系的历史演化都必然要遵循一个发生学上

2、的逻辑序列。关键词:物质的层次、运动的环节、反身重构、演化序列一、“加速度”对亚里士多德而言有物理意义吗?“加速度”对亚里士多德而言有物理意义吗?“跃迁”对牛顿而言是真实的物理量吗?针对这样的问题,让我们首先来回顾一下力学史。力学演化的逻辑(一)(2006-12-2214:24:34)转载▼摘要:力学现象是物质与运动的统一。物质具有层次,重量、质量、能量、信息,依次构成物质形态的层次序列;运动具有环节,位移、速度、加速度、跃迁,依次构成运动形式的环节序列。特定历史阶段的人,总只能依据自身当下的直观能力和相应组织程度

3、的特定活动模式,去打开一个相应的力学世界,以至只能逐个层次地认识到某种物质形态,逐个环节地认识到某种运动形式,并将特定层次上的物质与相应环节上的运动统一到一起。这就使得力学现象的呈现和力学体系的历史演化都必然要遵循一个发生学上的逻辑序列。关键词:物质的层次、运动的环节、反身重构、演化序列一、“加速度”对亚里士多德而言有物理意义吗?“加速度”对亚里士多德而言有物理意义吗?“跃迁”对牛顿而言是真实的物理量吗?针对这样的问题,让我们首先来回顾一下力学史。亚里士多德曾在他的《物理学》、《论产生与消灭》、《论天》、《论气象问

4、题》、《力学》等著作中,阐明了自己并于自然和运动的看法。按照他的观点,宇宙是由一系列同心球组成的,这些同心球以不同速度运动,极边的恒星球带动这些同心球使之运动。在宇宙中心是球形的不动的地球,行星绕地球沿同心圆运动。月球轨道与地心之间的区域(月下世界)是无序的非匀速运动的区域,其间一切物体都由土、水、空气和火四种基本元素组成,最重的元素土占据中心位置,在它上方依次是越来越轻的水壳、空气壳和火壳。月球轨道与极边的恒星球之间的区域(月上世界)是永恒的匀速运动的区域,而天体本身则是由第五种元素即以太组成的。他进一步将运动分

5、为自然运动和强迫运动,并认为地上物体的运动除上升下落是自然运动外,其他一切运动都是强迫运动。对于自然运动而言,由于任何物体都具有重量,且都因其自身的重量而理应居于世界体系所规定的“天然处所”,即越重的物体就越接近地心,越轻的物体就越远离地心,于是,那些偏离了自身的“天然处所”的物体,就都会自发地产生位移,从而形成重者向下,轻者向上的“天然运动”(“因本性运动”)。总之,任何物体都具有“趋向于自己特有的空间”,寻找自己“天然处所”并停留在那里的本性。一句话,任何物体都具有重量,都因其重量而具有产生位移运动的属性,以便

6、回到“自己特有的空间”。对于强迫运动而言,“任何运动着的事物都必然有推动者”,并且其比例定律为:“设动力为α,运动物体为β,经过距离为γ,发生位置移动的时间为δ,则同一动力α在同一时间内将使β/2移动2γ,或在δ/2内使β/2移动距离γ。”显然,这实际上是说,强迫运动的速度与外力成正比。从以上所述的亚里士多德的力学思想中,我们可以粗略地总结出这样两个基本观点:第一点,力学世界是由具有重量的物体组成,即重量是力学世界的基本物质形态,重物(即具有重量的物体)是力学世界的结构单元,重量的大小是力学世界之结构样式的依据;第

7、二点,位移和速度是重物的基本运动形式,其中,位移是重物的属性,速度是外力作用的结果,且速度与外力成正比。可见,在亚里士多德的力学体系里,运动仅仅被看作只是位移和速度,比速度更复杂的运动形式如加速度,则连概念都没有。相对照地,我们可以很容易地对牛顿力学、相对论力学和量子论力学,进行同样的总结和提炼。鉴于本文的篇幅限制,这里就不再一一叙述。不难看到,在牛顿力学体系里,加速度才被当作一个真实的关于运动的物理量来看待,而比加速度更复杂的运动形式如跃迁,依然完全不被了解,并且速度被看作是“质量物质”的属性(惯性定律),加速度

8、则是受外力作用的结果(F=ma)。在广义相对论里,由于加速度被看作与引力场等价(等效原理),而引力场是能量的分布属性(时空弯曲),因而实际上是将加速度看作是“能量物质”的属性,相应地,只有引力场本身的变化(即能量的“态”的跃迁),才是比加速度更复杂的运动形式,并且必然要将跃迁看作是受外力作用的结果。在量子力学体系里,自发跃迁则被进一步看作是量子态的属性,而量

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