第307章 广义相对论两大基本原理!(盟主加一更!)

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    惯性这个词语,日常生活中我们经常遇到。
    比如,一列火车疾驰而来,即便它已经开始刹车,但也不能立刻停下来。
    因为我们知道火车具有惯性。
    并且在普通人的认知中,物体的质量越大,则它的惯性越大。
    然而,很少有人真正思考过,惯性的本质是什么?为什么质量可以衡量惯性的大小?
    这是因为我们受到的教育,并不是从头开始的,而是预设了很多内容。
    物理学严格算起来,应该是从伽利略开始的。
    古希腊的那帮人,他们更注重的是思想的辩论,而不是具体的实验。
    比如关于运动。
    古希腊哲学家上来就研究运动的本质,讨论物体为什么会运动。
    但是却不去研究物体到底是怎么运动。
    说白了,他们不去研究过程,直接讨论结果。
    而伽利略不同。
    他是第一个将理性思维和实验结合起来的人。
    他通过实验去研究物体的运动过程,从而发现规律。
    其中惯性定律就是他最重要的发现之一。
    伽利略认为物体的静止状态和直线匀速运动状态,是完全等价的。
    并且他给这种状态起了一个名字,就叫:惯性系。
    什么意思呢?
    比如人在高铁上,如果把窗户都关上,假设轨道非常平滑,高铁没有一点颠簸。
    那么其实人是感觉不到自己在运动的。
    在没有其他参照系的情况下,是不可能分清匀速直线运动和静止的。
    而所谓的惯性,就是物体保持这种状态的能力。
    并且基于惯性系的概念,伽利略又发现了一个重要定律。
    那就是相对性原理。
    说的是在任何惯性系中,力学定律总是保持不变。
    什么意思呢?
    你在高铁上做自由落体实验,和你在地面静止时做自由落体实验。
    两种情况下,看到的物体运动过程完全一样。
    小球都是笔直下落,测出来的加速度也完全一样。
    这就是相对性原理。
    它非常符合人类的直觉体验,而且很容易用数学公式表达出来。
    因此它和惯性定理一样,都是公理、公设。
    意味着你可以去尝试证伪,但是没有办法证明。
    牛顿完全继承了伽利略的两大力学定律。
    在此基础上,提出了牛顿力学三大定律。
    所以,牛顿说他站在巨人的肩膀上没有错,伽利略就是那个巨人。
    牛顿是继承而不是生搬硬套。
    首先,他给惯性定律下了一个严格的定义。
    即一个质点或者物体在不受外力的情况下,它将保持静止或者匀速直线运动。
    这就是牛顿第一定律。
    牛顿就是牛顿,和普通人不一样。
    他没有满足既有的定律,而是想的更深一步。
    那物体要是在惯性运动的时候,突然给它施加一个力会发生什么。
    这就是牛顿第二定律。
    即力会改变物体的运动状态,产生一个加速度。
    用数学公式表达就是F=ma。
    不管是后世还是现在,只要是刚接触物理学的人,学到的第一个物理公式恐怕都是它。
    看起来非常简单,小学生都会算。
    但会算没用。
    其实你并没有思考过公式背后的深刻道理。
    牛顿当时在研究第二定律的时候,他就在思考一个问题。
    为什么同样大小的力施加在不同的物体上,产生的加速度会不一样呢?
    聪明的你立刻回答:因为质量m不一样啊。
    恭喜你,答错了!
    因为当时牛顿还没有推导出这个公式。
    牛顿认为是惯性的原因。
    物体的惯性总是让它倾向于保持原有的运动状态。
    即物体的惯性是一种反抗外力的能力、固有属性。
    惯性越大,反抗能力就越强;反之,惯性越小,反抗能力就越弱。
    而惯性的大小,可以用【惯性质量】来表示。
    也就是牛顿推导的F=ma中的m。
    注意!
    重点来了。
    这个惯性质量m并不是我们常说的质量。
    什么意思呢?
    女神身材非常好,身高170cm,重量只有50kg。
    我现在在后面推动女神,会给女神产生一个加速度。
    我们代入公式F=ma时,m用的就是女神的重量,也是50kg。
    但是!
    这是两种完全不同的质量,只是恰好数值相等而已。
    女神的重量是引力质量,而不是惯性质量。
    惯性质量是物体抵抗外力的能力,而引力质量是物体之间产生引力的
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