老百姓都能看懂的牛顿定律和相对论

牛顿和牛顿定律

我们凡夫俗子都处在物质环境之中，因此掌握部分物理常识对日常生活确实大有裨益。认知客观世界存在两种途径：物理与数学。人类探求世界本质至今最根本、最快捷的途径仍然是数学。只是该学科过于玄妙，基本上只供少数接受过系统学习的人士专享。我们显然不属于那部分人！所以对咱们来说，物理学是当前了解世界的最佳途径！

物理学指什么？物理学定义：物理学是一门探索物质运行普遍法则和物质核心构造的学科。作为自然科学的核心领域，物理学考察从广阔宇宙到细微基本粒子所有物质最基础的运行方式与法则，因而成为其他自然科学分支的研究根基。它的理论体系大量运用数学作为表达工具，以实验作为验证理论准确性的根本依据，它是当前最为严谨的一门自然科学分支。

物理学演进阶段：首先是牛顿力学理论，其次是爱因斯坦的相对论，再者是量子力学理论，最新研究进展可参考我之前撰写的文章《超弦理论浅析，适合大众理解》

我将依次介绍各项器具，期待网友借助这些实体器具，得以窥见更广阔、更奇妙的世界。这便是撰写此文的主旨。为了让各位更容易领会，我仅选取了在我看来最为关键且易于把握的内容，因此或许会显得条理不够清晰开yun体育app入口登录，恳请各位予以谅解。

牛顿的学说使航天器得以发射开元ky888棋牌官网版，爱因斯坦的学说则保障了导航系统的精准运作。接下来让我们先认识一下这两位杰出人物。

第一回合老牛先上场了：

力学方面： 牛顿三大定律：

1、不受力作用的物体将沿直线匀速运动

物体受力时，其运动状态会随之转变，速度的调整幅度同外力大小直接关联，而与物体自身的沉重程度则呈现负相关关系。

宇宙中任何两个物体之间都有相互吸引的力，这个力的大小跟物体质量的积有关，跟它们之间间隔的平方成反比。

根据这三种法则的运算方式，十九世纪的科学家能够说明天体围绕恒星运行的路径，星球围绕行星旋转的轨迹，海水涨落的规律以及山体崩塌的现象，他们甚至掌握了测算恒星和地球质量的方法。此外，借助一套基础的电学磁学原理，学者们可以阐明雷电的形成，磁石的特性，无线信号的传输，以及光线移动时发生的偏折和反射现象。

空间维度包括东与西、南与北、上与下，这构成了牛顿设想的那种绝对空间，这种空间源自人们的普遍体验。这种空间是唯一存在的，被所有人、太阳、行星以及恒星所共享。我们都在这个空间中活动，以各自不同的路径和速率前进，但感知空间的方式却完全一致。这个场所使我们感知到有长度、有宽度、有高度，按照牛顿的看法，不论怎样移动，只要测量得足够细致，对于同一个物体，我们依然会得到一致的长度、宽度、高度。

时间层面：牛顿所认定的绝对时间，与我们日常感知的时日一致，它自始至终不曾停歇，如同生命旅程般周而复始，我们借助精准的计时工具，或者参照地球自转和天体运行的规律来计量时刻。不论人类、太阳、行星还是恒星，所有存在都同步感受着光阴的更迭。

牛顿的学说以固定不变的时间与空间为前提而构建而成。当牛顿提出绝对时空观念后，人们依据日常经验认为这一想法极为合理。不过，此观点在随后的两个世纪里屡遭诘难。

爱因斯坦和相对论

第二回合小爱上场：

相对论的核心观点是相对性原理，该原理指出物理规则不受观察者所处参照系的影响。狭义相对论（Special Relativity）探讨的是恒定速度直线运动的坐标系里，物理规律的表现形式，广义相对论（General Relativity）则将适用范围扩展到了包含加速度的坐标系，并且借助等效原理，该理论被大量应用于引力环境。现代物理学以相对论和量子力学为两大核心理论奠定基础。经典力学作为物理学的基础理论，其适用范围仅限于低速宏观物体。高速运动现象需要借助相对论来解释，而微观领域的亚原子问题则由量子力学给出答案。相对论彻底改变了人类对宇宙和自然界的固有认知，它引入了时间空间相对性的重要观点，提出了四维时空的时空观，并阐述了弯曲空间的理论概念。狭义相对论提出于1905年，广义相对论提出于1915年。

爱因斯坦的学说将时间与空间融合在了一起。他主张物理的客观存在由众多事件构成，每个事件可以用四个数值来刻画。这四个数值即为它的时空位置t以及x、y、z，它们共同形成一个四维的刚性连续时空结构。四维时空被认为是构成真实世界的最小维度，我们所处的环境正好是四维的，至于更高维度的真实空间，至少目前我们还无法察觉。

四维空间里的自然法则，比起三维的更加周全，这表明我们确实存在于四维环境之中。至少，它比牛顿的力学体系要周密得多。我由此畅想，要是能进入更高维度，比如二十五维，或许能遇见一个更辽阔、更奇妙的领域。正因如此，我才把《普通人也能明白的超弦学说》推荐给大家。

非欧几里得几何学是相对论的基础，具体表现为黎曼几何学。罗氏几何与黎曼几何属于非欧几何学的两大分支。黎曼通过更宏观的视角，将这三种几何学整合为黎曼几何学。非欧几何学中存在诸多反直觉的结论。例如，三角形的内角和并非180度，圆周率也不等于3.14。因此，在刚被提出时，它遭到了广泛的质疑开元棋官方正版下载，被视为毫无实际价值的理论。直到在球面几何中发现了它的应用才受到重视。

阿尔伯特·爱因斯坦在《相对论》中阐明：空间并非固定不变，不存在绝对空间；时间亦非绝对独立，与物质运动紧密相连。牛顿物理学的根基因此受到根本性动摇。《相对论》的问世，使得人们对于绝对空间和绝对时间的固有观念彻底破灭。

第三回合薛定谔的猫且听下回再讲：