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低速和宏观运动的物理学

已有 3695 次阅读 2015-12-16 09:41 |个人分类:时空认知|系统分类:科研笔记

低速和宏观运动的物理学

 

1)全宇宙所有物质体(笼统地说,星球)张开一个空间,在刻下有限的时间段内。经过这样的操作后,时空是否可以说是非常地接近于是“绝对性”的?

2)时空不能够脱离物质而存在;进一步地,“取刻下时空”的这个操作,放弃了较为远一些的过去和未来(然而携载着过去世界的信息的光线,仍在刻下的时空中飘荡)。

3)上述这个基本的、背景的时空,无疑是特殊性的。其他的时空架构,应当认为是从这个整体中挖出的一个小的局部。如何挖出,以及对于切割出来的局部如何建立局部架标,需要有进一步的操作。一般认为:无论是何种具体的操作,所得到的小的局部,在性质上是整体的一个近似,并且不同操作方式导致不同的局部架构,这些不同的架构之间,没有一个凌驾于其他之上,也就是说是等价的,或是平权的。

4)哪些物理量普适于全宇宙时空?真空光速可以算一个,质量也可以算一个。时间和长度则存在分歧,某处的时间不同于另一处,长度也如此(钟慢、尺缩)。不含以及远离质量体的宇宙空间为平直的,这个性质也被认为是遍延及整个宇宙。

5)在第一个操作成功地张开全宇宙时空之后,第二个操作负责从全宇宙背景中挖出一个局部来,作为物理研究的对象。例如自由落体下降的电梯,取电梯及其中的人和铁球,由于等效性原理,这一切割回避了地球的引力,其他如太阳、银河系中心的引力也都无需顾及了,真正的研究仅针对该系统内物质的相对运动进行。这个电梯自然随地球一起围绕太阳转动,这种“公转”,是系统内部各物质体相对运动所“察觉不到”的,——由于“切割”或者“剜出”的操作,背景宇宙的其他部分被等同于不存在。

6)如果将地球-月亮系统取出进行研究,由于月球的强烈的摄动,可以认为这种操作违背了“局部”的原则;这个系统必与外部物质体相互作用,体系不是封闭性的。

7)后续的操作,是在局部体系中建立坐标系。局部体系大致分为两类,不考虑引力关系,所建立的坐标系一般为平直的;如果考虑引力,则以引力源为心,建立起有心力场球坐标系。在二体运动的问题中,坐标系原点放置在A还是B上(乃至所谓的“质心”),也许导致不同的结果。平直空间一般会保证动量守恒,有心力场中一般会保证角动量守恒,时间均匀性一般保证能量守恒。

8)如果从全宇宙背景中,挖出两个局部空间,这两个局部空间中的物理理论的体系,一般认为是等价的(并同于全宇宙背景时空)。光勾连这两个局部空间,但多在信息学意义上。两个局部空间物理理论的形式相同,数量值上会有差别,通过洛伦兹变换相联系。然而,两个局部时空,哪个相对于另一个是运动的,如果没有全宇宙背景时空相参照,还是无法确定(比如钟慢效应,到底哪一个慢,如何判定,以及同时性究竟应当如何理解的问题)。

9)以上,每一步操作意味着某种选择、以及放弃;放弃指对精确性的放弃,它引入一些必要的简化和近似。最终导致局部性的、具体的研究。局部和具体的研究,要么是基于“实用”的考虑,要么是基于“真理追求”,是心理层面的。

10)具体的物理研究针对分离出的局部时空中的物质体,涉及物质体之间的相对性的运动,不涉及体系内所有物质体都具备的公共的运动,这是一种相对性;当处理太阳系问题时,建立的是有心力场模型,而处理地面实验室问题时,建立的是平直坐标系(由于引力和弯曲空间两者择一,确实受地球质量体影响的空间,如果取作平直的,则单另要考虑重力),时空到底是否弯曲,要由具体问题的尺度(度规)大小决定,是另一种相对性;这里所提到的两种相对性,可以与不同坐标体系视角下的相对性概念相参照。低速与宏观物体运动的物理学,实质上,是相对性的。

11)如果允许选择,在突出因果的“力”的概念,和弯曲空间之间,情愿选择弯曲空间;在对客观世界的运动学描述,和动力学描述之间,情愿选择运动学的描述;对于运动学的描述,在复杂化的描述(后面有时间,将回顾托勒密的本轮,均轮观念),和精简、简化的描述之间,将选择简单化的描述;一旦意识到无法将全宇宙时空作为研究对象,也就只能够放弃绝对性,转向相对性的理论。最后,将纯理论的东西,转化为技术层面的一步步的操作,也是一种兴趣和选择。

 



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