物理学中“力”的概念,是一种唯心观点吗?为什么?
力的概念,在物理学中是通过牛顿第二定律精确定义的。即:物体动量的改变产生力。而反过来也可以说:力使得物体的动量发生改变。因而这个定义有“循环定义”之嫌。并没有给人们带来更多的启示。
实际上,力的概念有更深的内涵。它涉及到物质和空间。从物质存在的基本方式来说,我们的观点是“粒子(系统)”论的。认为物质是可分的,但不是无限可分的。分到最后必然会成为内部完全是连续的物质存在的不可再分的最小颗粒(我们称其为“元子”,以表示它是一切之始的含义)。在一无所有的绝对真空中充满了元子,形成了“物质性背景空间”(MBS),这实际上是一个“场”(我们说“场”实际上也是粒子的集合体)。处于MBS环境之中的具有结构并运动的物质系统(粒子)将扰动MBS,即与MBs中的元子作用而影响MBs的运动与结构情态;反过来MBS的运动和结构情态的改变又遍过其元子(及其激发模式,如变化的电磁场)与系统(粒子)发生相互作用,制约着该系统的结构方式和运动状态。
由以上可见,牛顿力学中所说的“力”,其实是MBS场粒子碰撞作用的一种等效性的表示方法。也可以说是对物质性背景空间的一种理论上的“提取”。这才是力的实质。所以,物理学中们力不是唯心的观点。它是建立在唯物论的基础之上的。
不,是唯物的概念。它是这样定义的,物体受到力的作用会产生与之相应的加速度,加速度的大小与物体质量成反比,与受力大小成正比。具体如下,在无阻力的情况下一牛的力能这一秒内给一公斤重物体加速一米每秒。我实在是看不出这里有唯心的视角。
物理学上的弦理论,你知道多少?
在物理学中,爱因斯坦的相对论能够很好地解释宏观物理现象,而量子力学则能够很好地解释微观物理现象,但两者很难结合到一起。于是,包括爱因斯坦在内的很多物理学家都在寻求统一场理论,以期把物理学中的四大基本作用力(引力、电磁力、强核力和弱核力)结合在一起。弦理论就是这样一种理论,它在数学上把相对论与量子力学统一在一起。
一直以来,物理学家认为物质都是由各种亚原子粒子组成的。但在弦理论看来,组成物质的最基本结构是振动弦,而非亚原子粒子,弦的不同振动频率产生了不同性质的粒子。弦的尺寸极其微小,如果把一个原子放大到整个太阳系,那么弦还没有一颗树大。基于这些微小的振动弦,弦理论能够优雅地解释了四大基本作用力。
最初的弦理论建立在十个维度之上,比我们所认知的四维时空多了六维。该理论认为,另外六个维度蜷缩在普朗克尺度上,这是宇宙中最小的可测长度。自弦理论发展以来,物理学家提出了数个似乎都是正确的弦理论。此后,弦理论学家又在数学上增加了第十一维,从而把几个弦理论统一成M理论。
M理论的第十一维预测了一种新型的弦,它能够无限延长创造出所谓的膜。根据这个理论,存在着无数个膜,并且每个膜都是一个平行宇宙,这样就能解决统一引力的问题。虽然物理学的标准模型已经统一了电磁力、强核力和弱核力,但引力仍然难以结合。该问题的部分原因是引力相较于其他三种力非常微弱。而M理论在数学上得出结果,之所以引力非常微弱,是因为它只是从平行宇宙中泄漏出来。
M理论认为,弦可以是开放的,也可以是闭合的。开弦有一个端点附着在它们所在的膜上,使物质包含在膜内。人类被认为是由开弦组成,这就是为什么我们无法进入其他维度,也无法与其他维度交互。然而,闭弦没有附着在它们所在的膜上,所以能够从中泄漏出去。如果传递引力的引力子是由闭弦组成,那么,引力就能从平行宇宙中泄漏到我们宇宙。
此外,弦理论还能解释宇宙大爆炸。按照现有的理论,宇宙诞生于一个奇点的大爆炸,但物理学家一直不清楚是什么原因引起的。而根据弦理论,两个膜的碰撞会导致宇宙大爆炸。
然而,弦理论的最大问题在于它无法得到实验的证实,目前还只是一种数学方法。因此,对于该理论的批评不在少数。尽管如此,支持者相信,随着技术的进步,未来将会发现弦理论的证据。