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与新语丝上“一个学过中学物理的人”议议“能量”的概念

已有 841 次阅读 2017-2-20 16:08 |系统分类:观点评述

新语丝上“一个学过中学物理的人”先生认为杜克林先生的《建议用正力量代替正能量》一文“充满违反基本科学常识的‘严重的概念错误’”,建议新语丝撤销该文。恰好我也学过中学物理,但我与“一个学过中学物理的人”先生在“力”和“能量”的概念上有异议。具体表现在:

1.  关于能量:

  “一个学过中学物理的人”认为“‘任何学过中学物理的人’都知道,能量是个相对量,其绝对值是没有意义的”。我不同意这个观点,我认为,能量与温度具有相似的性质。从摄氏温度看,温度确实是有正有负,并且其正负可以根据人为地设置零度温度来任意确定,但是温度还具有另外一种性质,客观上它存在一个绝对温度,从绝对温度这一点来讲,它必须是大于零的。能量与温度一样,在日常生活中,为了方便应用能量守恒定律,我们通常人为地设置一个能量零点来方便地反映能量的输入和输出,它可正可负。但它与温度一样,也存在一个绝对能量值,这个绝对能量值是一个大于零的确定量。正因为有这样一个绝对意义上的确定量,才可能有爱因斯坦的能质公式。如果能量真的像“一个学过中学物理的人”先生所说的一样,是一个“相对量,其绝对值是没有意义的”,那么根据爱因斯坦的能质公式,质量也是一个相对量,相应地加速度也可以任意大小的。显然,作为一个学过中学物理的学生认为这样的观是荒谬的。不知“一个学过中学物理的人”先生认为不认为荒谬!。  

   由于能量这个概念在物理学中具有相对的意义外还具有绝对意义。并且从物质的客观性看绝对意义更能反映物质世界的客观本构秉性,因此与杜克林一样,我认为把“正能量”等同于社会学上的正面作用并不十分合适。去年2月我在科学网《白岩松:正能量能替代正面作用吗》一文中表示了相同的看法。这次杜克林先生建议用正力量代替正能量,我个人认为比用“正能量”来指代社会学上的“正义力量”要好!因为“力量”这个词不像“温度”和“能量”等物理概念,它没有在绝对意义必须大于零这个限制。我甚至认为,“正力量”也好,“正能量”也好,它们所指代的社会现象本身就有很好的专有名词,根本不需要哗宠取众取一个不恰当的名词来取代它。

2.  关于矢量

  “一个学过中学物理的人”先生认为:“矢量具有方向性,并且其方向是绝对的,并无绝对的‘正负之分’这个“一个学过中学物理的人”先生,在能量方面强调描述的主观性,现在却来个180度的大转弯,在矢量方面又过分强调客观性了。这种把物理世界的客观绝性性与数学表述上的主观自由性对立起来的物理观念,是“一个学过中学物理的人”先生有意弯曲杜克林物理概念的思想根源。

    我认为从物理数学的传统视角看,杜克林先生认为“矢量具有方向性,有正有负”的观点并无错。因为在物理学中,我们不光要描述一个个孤立的“矢量”,而是还要描述一组“矢量”之间的相互关系,自然需要把“方向”与“正负”联系在一起。或者说“正负”本身与“方向”就是同构的。“一个学过中学物理的人”先生反问杜克林先生,如果两个矢量不在一条直线上这么办?你怎样来表示这两个矢量的“正负”?我这个人除了学过一点中学物理外,还学过一点中学数学。具有正负的直角坐标系或空间坐标系干什么用的,不就是用来解决“一个学过中学物理的人”先生的这个问题的吗!在中学物理中,通过平行四边形法则建立了矢量运算与带有正负的空间坐标系中坐标的同构关系,从而系统地解决了带有方向性的矢量的加、减、内积和外积等物理问题,我不明白“矢量具有方向性,有正有负”错在哪里。正因为“方向性”与数学上的“正负”具有某种同构关系,数学物理方法才成立一种主要的理论解决物理的方法,场论才可能在数学上占有一席之地。

3.  关于正力负力

  杜文称:“‘正力可以对物体具有推动作用,负力有阻碍作用。如果按照坐标系中的正负来定义“正力”和“负力”,杜克林先生的这个说法在物理上当然是不成立的。在这里,杜克林先生的思路与把“正面力量”说成是“正能量”的思路是一样的。但我认为,用“正力量”来比拟“正面力量”要比用把“正能量”来比拟“正面力量”要好一些。因为在“正力量”的物理概念中没有一个从绝对意义上必须为正的含义,但“正能量”却有这个含义,否则爱因斯坦的质能公式就不可能成立。当然,在社会学上本身就有这一类专有名词,根本不必要再采用一个不伦不类的新词来替代它。




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