返回第 483 章 重力(第2/3页)  非常车间首页

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要注意的是,因为地球在自转,除了在南极北极端点,在地球上任意一点的物体,其重力并不等于万有引力。此时可看作绕地球的向心力和重力合成万有引力矢量和—平行四边形法则。由于绕地球自转的向心力远小于重力,故一般就认为重力就略等于万有引力了,其实重力是略小于万有引力的,只有在南北极物体绕地球自转的向心力为零时,重力才等于万有引力。重力和万有引力的方向不同,重力是竖直向下,万有引力是指向地心,竖直向下和指向地心是不同的,不能混淆。

    在静力学范围内,以放置物体的支撑物或物体本身为参照物,来研究重力能得到最好的保障。万有引力和惯性力都是同时作用在物体的每一个微小部分,因此都能使物体获得重量。在没有其他的力具有这样的作用效果。因此将万有引力和惯性力的共同作用,即它们的合力叫做重力。这种研究重力得到的结果与上面提到在地面上的研究方法得到的结果完全相同,因为地球也是宇宙天体之一。

    会从这里发现,在地面研究重力,怎么只考虑地球的引力,却没有考虑把地球吸引得团团转的太阳的万有引力和其他众星球的万有引力?新的概念和定义能很好地做出解释。把各星球看做质点,那么太阳的万有引力和其他众星球的万有引力,都分别和与它们对应的惯性力相互抵消。因此在求地面上物体的重力时除地球万有引力以外,其他的万有引力可以不参与重力的计算。但是不加考虑是不可以的。宇宙航行中物体的超重、失重现象的解释和物体在其他星球上的重力计算,都可以在新定义下,用物体所受重力的变化或说重量的变化来解决。

    在现代物理学中,能量概念比质量概念更具有核心地位。这表现在许多方面。真正守恒的是能量而非质量。出现在各类基本方程,如统计力学的波尔兹曼方程,量子力学的薛定谔方程和关于引力的爱因斯坦方程等方程中也是能量。而质量似乎更多地与技术途径相联系,例如作为庞加莱群不可约表示的符号。

    因此,爱因斯坦方程提出了一项挑战。如果能够用能量来解释质量,这将有助于改进科学家们对于世界的描述,这样,构建世界所需要的构件可能变得更少。

    光的问题是一个值得重视的首要性问题。中上帝在造物的第一日所创造之物便是光,上帝在圣经中也多次把光当成自己的化身。光是“所有事物”中最重要的元素,当然它截然不同于原子。人们本能地认为光是与物质完全不同的另一类东西,是非物质的甚至是精神层面的,这很自然。光也的确表现出完全不同于可触摸物质的特性——后者是那种你踢一下就会伤着脚趾头或者是流过吹过你身边的东西。如果你要跟费恩曼例子里的灾后遗民讲授物理学,你大可告诉他们,光是物质的另一种形式,他们也会理解。你甚至可以告诉他们,光是由粒子——光子——组成的。光子在真空中运动速度很大,但是在超导状态下,光运行的速度很慢,大体跟目前世界跑得最快的奥运会短跑冠军的速度相近,而且,光子在这种状态下也具有了质量。

    其次,值得提及的是原子不是故事的结束,它们是由更基本的构件组成的。因为所有的物质都能发光,所以我们可以假设所有的物质都是由原子和光子组成的。原子是由原子核和电子组成的。原子核很小,其大小大约为原子的10万分之一,但它却包含所有的正电荷和构成了几乎所有的质量。沿此思路走下去,我们将很快将费恩曼故事中灾后遗民引领到正确理解科学的化学和电子学的道路上来,从而重建我们的世界。原子因为原子核和电子之间的电性吸引而保持稳定。最后,原子核又由质子和中子组成。原子核却由另一种力来维持,这种力要比电性力强大很多,但作用的距离却很短。

    物质的科学实质,其不可再分的核心是质量。质量规定了物质反抗运动的能

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