-
1 # 靈遁者國學智慧
-
2 # 火星一號
牛頓的萬有引力定律當然是沒有錯的,不然我們現在也就不會學這個理論。只是這個理論不能完全反映深刻的宇宙規律,它有一定的適用範圍。
在17世紀,牛頓從開普勒行星運動三大定律中推匯出了萬有引力定律,他認為物體被吸引在地球上以及宇宙中的天體運動都是受到引力的支配。當年海王星的發現就是透過萬有引力定律計算出來的,而且現在的火箭發射也都是利用這個理論,所以這個牛頓的引力理論是非常成功的。不過,萬有引力定律只能適用於弱引力場,而在強引力場中會失效。
在萬有引力定律提出大約兩百年後,天文學家發現,水星環繞太陽運動的軌道進動存在異常,萬有引力定律無法解釋多餘的進動。當時有天文學家猜測,可能是水星軌道之內還有一顆行星——祝融星,這顆行星的引力導致水星軌道出現異常。要知道,之所以當年能夠發現海王星,就是因為天文學家發現天王星的軌道存在異常。然而,這次無論如何尋找,都沒有發現祝融星。
數十年後,愛因斯坦提出了一種新的引力理論——廣義相對論,這種理論把引力效應歸結為時空彎曲。愛因斯坦利用這個理論計算了水星軌道近日點的進動值,結果與觀測值完全吻合。由於水星過於靠近太陽,受到的太陽引力作用最強,導致萬有引力定律出現了偏差。廣義相對論不但描述了萬有引力定律所能描述的一切引力現象,而且還預言了萬有引力定律無法解釋的引力現象,並且這些現象都相繼得到觀測的證實。
總之,牛頓的萬有引力定律存在一定的適用範圍,它是廣義相對論在弱引力場下的近似。
-
3 # 來看世界呀
萬有引力說形象點就是“兩個鐵球同時落地”,在目前的觀測中萬有引力定律是正確的,不過也有著適用範圍,無法解釋宇宙所有的物質運動現象。
萬有引力定律形成於牛頓時代,並且不是牛頓自己一個人的成果,至少牛頓同時代的牛人在和牛頓交流的時候提出引力的作用可能和距離的平方成反比,而在牛頓之前,伽利略就透過實驗研究力的某些性質。牛頓綜合了很多人的想法(雖然他自己不承認),最後得出了萬有引力定律。
1970年代美國登月也在月球用羽毛和錘子進行了實驗,物體的運動軌跡符合牛頓的公式。而今天人類已經可以透過更先進的手段研究引力及引力的本質,而常數G在更廣闊的宇宙範圍內也獲得了驗證。不過萬有引力定律更多的是解釋了與引力有關的一些因素,卻不曉得引力如何產生,在現代觀測中,宏觀高速和微觀粒子的運動用萬有引力定律也難以解釋,於是產生了新的理論。
萬有引力定律出現後,幫助科學家們解釋了很多太陽系行星執行異常的情況,也協助天文學家們找到了一些天體,無論是觀測到的還是實際應用,萬有引力定律都發揮了重要的作用,萬有引力定律的正確性已經無可置疑了。
-
4 # 太空科學站
牛頓的萬有引力定律是正確的,直到今天萬有引力定律還廣泛應用在日常生活中,天文學家們也會利用萬有引力定律來預測新的天體,火星車和月球車著陸時也需要萬有引力定律來保駕護航。
但萬有引力定律只適用於宏觀低速運動的物體,而且在強引力場下萬有引力定律誤差比較大甚至根本無效,20世紀早期的物理學家們發現萬有引力定律預測的水星近日點進動資料和世紀觀測結果存在偏差,這時候愛因斯坦用他的廣義相對論解決了這個問題,廣義相對論可以看做是萬有引力定律的升級版。
萬有引力定律在黑洞周圍的強引力場下是無效的,而且當物體以接近光速運動時萬有引力也是無效的,但就目前人類的科技水平來看,人類是沒有機會真正以接近光速或者在黑洞周圍運動的,目前的宇航裝置仍然是以較低的速度運動,這種情況下用萬有引力定律就足夠精確了。
人類的科學理論極少出現被完全推翻的例子,廣義相對論並沒有推翻我有引力定律,而廣義相對論本身也是有侷限性的,因為它無法和量子力學互相結合,廣義相對論和量子力學在引力方面有著不可調和的矛盾,而這種矛盾也意味著一定還有更為先進更加精確的科學理論在前面等著人類去發現去建立。
人類的科學史其實就是不斷精確的過程,就好像一開始人類計算出圓周率是3.14,再之後精確到3.1415926到3.1414957,再然後利用計算機技術已經將圓周率計算到了上百億位,人類的科學理論也是如此,不斷精確不斷進步。
-
5 # 鍾銘聊科學
牛頓的物理學體系
牛頓是近代物理學之父,可以說是物理學的鼻祖。那他為什麼會有如此高的聲譽呢?真的是因為牛頓提出了力學三大定律和萬有引力定律麼?
其實,並不是,牛頓其實幹了一件前無古人的事情,這件事情就是:開創了科學的正規化。這話從何說起呢?
我們都知道,牛頓的著作是《自然哲學的數學原理》,這其實是一本劃時代的書。
在這本書當中,牛頓把他的工作方法運用得淋漓盡致,以至於直接定義了科學的正規化。具體來說是這樣的,牛頓在這本書的前面幾十頁,就各種物理量下了定義,我們現在熟悉的“質量”、“力”等常用的物理量就是牛頓給取的名字,下的定義。
而且牛頓不僅僅做了這點工作,更重要的是,他認為定義本身要滿足兩個要求:可以用被測量,其次可以用實驗來驗證這個定義。如果仔細看一下質量的定義,就會發現,牛頓除了對這個定義進行了量化的描述,還用實驗對這個定義的正確性進行了驗證,並且賦有詳細的實驗操作方法。
如果我們現在看物理學教材甚至是學術專著,基本上都是在走這個套路,先定義,然後量化,再進行實驗。
牛頓的萬有引力真的存在麼?而我們說的萬有引力,本質上並不存在“萬有引力”,為什麼這麼說呢?
其實萬有引力是基於現象給出的。具體來說是這樣的,牛頓看到了萬物都有向地面掉落的趨勢,而天體會繞著另一個天體轉。基於這樣的一個現象,他提出了萬有引力定律。把物體和物體之間的這種相互作用稱為:萬有引力。
所以,其實“萬有引力”是描述這些現象索取的名字。這就好比名取名字,這個人可能叫做張三,張三隻是這個人的代號。如果這個人過幾天改名叫做李四,那張三還存在麼?所以,本質上是這個人存不存在,而不是這個代號存不存在。同樣的道理,萬有引力描述的就是萬物彼此吸引的現象,這個現象是客觀存在的,你可以任意給它取名字,牛頓管這個叫做萬有引力,你當然也可以管著叫做其他的。
可能你要說了,這不是強詞奪理麼?
事實上,並非如此,“萬物彼此吸引”在牛頓這裡叫做萬有引力,可是到了其他物理學家那裡還真的被改了名字。同樣是看到“萬物彼此吸引”的現象,愛因斯坦就給出了他關於這個現象的不同看法。
愛因斯坦對於這個現象的定義是這樣的:時空的彎曲。
那這個問題該咋理解呢?愛因斯坦其實在1905年的時候,發表了四篇開創性的論文,後兩篇後來並稱為狹義相對論。在狹義相對論當中,愛因斯坦統一了“時間”和“空間”,並認為他們應該被並稱為:時空。而我們所生活的世界就是一個四維時空。
而物體的質量是會造成時空的彎曲,地球之所以可以繞著太陽轉,本質上是因為太陽的質量使得周圍的時空發生了彎曲,而地球其實是沿著四維時空的測地線(四維時空的“直線”)在運動。
看到了沒有?基於同樣的現象,愛因斯坦可以給出完全不同於牛頓的解釋,而且命名完全不一樣,難道在愛因斯坦的體系裡萬有引力就不存在了麼?
所以,我們要透過理論看本質,本質其實就是現象,只是描述的方式不同罷了。
那意思是不是說,誰都可以來給這個現象賦予一個理論?事實上,就是如此。但是並不是說任意的人只要提出關於這個現象的理論就會被接受。
一個理論最終是不是被接受是要經過非常嚴格的同行評議的。就拿牛頓理論來說,他之所以被廣泛接受,就是它的真的很準確,甚至可以只靠筆和紙就能預言海王星的存在。
而且同行還會想盡辦法來刁難,挑刺。愛因斯坦的理論能被廣泛接受,也是因為經歷了許多年,許多的科學家試圖用不同的方式去證明相對論是錯的,但都沒能成功。而且在許多情況下,愛因斯坦的理論甚至比牛頓的更加精確,這才被廣泛接受。所以,只有經得起考驗的理論才會最終成為一個主流理論。
總結最後,我們來總結一下,萬有引力其實代指的是一個現象,這個現象就是:萬物彼此吸引。萬有引力只是牛頓體系下對於這個現象的一種描述。而不同的人可能給出不同的描述,比如,愛因斯坦對這個現象的描述就是時空的彎曲。因此,存在的是現象,而不是命名。
-
6 # 豫見皓月
前天,我整理雜物時,發現一本年代久遠的書——八四年版的小學第五冊《自然》課本。我翻了一下,內容豐富多彩,讓人意味悠長,不得不敬佩編輯老師們的淵博的知識,感受到他們的獨具匠心的選材。教材的第三十九頁第十二節的《地球的引力》令我頗感有趣。
本節的內容從兩個普普通通的例子入手:
一,熟透的蘋果會落到地面上。
二,不管跳高運動員跳得多高,都會落回地面。
接著,作者順勢提出疑問:為什麼會這樣?
我們接著細讀,在後面的思考題1第二題中找到答案:地球上和地球周圍的物體,都受到一個把它拉向地面的力,這個力叫做地球引力。
為什麼地球周圍的物體會受到地球的引力呢?地球的引力是什麼樣子呢?能不能用一個模型來表達呢?我當時是充滿疑惑的,因為我想不出有這樣的模型。在日常生活中,大部分的力都是看的見摸得著的,例如,用手推桌子,桌子在力的方向上產生移動,我們可以看見手給於桌子一個力;汽車在公路上行駛,地表給汽車輪子以向前的力;牛耕地時,牛給犁以向前的力。這些,都可以理解,唯獨地球引力讓人不得其解,刀砍不斷,實物不能遮,真讓人無法想象。這和幼時玩的吸鐵石的磁力有點相似,但磁鐵只對鐵,鎳等元素起作用,地球可是對萬事萬物都起作用。
這種疑惑伴我成長,直至到了初中。我學了物理後才知道,地球的引力只是屬於萬有引力的一種。到了高中,物理課上對萬有引力講解得更為詳細。在《高一物理》必修第二冊,第七章第二節的萬有引力定律講道:自然界中任何兩個物體都相互吸引,引力的方向在它們的連線上,引力的大小與物體的質量m1和m2的乘積成正比,與它們之間的距離r的二次方成反比。用公式表示就是:
F=G·m1·m2/r^2
式中質量的單位用千克(kg),距離的單位用米(m),力的單位用牛(N)。G是比例係數,叫做引力常量(gravitational contant),G=6.67×10^-11N·m^2/kg^2。
該定律被牛頓發表於1687年的《自然哲學之數學原理》一書中。至此,我的疑惑是解開了少許,但又有了新的不解。那就是:物質間為什麼會產生萬有引力呢?它的本質是什麼呢?高中物理課本沒有講,我雖然查閱了大量的書籍,但沒找到答案,其中就有《自然哲學之數學原理》。
在《自然哲學之數學原理》的總釋中,記載了關於萬有引力本質的大論戰。主要參與人員有牛頓,貝克萊大主教和萊布尼茨。
批評者主要指責牛頓的體系中沒有上帝的位置,萊布尼茨認為萬有引力是一種說不清,道不明的“隱秘的質”,連上帝也說不清楚。
牛頓則迴應曰:“上帝以一種完全不屬於人類的方式,一種完全不屬於物質的方式,一種我們絕對不可知的方式行事。就像盲人對顏色毫無概念一樣,我們對全能的上帝感知和理解一切事物的方式一無所知……我們能知道他的屬性,但對任何事物的本質卻一無所知,……我們無法運用感官或思維反映作用獲知它們的內在本質,而對上帝的本質更是一無所知。”
紙間濃重的爭吵只能增加了我的疑惑,我變得更加彷徨,我該向誰問?我該向誰訴求?
在一個彩霞滿天的晚上,我坐在憩園的藤椅上,看著徐徐下落的夕陽,“日之夕矣,羊牛下括”,我慵懶地翻看著《簡書》,發現簡書舉辦的《簡書群星閃耀時》星週刊第二期,收錄了豫言談科普的《引力子的密度在時空結構中的作用》寫的非常有趣,比較合理地解釋萬有引力形成的原因。
該作者認為:
一,宇宙間充滿了以光速沿任意方向運動的引力子,引力子形成引力場。
二,引力子和物質的基本單位撞擊會產生力的作用。
三,單位體積內一個方向上引力子的數量,稱為引力子的向量密度。
運用以上的定義,萬有引力的形成原因是:兩個物質之間和內切線所包括的區域內的引力子的密度在兩者連線方向上與外界的差值造成的,就像馬德堡半球所形成的原因一樣。
我們簡單地看一下作者的推理過程。
我們假定宇宙的任意空間有一個大質量的物體O1,質量為M,半徑為r,我們假定它的密度無限大,即物質的基元之間的距離為零,這樣可以完全過濾掉透過其正截面的引力子。在和物體O1的距離為R的位置有一個質點O2,透過質點做物體O1的切線,相交於點E,F.如圖:
我們可以對質點O2做受力分析:
在O1O2的連線方向,質點受到兩個方向的引力子的撞擊,即指向物體O1的F1和指向質點O2的F2。其它方向受到引力子的撞擊的機率相同而互相抵消,可以忽略不計,所以質點O2與物體O1的萬有引力的值可以表達為:
F=F1-F2
而F2是沿物體O1的切線射下來的撞擊力在兩者連線方向上的分力,即F2=F1*sinθ,θ是物體O2在質點O1的切線與兩者重心連線O1O2的夾角。
因為我們已經假定宇宙空間的任意方向上的引力子的向量密度是恆定值,假設為N.
則質點O2在距離R處的引力場強度我們可以表達為:
E=N(1-sinθ)
=N(1-r/R)
因為質點的位置是任意的,當兩者的位置改變了ΔR時,則物體O1的引力場強度的改變數為:
ΔE=N[1-r/(R+ΔR)-N[1-r/R]
=N*r*ΔR/[R^2+ΔR*R]
當ΔR→0時,ΔE的變化率為:
ΔE/ΔR=Nr[ΔR/[R^2+ΔR*R]/ΔR
=N*r/R^2
其中N是宇宙中任意方向的引力子密度,我們可以用G來代替,其值為宇宙常數。r是大質量物體的半徑。因為大質量物體我們假設的是密度無限大的,所以我們可以用物體的質量M來代替.
所以,上式我們可以用:
ΔE/ΔR=GM/R^2
如果,質點O2的質量是m,根據大質量物體周圍的引力場強度公式:
F=E*m=GMm/R^2
則兩物體之間的引力的值為:
F=GMm/R^2
即兩者的引力值與兩者之間的距離的平方成反比,與兩者的質量的乘積成正比,這與牛頓的萬有引力定律是一致的。
至此,我的疑惑已徹底的解決。
回覆列表
導讀:本文摘自獨立學者靈遁者物理宇宙科普書籍《變化》。旨在幫助大家瞭解物理宇宙科普知識。引力就是一種時空性質,任何有質量的物體無法脫離這樣的時空!
我們現在已經知道了時空是時間,物質,空間一體化組合。且引力的本源就是時空!也就是說引力是時空性質。
那麼據此就很明顯了,四種基本力【引力,電磁力,強力,弱力】中最根本的是引力!
之前所有的理論都不曾論述四種基本力誰是最重要的,最根本的。也就是說在我的理論中引力是最根本的,最重要的力。
除了引力,其他三種力都已經被統一在規範場論理論內了。但其實引力在量子領域依然對粒子是有作用的。只是我們通常在量子力學範圍內認為這種引力作用微乎其微,所以忽略不計。
我認為這種忽略不計是不嚴謹的。而且認為宇稱不守恆,不確定性原理,自發性破缺等都與引力是有關係的。引力扮演了一種“擾動”的角色。
這就是說明了引力是宇宙中根本性的力,是一種時空性質。還有比這個更廣的力嗎?沒有! 也就是其他三種力在時空範疇內,而時空性質的根本體現就是引力。
從哲學角度來說,在處理各種力的關係問題的時候,我們往往要以引力為主要矛盾來分析各種現象和狀態。另外三種力作為次要矛盾來考慮。
從最新的研究作為切入點開始。我們先來看看什麼是引力波,引力又是如何被發現的。先來看看下面這張關於引力波的圖片說明。圖片是我在百度百科找到的,非常詳細,是一張長圖。但在word不知道怎麼全部顯示。
透過圖片我們知道了,引力波是一中時空漣漪。透過波的形式從輻射源向外傳播,這種波以引力輻射的形式傳輸能量。在1916年 ,愛因斯坦基於廣義相對論預言了引力波的存在。引力波的存在是廣義相對論洛倫茲不變性的結果,因為它引入了相互作用的傳播速度有限的概念,即光速。相比之下,引力波不能夠存在於牛頓的經典引力理論當中,因為牛頓的經典理論假設物質的相互作用傳播是速度無限的。
在2016年2月11日,LIGO科學合作組織和Virgo合作團隊宣佈他們已經利用高階LIGO探測器,已經首次探測到了來自於雙黑洞合併的引力波訊號。
2016年6月16日凌晨,LIGO合作組宣佈:2015年12月26日03:38:53 (UTC),位於美國漢福德區和路易斯安那州的利文斯頓的兩臺引力波探測器同時探測到了一個引力波訊號;這是繼 LIGO 2015年9月14日探測到首個引力波訊號之後,人類探測到的第二個引力波訊號。
為了詳細讓大家瞭解我後面要給大家講述的理論,就有必要對引力波的具體探測工作有了解。我們以上圖中劉博洋博士的論述來作文字展示。
兩個質量分別是26和39太陽質量的恆星級黑洞。互相旋轉,最後合併。黑洞合併產生了非常大的碰撞,所以我們遙遠的地球觀察到了引力波。
這個過程分為三個階段。
第一個階段: 兩個黑洞的引力波頻率從30Hz開始,這在引力波天文學中是比較低的頻段,但這意味著黑洞是15Hz軌道頻率。再具體點就是這兩個黑洞分別是30和36太陽質量。每個半徑大概是100公里左右,距離是1000公里左右。每秒種互相轉15圈。
第二個階段:到兩個黑洞合併的時候,引力波頻率達到100Hz,軌道頻率50Hz,就是每秒轉50圈。這個時候兩個黑洞已經快成一體了,兩個黑洞“中心”的距離大概是200公里。
第三個階段:這個合併的黑洞繼續扭曲震盪,形成一個新的,旋轉的黑洞。這個黑洞的質量是63個太陽質量。其中有三個左右的太陽質量在碰撞中消失,以引力波的形式向外擴散!
再回到我的引力的本源理論——引力是時空性質。時空是能量的時空。所以在沒有大質量天體擾動的情況下,時空漣漪是很難被探測到的。雖然我們就處於在時空中。有種“不識廬山真面目,只緣生在此山中”的感覺。
在這裡再次強調引力不是時空彎曲產生的,引力是時空性質——是時空產生引力!
彎曲是假象。因為時空背影是彎曲的,引力可以使得時空彎曲!但不是時空彎曲產生了引力!是時空能量,是時空產生了引力!這就是為什麼只要是具有質量的物體都具有引力。因為引力就是一種時空性質,任何有質量的物體無法脫離這樣的時空法則。從宏觀到量子層面都是這樣的。
所以就很明顯了,引力波是時空的漣漪,那麼什麼是引力場? 時空就是引力場,很顯然這樣的引力場是全域場。這和現有的引力場定義有根本區別。
其實不難理解,引力是時空性質,引力場自然也是時空性質。它們的區別就是時空線上,面,體的不同表現,但都是出於同一時空性質!
所以引力場的定義就是:引力場是一種全域性的時空性質,其場強度和能量物質分佈及運動速度成正比關係。
關鍵詞:全域性,物質能量分佈,運動速度,正比關係。
所謂全域性是指從理論上來講引力場是整個時空的性質,那麼它的廣度就是時空所在處必然存在引力場。
物質能量分佈該怎麼理解,在整個時空中物質能量的分佈是不均的,引力場強度自然就是不同的。雖然是理論上是全域性的場,也就是瀰漫整個宇宙。但是從微分思維出發,由於這種的物質能量的不均性,我們可以把全域場劃分為N個局域場。
但要清楚這種劃分是人為的,是為了更好的研究引力理論而設想的。
那麼局域場與局域場之間的關係是咋樣的?很明顯是與物質能量的分佈成正比,與它們之間的距離的平方成反比。
這裡提醒大家,引力和引力場作用的傳遞速度都是光速。這個已經在前面章節中論述過了。
很多人可能會問,為什麼不在引力場的定義的中加入“與距離平方成反比”這樣的描述,而在區域性引力場中就加入了這樣的描述。 我上面說了,引力場是全域場,是一種時空性質。只有當你去測量具體物體,具體天體,具體星團的引力的時候,可以區分他們的距離——即物體之間的距離。也就是至少有A和B兩個質點。
這樣我們把牛頓引力定理就引了出來:任意兩個質點有透過連心線方向上的力相互吸引。該引力大小與它們質量的乘積成正比與它們距離的平方成反比,與兩物體的化學組成和其間介質種類無關。
數學公式表述為:F= GMm/ r^2。G為引力常數,等於G=6.67×10⁻¹¹ N·m²/kg²。
顯然牛頓的理論是一種“靜態”引力理論,是一種絕對時空理論。愛氏的廣義相對論是一種“動態”的引力理論,是一種相對時空理論。這是愛氏先進的地方。
也就是說牛頓的引力理論有侷限性,不適於高速運動的物體。因為相對論效應,高度運動的物體質量會增大。如果牛頓認為質量是不因運動速度變化的,那麼自然就不會認識到這點。
這也是我為什麼重新定義質量。就是將質量回歸能量的本質。然後用能量來定義質量。即:質量是物體在相對時空中的一種物理屬性,物體所蘊含能量的多少是物體質量的量度。
這樣就把質量始終放在相對論時空下的質量了。 那麼牛頓萬有引力定理錯誤了嗎? 其實不能說錯誤了,是不夠究竟,和不準確。這在人類認識宇宙世界過程中必須要經歷的。
引力場,引力的本源都是時空。引力波就是時空的漣漪。在這裡要提出電磁波的概念。引力波和電磁波是不同的。引力波是時空的漣漪,電磁波是電磁場產生的。他們的關係我們會在後面詳細剖析和論述。
現在有一個最大的問題是引力場,引力,引力波的本源都搞清楚了。那麼我們問了:引力子存在嗎??
上面給大家介紹了引力波被探測到的過程。黑洞在合併的過程會損失若干個太陽質量,這些太陽質量以能量的形式震盪開來,被我們檢測到,即引力波。
就是說時空也是能量時空,引力和引力場的本源就是能量時空。它是一種時空性質。引力波就是時空的巨大變化引起的,不像電磁波那樣。
引力的傳播不需要介質,也就是說引力波的傳遞不需要介質。時空是一種能量時空,能量的傳遞不需要介質,這就是為什麼引力和引力波的傳遞不需要介質。但它們傳播的速度是光速,不是超光速!
否則一個反問就把我們自己困住了,這個反問是:如果引力,引力波的傳播是超距作用,也就是說傳播不需要任何時間,那麼人類還可以檢測到引力波嗎?? 顯然是不可能的!
既然引力,引力波,引力場的本源都回歸於能量時空,那麼所謂的引力子就是能量的最小單位——能量子。
那麼最小單位的能量是什麼,存在嗎?就目前的研究是不存在的!就是說沒有最小能量單位的說法,沒有這個定義!
所以說引力子這個東西的探究需要謹慎,極有可能竹籃打水一場空。因為引力是時空性質。時空是能量時空,所有的一切都是構成能量時空的物質。
也就是說所有的量子力學體系下的粒子也屬於能量。那麼如此,愛氏的廣義相對論更應該可以與其他三種基本力融洽。也就是說我們需要建立一個“能量場論。” 這個我們還要再下一章詳細講。
最後再給大家強調這樣一點,其實既然所有的物質東西都是能量。那麼其實統一理論的現有描述已經出來了。那就是能量守恆定律:能量既不會憑空產生,也不會憑空消失,只能從一個物體傳遞給另一個物體,而且能量的形式也可以互相轉換。
在不同的領域有不同的表達,如下文:
1、保守力學系統
在只有保守力做功的情況下,系統能量表現為機械能,(動能和勢能)能量守恆具體表達為機械能守恆定律。
2、熱力學系統
能量表達為內能,熱量和功,能量守恆的表達形式是熱力學第一定律(熱量可以從一個物體傳遞到另一個物體,也可以與機械能或其他能量互相轉換,但是在轉換過程中,能量的總值保持不變)。表示式為Q=△U+W.
2、相對論理論
在相對論裡,質量和能量可以相互轉變。計及質量改變帶來能量變化,能量守恆定律依然成立。歷史上也稱這種情況下的能量守恆定律為質能守恆定律。
4、流體力學
在流體力學中有一種邊界層表面效應,又稱"伯努利效應“。是指流體速度加快時,物體與流體接觸的介面上的壓力會減小,反之壓力會增加,伯努利效應是流體力學中的能量守恆定律。伯努利因發現這一現象併成功解釋它而創立的流體力學。
5、電磁學
根據楞次定律,感應電流所產生的磁場總是阻礙原磁場磁通量的變化,這種阻礙的結果就使得電磁感應的過程中將其他形式的能量轉化為電能,感應電流形成迴路,再將電能轉化為其他形式的能量。 也就是說,楞次定律所揭示的感應電流與原磁場的關係本質仍然是能量轉化的關係,即能量守恆定律。
6、化學
質量守恆定律:在化學反應前後,參加反應的各物質的質量總和等於反應後生成的各物質的質量總和。這就叫做質量守恆定律
7、經典力學
諾特定理把對稱性跟守恆量聯絡起來了,非常有用。是指對於力學體系的每一個連續的對稱變換,都有一個守恆量與之對應。對稱變換是力學體系在某種變換下不變。
8、電磁學
電荷既不會創生,又不會消滅,它只能從一個物體轉移到另一物體,或者從物體的一部分轉移到另一部分;在轉移過程中,電荷的總量保持不變,這就是電荷守恆定律,也就是說:在與外界沒有電荷交換的一個系統內,總電荷量不變(電荷的代數和不變)。電荷守恆定律是物理學的基本定律之一。
表述:對於每個區域性作用下的可微對稱性,存在一個對應的守恆流。
上述命題中的“對稱性”一詞精確一點來說是指物理定律在滿足某種技術要求的一維李群作用下所滿足的協變性。物理量的守恆定律通常用連續性方程表達。
定理的形式化命題僅從不變性條件就匯出和一個守恆的物理量相應的流的表示式。該守恆量稱為諾特荷,而該流稱為諾特流。諾特流至多相差一個無散度向量場。
諾特定理對於所有基於作用量原理的物理定律是成立。它得名於20世紀初的數學家埃米·諾特。諾特定理和量子力學深刻相關,因為它僅用經典力學的原理就可以認出和海森堡測不準原理相關的物理量(譬如位置和動量).
所以看了上面的表述,大家知道其實在宏觀上能量守恆是一個常識性定律。迴歸量子層面,也應該這樣的。我們只是需要建立一個不守恆下的“守恆萬有場理論”,即把愛氏的廣義相對論,也納入到規範場論中來。該處的“不守恆”指的是弱相互作用下的宇稱不守恆。
而且絕對零度不可達到,就說明一切物體具有能量!這一點知識所深刻表達的內容是引力是永恆存在的,時空是永恆存在的。所以愛氏和霍金的宇宙有限論是不可靠的。
同樣這個觀點,我在反對韋爾蘭德熵引力假說中提到過。這也是一個絕對的理論。 最後的結尾語是——你永遠不知道明天會發生什麼? 好好活著,好好期待!
摘自獨立學者靈遁者物理宇宙科普書籍《變化》