力学论文范文

力学论文范文第1篇

自80年代联结主义范式兴起以后，符号主义和联结主义成为认知的两大基本范式，由于两大范式建立在功能主义假设和联结主义假设之上，受到一系列质疑。随着最近十年一些有关动力系统的问世，一种新的关于认知科学的基础理论似乎在逐步形成，例如，格罗布斯（Globus1992），罗伯特森（Robertson1993），西伦（len）和斯密斯（Smith1994）的文章和著作希望一种对认知更好的动态的理解进路。特别是冯•盖尔德（vanGelder）和波特（R.Port）(1995)年出版了一本关于认知科学的动力理论的书：提出认知科学的动力学进路（It’sabouttime:Anoverviewofthedynamicalapproachtocognition,Mindasmotion:Explorationsinthedynamicsofcognition,Cambridge,MA,MIT），被作为认知科学第三种竞争范式的宣言。此书引起了较大凡响,如华盛顿大学伊莱斯密斯（C.Eliasmith）1996年发表了《第三种竞争范式：对认知的动力理论的批判性考察》，其后也有其他人的热烈讨论。

冯•盖尔德针对80年代以后符号主义、联结主义范式所产生的困难，提出他的动力学假说（DynamicistHypothesis）。对于认知科学中的时间、构架、计算和表征等概念都提出了不同的解释。冯•盖尔德把纽厄尔（Newell）西蒙（Simon）的计算主义假说或说物理符号系统假说：

“的认知系统在物理符号系统的意义上是智能的。”

相关的，期望用动态眼光理解认知的还有丘奇兰德（Churchland）和谢诺沃斯基（Sejnowski），他们（1992）把所拥护的联结主义假说表述为“突现性是以系统的某种方式依赖于低层现象的高层结果”。他们承诺“通过构架的低层神经的作用能达到复杂的认知效果”

“直觉过程是一种亚概念的（subconceptual）联结主义动力系统，它不接受完全的、形式化的、精确的概念层次的描述”。

“用亚概念网络把自然认知系统看作是动力神经系统是最好的理解。”

有一种假设认为，人意向性意识涌现于集群系统动力学，并由环境激发。

动力系统类包括任何随时间变化的系统，广泛用于对自然界的描述。动力论者期望勾画一类特殊的能恰当描述认知的动力系统。于是1995年冯•盖尔德给出他的动力学假说（DynamicistHypothesis）：

“自然的认知系统是某种动力系统，而且从动力学眼光理解认知系统是最好的理解。”

动力学假说是以数学的动力系统理论为基础描述认知的，用数学中的状态空间（statespace）、吸引子（attractor）、轨迹（trajectory）、确定性混沌（deterministicchaos）等概念来解释与环境相互作用的认知主体（智能体）的内在认知过程。用微分方程组来表达处在状态空间的认知主体（智能体）的认知轨迹。换句话说，认知是作为认知主体所有可能的思想和行为构成的多维空间被描述的，特别是通过在一定环境下和一定的内部压力下的认知主体的思想轨迹来详尽考察认知的。认知主体（智能体）的思想和行为都受微分方程的支配。系统中的变量是不断进化的，系统服从于非线性微分方程，一般来讲是复杂的，是确定的。

二．认知科学的几个动力系统模型

这些模型虽然不仅仅是动力学假设的实例，但被动力论的倡导者看作他们的范式的担当者。

1．循环原动力行为模型（CyclicalMotorBehaviorModel）

罗伯特森（1990）曾用动力学进路对CM（新生婴儿的自发的原动力行为中的循环）做了大致勾画。罗伯特森采集了大量的关于新生婴儿呈现的自发的原动力行为的数据。由于这些经验数据的有效性，这个动力系统模型CM是少有的几个能够充当动力系统模型的。而且许多人认为，这是一种可定量化的生行为的一种非隐喻的动力描述，恐怕较临床心理学的研究结果更能让人欣然接受。

罗伯特森后来过滤了观察状态空间，获得了带有少数自由度的一个理想的动力模型，似乎能够模拟CM的随机过程。但基于后来的研究，罗伯特森只能得出结论说是“我对CM的生物学基质清楚地知道的很少”。结果，至今还没有完美的动力系统模型。

因此罗伯特森说：“我们距离建立一种使状态变量和参数与生理学和环境因素有清楚对应的关于CM的动力系统模型的目标，还有相当长的路要走”。

2．嗅觉球状模型(OlfactoryBulbModel)

斯卡德（Skarde）和弗里曼（Freeman）1987年的论文“为了了解世界大脑是如何制造混沌的”大致勾勒了这个模型并进行了一定程度的实验，这是一个基于嗅的神经过程的考察，借助复杂动力系统理论描述感受器官的神经系统的各种复杂状态、包括描述混沌神经元活动及其有的轨迹而提出的精致模型。盖尔德和格罗布斯、巴顿（Bardon）纽曼（Newman）等都承认它可以作为动力系统模型。

3．动力振动理论模型（MotivationalOscillatoryTheory）

动力振动理论（MOT）是一个关于循环的动力系统的模型。是冯•盖尔德（1995）推荐作为动力论假说范例的一个简化的动力系统模型，它是由……提出的。

但是这个系统最大的就是如何正确选择系统的参数。因为对于动力系统而言，是对初值敏感的，“改变动力系统的一个参数就改变了它的整个动力学”（vanGelder，1995，p.357）。

4．语言认知的动力学模型

5．关于意识的动力学模型

……

三．动力学认知范式对表征的理解

表征是认知科学最核心的概念之一。表征包括对象表征、问题表征和知识表征等，还有内隐表征和外显表征，人的表征和机器表征，总之，表征被认为是人类对自身和对外部世界表达式的媒介，特别是，知识表征是推理的前提。在计算主义框架下,知识表征是有效计算的媒介，是使计算机世界的信息沟通以及与人的世界的信息沟通成为可能的媒介。在我们今天普遍流行的认知科学范式中最重要的就是表征与计算问题，无论是作为“一种替代物”，“一组本体论承诺”，还是“一种媒介”（韦格曼（M.Wageman,1996）），抑或一种“被构造出来的作为另一对象的替代物而存在的符号”(刘西瑞，2004)，大家都默认着一个假定，“没有表征就没有人类认知”。

动力论的认知范式与其他范式的一个重要区别是对表征的不同理解。符号主义模型是以符号表征为基础的。联结主义的表征是以网络中的并行式表征或局部符号表征（Globus1992,ThelenandSmith1994;vanGelder1993,1995）为基础的。但动力论的认知范式则宣称，一个动力模型应当是“无表征的”。

在对联结主义范式的批判中，格洛布斯指出，“表征的过程实际上是在简化网络中的（符号的）计算过程。”在真实的网络中是无表征的，它们是变化的；是借助化学变化的自组织过程，因此谈论表征是没有意义的（Globus1992,p.302），类似的，vanGelder认为“表征概念对于理解认知是不充分的一种诡辩式的东西（sophisticated）（vanGelder，1993，p.6）.ThelenandSmith宣称“我们根本不去建立什么表征”（ThelenandSmith1994，p.338）！动力主义者认为，对于恰当解释认知，表征是完全不必要的。

实际上，布鲁克斯（R.Brooks）就宣称，将建造一种完全自动的、能动的行为者（创造物），它们与人类共存于世界上，并被人类认可是有自己权利的智能存在。创造物在它的动力环境中必须以随机应变的方式恰当处理问题。它们应有多种目标，能适应环境，也能利用偶发环境。布鲁克斯的方案是把复杂系统分解为部分来建造，再连接到复杂系统中。他所设计的机器人，是靠控制不同的层次直接与环境作用，因此他宣称“根本不需要表征”（1991）。

因此,也有人攻击动力论范式，拒斥表征无非是对行为主义规划的不成功表达的一种强烈暗示。说它是“无表征的”，不如说它是“在某种类型的非计算的动力系统中存在状态空间演化的”。

四．对认知科学的动力学范式的批判性考察

动力系统理论对认知行为的连续性提供了随时间变化的自然主义的说明。这是其他范式不能说明的，其他范式一般来讲是忽略时间概念的。但人类大脑与环境之间是随时有信息交流的，而且是处在不断变化的，暂态的连续的认知是随时间变化的。

动力系统理论的优势是对认知的描述是多元的，是一种经验可检验的理论，可以对描述认知系统的微分方程进行修正，也可以用已知的技术去解这些方程，比起其他理论，它是一种定量的分析，是理解认知的一种确定性的观点。另一优势是动力系统的描述可以展示人类行为复杂的，混沌的特性。动力论者认为，如此对认知的分析描述，应当是已经找到了替代认知科学中的符号主义、联结主义的新范式。果真如此吗

但是前面讨论的一些模型外，至今有多少是成功的模型？

对于表征的理解受到质疑.

如何保证动力系统的各变量和参数的恰当选择？系统的稳定性和可靠性问题。

认知的动力系统虽然不是一种隐喻性的，而是一种定量的分析，但对于定量性描述的因素的选择基于什么原则？

动力学理论是否构成同符合主义、联结主义具有同样竞争力的第三种范式？

它是对于认知的最有潜力和生命力的新范式？

……

一．第三种竞争范式的提出

自80年代联结主义范式兴起以后，符号主义和联结主义成为认知的两大基本范式，由于两大范式建立在功能主义假设和联结主义假设之上，受到一系列质疑。随着最近十年一些有关动力系统的问世，一种新的关于认知科学的基础理论似乎在逐步形成，例如，格罗布斯（Globus1992），罗伯特森（Robertson1993），西伦（len）和斯密斯（Smith1994）的文章和著作希望一种对认知更好的动态的理解进路。特别是冯•盖尔德（vanGelder）和波特（R.Port）(1995)年出版了一本关于认知科学的动力理论的书：提出认知科学的动力学进路（It’sabouttime:Anoverviewofthedynamicalapproachtocognition,Mindasmotion:Explorationsinthedynamicsofcognition,Cambridge,MA,MIT），被作为认知科学第三种竞争范式的宣言。此书引起了较大凡响,如华盛顿大学伊莱斯密斯（C.Eliasmith）1996年发表了《第三种竞争范式：对认知的动力理论的批判性考察》，其后也有其他人的热烈讨论。

冯•盖尔德针对80年代以后符号主义、联结主义范式所产生的困难，提出他的动力学假说（DynamicistHypothesis）。对于认知科学中的时间、构架、计算和表征等概念都提出了不同的解释。冯•盖尔德把纽厄尔（Newell）西蒙（Simon）的计算主义假说或说物理符号系统假说：

“的认知系统在物理符号系统的意义上是智能的。”

相关的，期望用动态眼光理解认知的还有丘奇兰德（Churchland）和谢诺沃斯基（Sejnowski），他们（1992）把所拥护的联结主义假说表述为“突现性是以系统的某种方式依赖于低层现象的高层结果”。他们承诺“通过构架的低层神经的作用能达到复杂的认知效果”

“直觉过程是一种亚概念的（subconceptual）联结主义动力系统，它不接受完全的、形式化的、精确的概念层次的描述”。

“用亚概念网络把自然认知系统看作是动力神经系统是最好的理解。”

有一种假设认为，人意向性意识涌现于集群系统动力学，并由环境激发。

动力系统类包括任何随时间变化的系统，广泛用于对自然界的描述。动力论者期望勾画一类特殊的能恰当描述认知的动力系统。于是1995年冯•盖尔德给出他的动力学假说（DynamicistHypothesis）：

“自然的认知系统是某种动力系统，而且从动力学眼光理解认知系统是最好的理解。”

动力学假说是以数学的动力系统理论为基础描述认知的，用数学中的状态空间（statespace）、吸引子（attractor）、轨迹（trajectory）、确定性混沌（deterministicchaos）等概念来解释与环境相互作用的认知主体（智能体）的内在认知过程。用微分方程组来表达处在状态空间的认知主体（智能体）的认知轨迹。换句话说，认知是作为认知主体所有可能的思想和行为构成的多维空间被描述的，特别是通过在一定环境下和一定的内部压力下的认知主体的思想轨迹来详尽考察认知的。认知主体（智能体）的思想和行为都受微分方程的支配。系统中的变量是不断进化的，系统服从于非线性微分方程，一般来讲是复杂的，是确定的。

二．认知科学的几个动力系统模型

这些模型虽然不仅仅是动力学假设的实例，但被动力论的倡导者看作他们的范式的担当者。

1．循环原动力行为模型（CyclicalMotorBehaviorModel）

罗伯特森（1990）曾用动力学进路对CM（新生婴儿的自发的原动力行为中的循环）做了大致勾画。罗伯特森采集了大量的关于新生婴儿呈现的自发的原动力行为的数据。由于这些经验数据的有效性，这个动力系统模型CM是少有的几个能够充当动力系统模型的。而且许多人认为，这是一种可定量化的生行为的一种非隐喻的动力描述，恐怕较临床心理学的研究结果更能让人欣然接受。

罗伯特森后来过滤了观察状态空间，获得了带有少数自由度的一个理想的动力模型，似乎能够模拟CM的随机过程。但基于后来的研究，罗伯特森只能得出结论说是“我对CM的生物学基质清楚地知道的很少”。结果，至今还没有完美的动力系统模型。

因此罗伯特森说：“我们距离建立一种使状态变量和参数与生理学和环境因素有清楚对应的关于CM的动力系统模型的目标，还有相当长的路要走”。

2．嗅觉球状模型(OlfactoryBulbModel)

斯卡德（Skarde）和弗里曼（Freeman）1987年的论文“为了了解世界大脑是如何制造混沌的”大致勾勒了这个模型并进行了一定程度的实验，这是一个基于嗅的神经过程的考察，借助复杂动力系统理论描述感受器官的神经系统的各种复杂状态、包括描述混沌神经元活动及其有的轨迹而提出的精致模型。盖尔德和格罗布斯、巴顿（Bardon）纽曼（Newman）等都承认它可以作为动力系统模型。

3．动力振动理论模型（MotivationalOscillatoryTheory）

动力振动理论（MOT）是一个关于循环的动力系统的模型。是冯•盖尔德（1995）推荐作为动力论假说范例的一个简化的动力系统模型，它是由……提出的。

但是这个系统最大的就是如何正确选择系统的参数。因为对于动力系统而言，是对初值敏感的，“改变动力系统的一个参数就改变了它的整个动力学”（vanGelder，1995，p.357）。

4．语言认知的动力学模型

5．关于意识的动力学模型

……

三．动力学认知范式对表征的理解

表征是认知科学最核心的概念之一。表征包括对象表征、问题表征和知识表征等，还有内隐表征和外显表征，人的表征和机器表征，总之，表征被认为是人类对自身和对外部世界表达式的媒介，特别是，知识表征是推理的前提。在计算主义框架下,知识表征是有效计算的媒介，是使计算机世界的信息沟通以及与人的世界的信息沟通成为可能的媒介。在我们今天普遍流行的认知科学范式中最重要的就是表征与计算问题，无论是作为“一种替代物”，“一组本体论承诺”，还是“一种媒介”（韦格曼（M.Wageman,1996）），抑或一种“被构造出来的作为另一对象的替代物而存在的符号”(刘西瑞，2004)，大家都默认着一个假定，“没有表征就没有人类认知”。

动力论的认知范式与其他范式的一个重要区别是对表征的不同理解。符号主义模型是以符号表征为基础的。联结主义的表征是以网络中的并行式表征或局部符号表征（Globus1992,ThelenandSmith1994;vanGelder1993,1995）为基础的。但动力论的认知范式则宣称，一个动力模型应当是“无表征的”。

在对联结主义范式的批判中，格洛布斯指出，“表征的过程实际上是在简化网络中的（符号的）计算过程。”在真实的网络中是无表征的，它们是变化的；是借助化学变化的自组织过程，因此谈论表征是没有意义的（Globus1992,p.302），类似的，vanGelder认为“表征概念对于理解认知是不充分的一种诡辩式的东西（sophisticated）（vanGelder，1993，p.6）.ThelenandSmith宣称“我们根本不去建立什么表征”（ThelenandSmith1994，p.338）！动力主义者认为，对于恰当解释认知，表征是完全不必要的。

实际上，布鲁克斯（R.Brooks）就宣称，将建造一种完全自动的、能动的行为者（创造物），它们与人类共存于世界上，并被人类认可是有自己权利的智能存在。创造物在它的动力环境中必须以随机应变的方式恰当处理问题。它们应有多种目标，能适应环境，也能利用偶发环境。布鲁克斯的方案是把复杂系统分解为部分来建造，再连接到复杂系统中。他所设计的机器人，是靠控制不同的层次直接与环境作用，因此他宣称“根本不需要表征”（1991）。

因此,也有人攻击动力论范式，拒斥表征无非是对行为主义规划的不成功表达的一种强烈暗示。说它是“无表征的”，不如说它是“在某种类型的非计算的动力系统中存在状态空间演化的”。

四．对认知科学的动力学范式的批判性考察

动力系统理论对认知行为的连续性提供了随时间变化的自然主义的说明。这是其他范式不能说明的，其他范式一般来讲是忽略时间概念的。但人类大脑与环境之间是随时有信息交流的，而且是处在不断变化的，暂态的连续的认知是随时间变化的。

动力系统理论的优势是对认知的描述是多元的，是一种经验可检验的理论，可以对描述认知系统的微分方程进行修正，也可以用已知的技术去解这些方程，比起其他理论，它是一种定量的分析，是理解认知的一种确定性的观点。另一优势是动力系统的描述可以展示人类行为复杂的，混沌的特性。动力论者认为，如此对认知的分析描述，应当是已经找到了替代认知科学中的符号主义、联结主义的新范式。果真如此吗

但是前面讨论的一些模型外，至今有多少是成功的模型？

对于表征的理解受到质疑.

如何保证动力系统的各变量和参数的恰当选择？系统的稳定性和可靠性问题。

认知的动力系统虽然不是一种隐喻性的，而是一种定量的分析，但对于定量性描述的因素的选择基于什么原则？

动力学理论是否构成同符合主义、联结主义具有同样竞争力的第三种范式？

它是对于认知的最有潜力和生命力的新范式？

力学论文范文第2篇

关键词:惯性；存在；时间；空间

惯性是经典力学中的一个基本概念，同时它又是人们日常生活中的一个基础性观念，并且惯性问题也是经常被物理学界讨论的一个话题（1）。可是，尽管经典力学经过了漫长的发展时期，大部分的物理教师在此问题上还存在着很多的混乱性（2），本文试从几个方面对惯性进行了讨论，望引起大家的共识。

一、惯性的意义

大家知道，惯性是物体保持静止状态或匀速直线运动状态的性质（3）。一个物体，只要不受外力作用，原来静止的就会一直静止下去，而原来运动的则会一直作匀速直线运动。这里的问题在于：惯性是否是物体的性质？依据牛顿第一运动定律，任何物体均具有惯性。因而，看来惯性不是被研究物体的性质，因为这一性质是一切物体所具有的，也就是说它与物体的个别特征无关。因而，惯性只能是存在的一个特征，是被研究对象周围的环境在此对象上的表现。换一句话说，它是存在于物体周围的一种条件，一种约束。

二十世纪初，德国数学家诺特尔（4）证明了：空间平移对称性导致动量守恒、空间转动对称性导致角动量守恒、而时间均匀性导致能量守恒。事实上，物体的惯性是时间均匀性与空间对称性的必然结果。因而它与个别的特殊研究对象无关。惯性不是个别存在物的性质，个别存在物只是惯性的显现者，惯性的本质与个别存在物的特性无关。从而我们就不能用反映个别存在物性质的量（例如质量）来测度惯性。因为惯性作为存在的一种显现，并无大小可言，它只是存在之状态的表达。

二、惯性与物体运动状态变化的难易程度无关

通常认为质量是物体惯性大小的量度是据于这样的理由：质量大的物体在相同的力作用下其运动状态不容易改变。这是由牛顿第二定律所得到的基本结论。而事实上物体运动状态是否变化，物体运动状态的变化是难还是容易是与惯性无关的。惯性所揭示出的物体之性质不在于其使（或抗拒）物体运动状态的改变或代表改变的难易程度的能力，而在于它的保持某种特定状态（静止或匀速直线运动）的本领：在最相似的物之间，错觉说着最巧妙的谎；最小的罅隙是最难度（5）。因而惯性与物体的质量无关。倘若惯性与物体的质量有关的话，则我们也可以说力与惯性也有关系。因为对于相同质量的物体而言，力越小其运动状态就越难改变。因而，也即力越小物体的惯性越大。事实上，在惯性概念发展的最初时期，牛顿就将惯性与力进行等价的思考，当然现在大家知道牛顿的把惯性等同于力的思想是错的了。如果要说质量与惯性确有联系的话，作者以为也只能从这样的一个视角来看：惯性是由其表现物体周围存在着的与时空有关的天体质量分布情况决定着的性质。这是因为，根据广义相对论，空间的性质是由天体质量的分布所决定的。至于时间，自从奥古斯丁（6）提出“什么是时间？”以来，人们还没有认清它的真面目，也因而从更深的层次上而言，人们只认识到什么是惯性而还没有搞清惯性是什么。

惯性不是一种由个别物体自身所具备的原因（诚然，所有物体均会表现出惯性），它不是我们的一种吃力的、需要支撑的、痛苦感的反映，事实上，它是存在之美感的绽开。因而“惯性是物体对任何改变其运动状态的外来作用的阻抗的性质”（7）这样一种说法就是不当的。因为这一注释还是从对牛顿第二定律的基本分析而来的，在这一注释中已经隐藏了牛顿第二定律及对惯性与物体质量等价的认同感。其实，惯性是一种令人十分安全的、舒适的、和谐的存在之性质，它使物体的存在行为非常简单，而人们也往往由于常见到这种存在的简单性而忽视了它的深层含义。静止的永远静止，运动的永远作匀速直线运动，惯性就是将存在如此单调而重复地显现在人们眼前。凡是背离了这两种物体的存在情况而用惯性去解释其存在原因的，作者以为均属一种不当的诡辩行为。可是这种诡辩行为不仅麻木了人的脑神经而且充斥着各种各样的教科书（8），我们来看一些下面的例子。

例1．惯性也有不利的一面，高速行驶的车辆因惯性而不能及时制动常造成交通事故。所以，在城市的市区，对机动车的车速都有一定的限制，以利于行车安全。（9）

在这里，不能及时制动是由于惯性还是由于制动力不够大？略作思考，读者就可判断出是由于后者。将惯性看成一种破坏力是十分荒唐的。而发生交通事故的真正原因是，由于车辆质量较大，而相应的制动力在如此质量的物体上所产生的加速度很小，不能使车辆很快地减速，从而在短时间内停下来。倘若对于质量较大的车辆来说制动力也允许更大，那么作者认为还是可以在一定的时间内制动车辆的。

并且，这个例子中的“高速行驶的车辆”及“对机动车的车速都有一定的限制”的字句很容易使学生认为惯性和物体的运动速度有关。这对于初学者来说是一个很大的误导。

例2．把斧柄的一端在水泥地面上撞击几下，斧头就牢牢地套在斧柄上了，这是什么缘故呢？（10）

通常标准答案是这样的：开始斧头和斧柄同时向下运动，当斧柄遇到障碍物时突然停止，而斧头由于惯性保持原来的运动状态，这样斧头就牢牢地套在斧柄上了。

事实上，斧头在斧柄上套牢是由于斧头克服了阻力相对于斧柄运动了一段位移，而惯性不是克服某种阻力使斧头运动的原因。在此问题中的一个效果是斧头相对于斧柄产生了某种（克服一定力的）运动，因而我们必须以斧柄为参照系来考察此种运动的实质。当以斧柄为参照时，实际上斧柄在撞击的过程中是一个非惯性系，它相对于惯性系有一个向上的加速度。因而斧头在此参照系中必受到一个向下的“惯性力”，正是此力与斧头的重力克服了斧头与斧柄之间的弹力与摩擦阻力使斧头相对于斧柄前进了一段位移，从而使斧头在斧柄上套牢。如果一定要以地面为参照系来看斧头在斧柄上套牢的问题，那么可以这样认为：虽然斧头在斧柄上向下套牢的过程中没有受到除重力以外的向下的另外力，但相对于地面而言斧头具有一定的动能和重力势能，正是这个能量克服了阻力作功从而转化为内能。所以从效果上看，一是斧头相对于斧柄向下移动了一段位移，二是斧头与斧柄的接触面上在发热。

如果仅从动力学的角度来看，斧头在斧柄上套得牢不牢是由其受到的作用力大小与作用时间（或所通过的位移）所共同决定的，也就是说它和斧头相对于斧柄的动能或动量变化有关。斧柄在“水泥地面”上“撞击”这两个条件只是使斧柄产生了相对于水泥地面的较大的动量变化率，从而也使斧头具有了相对于斧柄的惯性力。但是，虽然这个惯性力构成了斧头套牢在斧柄上的直接原因，可严格地说，斧头在斧柄上套得牢不牢的原因还和斧头的重力及斧柄的弹性和斧头与斧柄的摩擦力大小均有关系。并且斧头在斧柄上套得牢不牢和作用时间也大有关系，因而，撞击“几下”也是一个非常重要的条件。

例3．小车上竖直放置一个木块，让木块随小车沿着桌面向右运动，当小车被档板制动时，车上的木块向右倾倒。这是怎么回事呢？（11）

教科书上的答案是这样的：小车突然停止的时候，由于木块和小车之间的摩擦，木块的底部也随着停止，可是木块的上部由于惯性要保持原来的运动状态，所以木块向右倾倒。

事实上，本例中小车上木块的倾倒是由于力矩作用的缘故。若以地面为参照物，小车对木块的摩擦力对木块的重心而言有一个顺时针旋转的力矩，从而木块向右倾倒。若以小车为参照物，小车被档板制动时已是一个非惯性系，作用在木块（重心）上的“惯性力”对木块的底端也产生一个使木块作顺时针旋转的力矩。

需要指出的是，在上述例2和例3中，斧头在斧柄上套牢和木块在小车上倾倒已是一个涉及物体在非惯性系中的动力学的问题。其中例2是非惯性系中的质点动力学问题，而例3则是非惯性系中的刚体动力学问题。可是，在非惯性系中，我们通常意义上所论述的牛顿第一定律已不成立，从而也失去了此两例的代表意义。也就是说，这两个例子不仅是不准确的解释而且是不适当的例子。在涉及惯性的问题上我们必须分别那些是属于惯性现象，而那些则不属于惯性现象——即为动力学现象。牛顿的例子，毫无疑问是正确的（12），但我们许多的物理学工作者却将惯性对事物的解释范围作了相当随意而并不恰当的扩展或扭曲。其实在讲述惯性时，用不着举更新鲜的特别例子，倒是需指出惯性使我们对事物常态的存在方式太熟视无睹了。这里问题的关键在于，惯性不是使物体改变运动状态（使火车制动、使斧头套牢在斧柄上、使小木块倾倒）的原因。严格地说，这些原因和物体的惯性无关，只和力有关，而至于火车制动得及时不及时，斧头套在斧柄上牢不牢，小木块倾倒得快不快，则不仅与力有关，还和物体的质量、形体、初速度有关。但即使如此地与质量和初速有关却也与惯性无关。

惯性，这个我们通常认为是由物体内在因素决定的性质，其实是物体存在方式的一种条件性：“试取汽车为参考系统来研究‘当汽车急剧刹车的时候，车中乘客有向前倾倒的倾向’这个问题，在汽车急剧刹车前，相对于汽车而言，乘客是静止的，在汽车急剧刹车时，乘客突然向前倾，这就是说，以汽车为参考系统，乘客由静止而突然向前倾，并不保持其静止状态，并不表现出惯性”（13）。这个条件就是：物体要表现出惯性，它必须处于惯性参考系中。而“事物的存在顽强地延续维持不变,无论运动是快是慢抑或停止。”（14）也只在惯性系中才成立。在研究物体的运动学与动力学问题时，惯性系总有着特殊的地位。可是，这个特殊地位的存在并不单单是人类抽象理性的功劳,并不是人类贪懒和间集化的一个报应，惯性系的存在有其形而上的基础：自然之美的呈现及人对自然之美呈现体认的同一性。如果没有了存在的时间均匀性与空间对称性，我们选取的相对于地面作匀速直线运动的参考系对研究动力学问题而言也就将成为一个畸形的怪胎。惯性系不仅在计算上向人类提供了联系物体的相互作用与相对运动的便利方式，其更根本的是它使人与存在的关系成为审美性的。惯性定律给我们的启示是：存在是美的。而惯性系则是自然对人的一个馈赠。也因而，我们应当从审美的视角来看待惯性，而不应当将它看成一个恶魔或一件便宜货。

所有的老师都要求学生不要把惯性与惯性定律混为一谈，可是当我们的老师用动力学的观点来看待惯性——也就是说，把惯性与牛顿第二定律混为一谈的时候，对学生的这一期望是合适的吗？其实这是一个误区：当教完一些物理学的基本概念与规律以后，就要求学生用它们解释自然现象。事实上，物理学中有些基本概念与规律不是要求我们去解释自然现象，它没有这个功能，它只是告诉我们要去感受些什么，它提供给我们的不是一种推理的方式，而是一个判断的原则：它促成我们的判断更接近于自然之美的呈现。

三、惯性定律与牛顿第二定律的关系

当物体所受的合外力为零时，从牛顿第二定律可知物体处于静止状态或作匀速直线运动。可是，仅依据这一点却不能认为牛顿第一定律是牛顿第二定律的一个特例。因为这两个定律的论述对象其实是不一样的。牛顿第二定律的研究对象是一个物体，而牛顿第一定律论述的是整个存在的性质。惯性——这个任何物体均具有的性质其实不是我们的个别研究对象所具有的性质，因为这个“任何物体”，包括了天地间的万物，而万物的总称（15）即是宇宙：“四方上下曰宇，古往今来曰宙”.也即任何个别的物体都不可能无条件地具有惯性：惯性是存在的特性，是存在着的时空的特性，是宇宙的特性。

其次，牛顿第二定律是关于个别物体因果性的规律，而牛顿第一定律却与个别物体的因果性无关，它是存在之状态的表述，它的表述是与具体的特定的时间无关的、瞬时性的。正是这种非时间性（16）构成了牛顿力学的本质特征。也正是牛顿第一定律所成立的时间均匀性与空间对称性构成了惯性系的特殊地位，从而使我们可以在牛顿第二定律的意义上来研究物体的动力学关系。因为毫无疑问，物体的运动性质和规律与采用怎样的空间和时间来度量有着密切的关系（17）。由此可见，不仅牛顿第一定律不是牛顿第二定律和特例，恰恰相反，现行的动力学规律正是牛顿第一定律所揭示的存在之性在具体的个体事物上的展现。惯性定律比牛顿第二定律具有更强的基础性。也就是说，正是惯性现象，构成了牛顿动力学所以成立的操作平台。由于物体在不受外力作用下保持其速度不变，因而物体运动速度的变化才跟物体的受力相关。

最后，牛顿把惯性定律放在三个运动定律的首位也是与其对自然的信仰因素有关的。因为在文艺复兴之前的绝大部分思想家继承了亚里士多德关于物体运动内在决定论的观点。但在牛顿看来，基本的物质粒子完全是惰性的，没有任何自发的运动，而电、磁、光这些‘非物质’的力量则成为神在自然中的行动的载体（18）。也就是说，惯性定律内隐含着牛顿否定亚里士多德运动观的内在目的论从而建立新力学的形而上基础。

四、惯性与具体物体的质量无关

从上面的讨论可以看出：“质量是物体惯性大小的量度”这个论题，在几个角度去看都是错误的。第一，质量不是物体惯性大小的量度。个别研究对象的质量与其所揭示的惯性毫无关联。因为这两者从数量上来看是一对无穷大的关系，从内容上来看是个体与存在的关系，在它们之间，人类的理性不可能找到逻辑上的因果链。第二，“物体（的）惯性”这样的说法缺乏依据，因为惯性不是物体的性质。物体只是作为惯性的表现者而存在的。第三，“惯性（的）大小”这样的说法也缺乏依据，因为惯性没有大小，惯性只是存在的一种表达方式，一种特定状态的显现。第四，既然惯性并无大小，我们也不可去进行量度，事实上，任何一本教科书上也没有指出惯性与质量的函数关系，因为这一函数关系并不存在，它只是人们的一个虚假的逻辑推测，谁也不能证明质量与惯性成正比或不成正比，更不能得出它们之间的比例系数，因为这些关系均是虚假的。因而，物理学界流传的物体的惯性等于它的质量（19）只是人们一个随心所欲的错误言说。

由于物体质量与惯性无关，所以，将牛顿第二定律中的质量称为惯性质量就是不当的，质量的确对物体运动状态的改变有一种象力一样的阻抗作用，质量在改变物体运动的状态上而言似乎有一种“消解”、“抗拒”力的性质。因而作者认为可将现行的“惯性质量”改称为物体的“抗性质量”。正如牛顿所说：“物体只有当有其他力作用于它，或者要改变它的状态时，才会产生这种力。这种力的作用既可以看做是抵抗力，也可以看做是推斥力。（20）”因为质量与物体运动状态的变化快慢有关，它事实上具有动力学特征，当一个物体的质量大时，它对运动状态改变的阻抗能力就越大。

从逻辑上而言，我们只有将惯性从物质的内在因素中解除出来，才能完全地克服牛顿时代的机械论自然观与牛顿第一运动定律之间存在着的深刻矛盾。也就是说，这样才能使牛顿第一定律恰如其分地建立在由文艺复兴所形成的机械论而不是亚里士多德的目的论的形而上学基础之上。

五、惯性定律的表述方式

牛顿第一定律是动力学定律的基础，但它本身并不表征物体的某种动力学性质，它是关于人类体认自然之美、自然之和谐的陈述。据于上面的论述，对牛顿第一定律的陈述方式作以下的要求是并不过分的：反映时间的均匀性，空间的对称性，及自然之美对人的呈现。可是，现行的许多教科书中对牛顿第一定律的陈述是很不一致的。当然，这种不一致性用老眼光来看是无伤大雅的，但以今天的眼光来看，这种差异性就成为值得商讨的了。

例如：一个物体，如果没有受到其他物体的作用，它就保持自己的静止状态或匀速直线运动状态（21）。这样的陈述可能离惯性定律的本义较远，因为这一陈述的方式是在动力学的维度上来进行的，陈述的对象是“一个物体”。这和牛顿第二定律的研究对象是一致的，这样方式的陈述毫无疑问地可以把惯性定律认为是牛顿第二定律的一个特例，因为“如果没有”这几个字就表达了陈述事件的某种特殊性。

另外一种常见的陈述方式是：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。（22）这样一种表述比前一种完整多了，它几乎就是牛顿的原义，但这里的“一切物体”应当换成“任何物体”（23）。因为在此论述中的“任何物体”实际上是对一切物体的否定，而“有外力”应当换成“其它物体的作用”，因为惯性定律是不涉及力的，操作意义上的力这个动力学的基本概念与惯性无关。

作者试着这样来陈述惯性定律：存在着的宇宙有这样一种性质，它使任何物体在没有受到其它物体作用的时候总保持静止状态或匀速直线运动状态。或许，这样的一种陈述方式是较明晰的陈述方式，它强调了惯性与惯性的表现者（个别研究对象）的严格区分，这个陈述的主语是性质，这样的陈述才可称为关于“惯性”的定律。而我们也应当将惯性定义为：使物体保持静止或匀速直线运动状态的性质。

六、人们误解惯性的来源

人们在惯性问题上所犯的错误认识，既来源于历史上人们对于和惯性概念相联结的力与物体运动关系的一贯表达方式，又来源于牛顿的表述与对于牛顿力学理解上的偏差。“事实上，牛顿似乎注定要被人误解”。（24）在牛顿所陈述的第一定律中：（25）“每个物体都保持其静止、或匀速直线运动的状态，除非有外力作用于它迫使它改变那个状态（Everybodypersistsit''''sstateofrestorofuniformmotioninastraightlineuntilitiscompelledbysomeforcetochangethatstate.）”。牛顿对“除非有外力作用于它迫使它”作出了对应的理解，即认为保持其静止或匀速直线运动状态的物体是由内部原因的，这个内部原因即称为惯性：“visinsita,或物质固有的力，是一种起抵抗作用的力，它存在于每一个物体当中，大小与该物体相当，并使之保持其现有的状态，或是静止，或是匀速直线运动”。（26）在牛顿时代，作出这样的判断是无可厚非的：“一个物体，由于其物质的惰性（现称惯性——译者注），要改变它的静止或运动状态就极其不易。因此这种固有的力可以用一个最确切的名称‘惯性’或‘惰性力’来称它。”（27）因为在牛顿时代是无法判定惯性的本质的。从牛顿的这一段话我们大致可以判断出，他几乎是在第二定律的意义上来领会惯性的，因而他才认为（惯性）大小与该物体的运动和质量有关。

这一观点可以追踪到亚里士多德，它影响了包括牛顿在内的一大批科学家的思维方式。在牛顿之前的开普勒也就惯性说过（29）：“如果天体不赋有类似于重量的惯性，要使它运动就不需要力，最小的动力就足以使它有无限的速度，但由于天体公转需要用一定的时间，有的长些，有的短些，因此非常明显，物质必须具有能说明这些差别的惯性”；“惯性，或对运动的阻力是物质的一种特性，在给定的体积中，物质的量愈多，惯性愈强。”由此我们也可见，在开普勒那里已经有惯性等同于力与质量的观点了。

从上面的论述可以看出，人们对于惯性的错误理解主要是由历史原因所造成的，这个原因主要在于：人们普遍地认为事物外在的状态是有其内在原因的。当人们在物体之外找不到令人信服的可感觉的原因的时候，就只能把它归因于物体的内部。牛顿将惯性归因于物体的内部，把惯性看成阻碍物体改变其静止或匀速直线运动状况的内力，他假设的惯性非常接近布里丹的冲力——即：惯性作为一个内力，在缺乏外部动力或阻力时，会引起无定限的直线运动（30），另一方面，牛顿的惯性观又来自于他对古希腊关于自然具有灵魂观念的继承，我们可以从他的著作中强烈地感到，他具有自然界的物体与人一样会在受到作用时产生反作用这样一种强烈的思想意向。显然，在现代人看来，自然界的物体是与人具有本质区别的。

在牛顿以后，欧拉则将牛顿关于visinsita的比较隐晦的注释作了同牛顿之前的有些科学家的直感一样的有一定危险性的表白：“惯性是物体保持静止或保持匀速直线运动的能力．．．．．惯性的大小与质量成正比例。”（31）可是现在看来，这种危险性中是带有错误的。从那以后到现在，人们对于惯性的理解基本上是庸俗性质的。随着现代物理学的发展，特别是诺特尔之后，我们可以认识到使物体保持静止状态或匀速直线运动状态的原因并不在物体的内部、也跟力无关，而是由于物体所处的时间均匀性与空间对称性。也就是说，我们必须对牛顿意义上的惯性作出更开放性与发展性的理解，牛顿的visinsita（惯性是一个消极的本原，靠此本原物体维持它们的运动或静止，按照作用力的大小接受运动，按照受到阻力的大小抵制运动。（32））可以深入为两个层面的结论：在没有外力的作用下，一个物体，它能保持静止状态或匀速直线运动是由于惯性，即时间均匀性与空间对称性；在同样大小的力的作用下，一个物体它的运动状态较难改变是由于它的动力学特性——抗性，即它的质量较大。

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(10)同(9)．

(11)同(9),108．

力学论文范文第3篇

本文主要是对我的前两文[1]与[2]的进一步说明。需要读者结合我的前两文来读此文。由于[1]文中用引力一词，需用[2]文与此文重新理解之。本文的例题可以增强对我观点的理解，同时也体现了由于其进化性而带来的在习题解法上的取代性、新颖性、思路明晰性及简捷性。我的观点核心是“广义惯性与整体天体”，对这两个方面的理解的最大障碍就是我们已经习惯了的牛顿力学的思维方式。只知道用所学到的“知识”去思考世界，而不反省作为思维的基本要素——概念及各种概念、命题、观念之间的逻辑关系的内在合理性问题，这是科学理论研究之大忌。如果现有的概念、命题与观念不能表达新的内容，就需要改变它们，或重新建立。

一、惯性力学

严格说来：牛顿第三定律(互为作用力定律)应该是力学“体系"定律，是在各种作用方式力以及各种属性力之间建立关系的定律；去掉牛顿第三定律后的广义力学核心四定律（见[2]文），应该称为“惯性力学”核心三定律（以下简称“惯三律”）。“广义”是相对牛顿力学及牛顿惯性而言的。之所以还保留“广义惯性”一词，也是因为只有惯三律被大多数人接受后，才会完成它的历史使命，再改变为“惯性”一词。牛顿第一第二定律（以下简称牛二律）是惯三律的物体外部空间在ρ均匀空间情况下的定律，是其推论，不再是惯性力学的核心公设性质的命题

（一）广义惯性使牛顿力学进化

爱因斯坦独具慧眼，从司空见惯的现象中及自由落体运动与质量因素无关的经验事实，总结出了等效原理，且明确与准确地说：物体的同一性质按照不同的处境或表现为“惯性”，或表现为“重性”（[3]第55页）。这个同一性就是广义惯性，这个处境就是空间。牛顿第二定律实质是其第一定律涵义的数学表达式。所以，广义惯性的发现，其革命意义是指动摇了牛顿第一定律的核心地位。广义惯性包含了牛顿惯性，所以，又是其进化。同时，也说明了需要建立一个取代牛二律的进化性质的核心命题系统的新力学理论。广义惯性又引出了两种空间及其区别的新问题。这个新问题困扰了爱因斯坦的一生，走了一大圈“弯”路后，在他晚年时，才看到了解决这个问题的曙光——物体具有空间的广延性（[3]第十五版说明），由此“广延性”再往前走一步，就是[2]文说

*男，1949年生，1983年毕业于东北师大数学系，长春市吉林工学院家属宿舍14号楼43号（130012）

的ρ空间及其区别的标志是其梯度值的有否。这说明还需要一个新的涉及空间的基本概念及与其相对应的原来等效原理所没有涉及到的新的经验事实：物体质量部分的压强梯度现象（注：在固态的具体物体内部，此“压强梯度”表现为“胁强”），也就是爱因斯坦的物体的空间广延性的具体体现。同时也引出了物体的非刚性及其具有内部空间结构的抽象性质（[4]第六章）。于是，“万事俱备”，只欠建立一个新的核心命题系统了。可以说，惯三律就是这个系统。广义惯性是由于把“重性”也归于同牛顿惯性一样的物体属性，所以，其革命意义也主要体现在“重力”方面。“引力”是对重力本质的错误认识。广义惯性与场概念把原来引力中的两个平权的物体分离开来：一个是仅表现广义惯性的一般（非整体）物体；另一个是具有产生重力场的特殊性的中心物体。一般物体与中心物体之间已经没有“力”的关系了。但通过重力场（原来引力场与自转惯性离心力合成的重力场涵义需要改变）有“能”的关系（见此文的“ρ空间与能”一节）。到此为止，广义惯性已经完成了其逻辑任务，即取消了引力及导出了中心物体的特殊性（当然也具有广义惯性的一般性）。这个特殊性的中心物体就是整体天体。于是，广义惯性与整体天体就构成了理论的内部逻辑性（也就是“自圆其说”）。广义惯性取消了惯性质量与引力质量的区别。当然，更没有质量的第三个属性——产生引力场。说重力场是特殊的ρ空间，也有其对应的经验事实，即具有重力场的质量部分的天体，一般都具有密度及压强（也有温度及磁场因素）与中心距离近似反比分布（中聚度）的现象。同时，其现象也表明了这个天体（中心物体）的特殊性。中聚度现象已经是整体性的一种体现。

（二）再看牛顿力学

为什么人们回避牛顿第二定律中的“力”（外力）的反作用力就是物体的惯性力的道理呢？就是因为把重力也当作外力（引力）时，物体本身没有反作用力——惯性力（重力加速度与物体质量的大小无关），这正是牛顿力学理论内部的不能“自圆其说”的地方，这也正是爱因斯坦所注意的地方。为了回避这矛盾性（无意识的），不得不让其“外力”担当“广义”的力的重任。“力是物体加速运动的原因”这一没有条件限制的观念，是牛顿力学最主要的思维定势。不管是相对的加速运动还是“绝对”的加速运动，人们都在头脑中马上反映出来要乘上物体的质量，使力成为其运动的原因。于是，其直接错误后果就是把非牛顿惯性系内或重力场内的物体“自由”或有阻力的“不自由”的加速运动，也当作有外力（不包括阻力）正在作用之。之所以把非牛顿惯性系中的外力惯性力叫做虚构力，是说明牛顿力学中还有第二个观念：“力是物体对物体的直接作用”——这是作用方式力，但有的教材除了摩擦力外，把作用方式力几乎都归结于弹性力则是错误的。又从这第二个观念来看其外力惯性力时，真的不存在另一个物体来表现之，只得权宜称为虚构力。当把重力也当作外力时，发现确实有另一个物体（中心物体）与之对应，这可是“真实”的外力了。麻烦又出现了，这个引力是超距作用性质的力，从作用方式力的观念角度来看时，又难理解了。为了让引力回复到可理解的直接作用性，又引起了从牛顿时代起至今的许多人去虚构在两个超距的物体之间飞来飞去的各种“微粒子”，以此物来担当引力成为直接作用性的重任。引力本来也是虚构力，还要为这虚构的“东西”再虚构一些东西，麻烦可就大了。因为凡是具有质量的物体都具有广义惯性，也可以说是“万有”惯性。之所以惯性力学在力学体系中占有主要及重要的地位，而其他属性（如弹性与磁性等）力学占次要地位，且以“惯性力”作为力的物理单位，也是由于其“万有”的原因。但作为表现广义惯性力的重力的空间（重力场）及场源物体（整体天体）可不“万有”。这两个角度分不开，还会认为重力（引力）“万有”，这又会回到为什么会超距作用的难理解的怪圈。广义惯性使探索“引力作用机制”的研究方向成为毫无意义的方向，是徒劳无功的方向，因为引力本身是由牛二律的局限性而派生出来的虚构的力。

（三）再看广义相对论

爱因斯坦特有的知识结构（马赫哲学、狭义相对论、四维时空、光、场及黎曼几何），决定了他走上了一条充满荆棘的理论之路。马赫的功绩是看到了牛顿力学体系中有一个缺陷，就是物体的运动状态依参考系的不同而有所不同，于是，作为判断牛顿惯性运动的前提也就成为不确定的了（相对性）。不得已，马赫把现象世界的远处的恒星当作其绝对参考系了。马赫的错误就是把牛顿惯性定律中的物体的属性（保持性）与其运动状态问题混在一起了。爱因斯坦受马赫哲学的启发，又发现了等效原理，但同时又继承了马赫的错误。被夸大为改变人们时空观念意义的四维时空，只不过是用“运动”（还是光运动）角度来规定空间的一种方法。规定有结构的空间可有各种方法，其各种方法是平权的。用什么方法来规定空间则取决于理论与实践的需要。如果去掉了“光速”的弯曲时空还有力学意义的话，与牛顿引力定律正是互为补充的关系本体性的场的描述：一个是以广义惯性“运动”的角度的描述；一个是以广义惯性“力”的角度的描述。而牛顿引力势所包含的空间意义，正是中心结构的ρ非均匀空间（重力场）的经验性的描述。终究是“描述”，都不能代替核心命题性质的“表述”。没有明确的命题表述，其描述也就没有明确的理解前提。惯三律与广义相对论都以等效原理为其经验基础。只不过爱因斯坦又走上了光速的等效原理之路。而光速的等效原理是由“思维”实验得来的，且唯一能验证其理论的星光在太阳附近偏转现象，爱因斯坦在具体计算其偏转角度时，实际上是“非常谨慎地用惠更斯原理”（[5]第23页）。而惯三律所依据的“低速“等效原理，连幼儿园里的儿童都可以感觉到坐滑梯时的加速度与坐汽车时的汽车加速度的区别，因其身体内有胁强的有否或大小之区别。战斗机飞行员已经体验了低速等效原理的所有内涵。所以，任何脱离与回避“低速”等效原理的力学理论，肯定是不会成功的理论，因为其现象普遍存在于客观世界，且与力学密切相关。爱因斯坦之所以对“光”情有独钟，也许是无意识的回避其理论中的一个内在矛盾：“产生”引力场的中心质量（中心物体）必须很大，而体现弯曲时空（引力场）作用的物体必须很小且产生与不产生引力场无关紧要，这与引力中的两个平权的物体涵义是矛盾的。而“光子”正好是最小的物体，也就回避了这个矛盾。只有“整体天体才产生重力场”的结论，才可以解决这个矛盾。

引力波、黑洞与四种相互作用力的统一的课题，来源于爱因斯坦。引力已经不存在了，当然“引力”波也不存在了；如果重力场有边界，重力场就与电磁场不同，当然引力“波”也不存在了。如果以光线在重力场中弯曲的角度而导出的“黑洞”，黑洞不存在，因为光线在重力场中弯曲的原理不是由于“引力”；如果是由于“弯曲时空”原理而导出的“黑洞”，黑洞也不存在，因为本来弯曲时空是由光线的弯曲（光子的广义惯性运动）而规定出来的，反过来又认为光线的弯曲是由弯曲时空所造成的，这是什么逻辑？如果光线在重力场中有红移效应，那么，由此原理而导出的黑洞，黑洞有可能存在。引力都不存在了，也就无所谓四种相互作用力的统一的问题。目前的“大统一理论”仅剩下“引力”没有被统一进去，也正说明了这个问题。

二、ρ空间概念

（一）场

电磁波的发现，为物理学带来了场概念。仅作为数学意义的场，是具有结构的空间，而作为物理学意义的场，当然是具有物理意义的且具有结构的空间了。从逻辑学角度，由于场具有不依赖负荷者的存在与否的性质，所以，场是本体概念（不一定是物理学中的实体才叫本体）。场作为非质量因素的“物体”，没有力学中质量的物体的作用特征。场的作用性是：某种物理性的场使其场内的物体能够表现出相应的自身属性。“力场”是使其场内物体在体现其自身属性时，其物体对其他物体的力作用，而不是场本身在对物体有力的作用。重力场的作用涵义就是在物体相对场（参考物为中心物体）的平动状态或非“自由”加速运动状态情况下，该物体对其它物体的广义惯性力的作用。原来力的作用观的主动作用“力”与被动作用（物体）的关系是绝对的（虽然还说是相互的），而场的作用观则是场内物体由于自身属性对场有主动反映。这两种作用观是不相容的（[6]第92页）。“引力场”概念本身就是这个“不相容”的混合体，从而造成了理论思维的混乱。没有这两种作用观及本体性场与关系本体性场的区别认识，则其理论思维是混乱的。只有本体性的场，才能逻辑定义关系本体性的场，才能有清晰的认识。

对场本身不宜过多深究。之所以对场感觉玄，还要深究，其原因往往也是由于总想回到力作用观的理解下才觉得“塌实”的一种心理趋向。只要能测量及描述之就够了。重要的是，要深究场源物体产生场的物理机制与对场有反映的物体的物理属性及其物体在场内怎样表现其属性的内容。麦克斯韦方程、无线电台与收音机这三要素，就已经意味着深究了该特殊电磁场的所有方面。

(二)ρ空间与能

ρ场与势场都是标量场（本体性），是说明ρ场概念的内涵中还有“势”涵义。也就是说，物体与中心物体通过重力场有“能”的关系。在天文学领域，许多人在运用引力定律时，已经以中心天体为势场中心的角度来计算了。从熵的角度（不是狭义的热力学中的熵，而是耗散结构理论中的熵）：ρ均匀空间（原来称为欧氏空间、牛顿绝对空间与平直时空）则是能量为零的熵空间；ρ非均匀空间是具有能量的负熵空间。也可以说，广义惯性就是物体通过某种运动状态来保持或主动改变某种运动状态来达到其内部熵状态的一种属性。所以，用熵与负熵角度来区别由广义惯性引出的两种空间，才是其区别的本质。通常说质量（仅指宏观物体质量）也具有能量，其真正的涵义应该是物体内部的负熵能量，质量是其负熵能量的“和”。物体内部的负熵状态，除了静止在重力场中的情况外，一般都是随机的及暂时的。而作为“恒定”的重力场（包括质量部分的整体天体）这一中心结构的负熵空间，正是有序结构空间，也正是整体性空间。当把重力场这一特殊的空间变为具有负熵意义的空间时，其内容将要与物理学分道扬镳了。物体内部负熵空间的产生原因，来自其外力或自身的动能或其外部负熵空间。而不能化为物体内部空间的重力场，其产生及维持的原因则是未知的。但整体天体产生重力场这一经验命题，毕竟大大地缩小了寻求其原因的范围。而“引力”的认识，反而以为不存在其原因了。在这里要强调一下，ρ场仅是力学中的抽象概念，ρ场包含物体内部的空间及重力场，重力场是特殊的ρ场。

(三)作为基本概念的ρ空间

为什么ρ空间姗姗来迟呢？就是由于从经验层次的现象（已经归纳的现象）再变为抽象层次的基本概念的过程，是人们最不习惯的过程，总不容易摆脱“具象”。之所以不习惯，其原因之一也是因为人们先有了原来理论的抽象及已经习惯了的思维方式，即使有了“具象”也看不到其抽象意义。而由抽象变为“具象”的过程，那可容易多了，但也往往“具象”出来客观世界不存在的东西。

从逻辑学角度，基本概念是不能被其它概念来定义的概念，其内涵具有一定的模糊性。ρ空间也是如此，只能用“感觉”到的物体质量部分的压强梯度现象来说明之，但又不是压强梯度本身。“真空”是具象空间，真空里照样存在“重力场”的ρ梯度值的有否，可用具象的压强梯度来检验之。但不能认为真空是ρ均匀空间。ρ空间与压强梯度的关系可类比铁粉末直观表现磁场结构的关系。摆脱不了具象，不能变为一个基本概念，也是爱因斯坦的“一无所有”的空间怎能分出两种空间的困惑原因之一，而用“运动”规定出来的弯曲时空又不能区分出是表述了物体的广义惯性还是表述了场的属性。特别强调的是：物体内部空间只能指物体质量部分所占据的空间，也是爱因斯坦晚年醒悟的“物体具有空间广延性”的涵义；而重力场空间不仅包含质量部分（整体天体）的空间，也包含没有质量部分的空间。这样就避免了变为“一无所有”的无边界的抽象参考系而带来的“相对”不清的问题。总的说来，ρ空间仅在数学形式上是标量场（其梯度为矢量场），但在物理意义上，则包含了表述广义惯性、可变为物体内部空间及重力场的本体性场、势、能、熵与质量部分的压强梯度等涵义。

三、惯性力学及其例题

在中学教材中，加速度可直接用一个字母来表示。ρ梯度与加速度一样，也可直接用一个字母来表示，设定其字母为P，其物理单位名称为“坦”。为了遵从现在教科书的习惯，力的物理单位仍用“牛顿”。那么，广义惯性力定律需要乘上量纲系数k，运动定律需要乘上k的倒数。在计算习题时，可设量纲系数为1。物体内外空间的ρ梯度，以下简称内P与外P。惯三律可以改写为以下形式：

①广义惯性定律：物体总保持其内部的ρ均匀空间时的运动状态。

②广义惯性力定律：F=kmP内

③广义惯性运动定律：P外－P内=1/k×a

惯三律的运动定律：其三个矢量在同一条直线上，并且方向相同；如有一矢量方向相反，则变正负符号；如有一矢量不在其直线上，依习题具体情况有时可用矢量分解的角度化为其直线上的矢量。值得注意的是，P矢量的垂直方向，该P矢量为零。特别值得注意的是，由于设量纲系数为1，绝对值a有物理意义的双重性，有时表示P值，有时又表示物体的加速度值。原来牛顿力学中也隐含这双重性，但没有P物理量之前，其物理涵义是混乱、自相矛盾或是错误的。在做习题时，一定要依题意，来决定双重性的哪一方，比如当外P=g时，有时仅表示以单位为坦的重力场的强度值，有时仅表示以单位为加速度的自由落体运动的值，这时的g就不能再乘质量了。当物体内p=g时，表示物体处在相对重力场的静止及平动状态，仍需要以“坦”为单位来计算，表示物体处在非广义惯性运动状态，（准非广义惯性运动状态则是非g值的不自由落体加速运动状态）这时物体必有广义惯性力（重力）与其反作用的真正的外力存在。

由于惯三律取代了牛二律的理论核心地位，当然，其解题思路及解法也具有取代性。惯三律与牛顿力学的解题思路及解法的区别的关键就在于：合外力的解法，在今后仍可继续运用。但在针对某一物体的受力分析过程中，该物体的质量与其内部的ρ梯度值的乘积值仅是该物体的广义惯性力的值，其力的反作用力，才是真正的合外力。牛顿惯性力、惯性离心力、科里奥利力与重力都是真实的该物体的广义惯性力。

例题1：

一辆装满水的车厢以恒加速度a1=10m/s2在水平轨道上运动，一个质量为m=2kg且运动方向（以车厢为参考系）的加速度为a2=8√2m/s2的小球从车厢上部落下（不接触车厢壁），求小球的阻力f及其与垂直线的夹角θ。（示意图略）

解：地面重力场P1=10（坦）。

（1）水平方向的车厢外P1=0，其内P为P2，依运动定律，P1-P2=a1，即-P2=a1=10（坦）。（2）垂直方向的车厢内P3及车厢加速度a3，依运动定律，P1-P3=a3，因其相对地面平动，a3=0，即P1=P3=10（坦）。（3）车厢合内P42=P22+P32=102+102=200，即P4=10√2（坦）；夹角由tgθ=p2：p3=10：10=1，得θ=450。（4）小球外P4，小球内P5，P4方向，依运动定律，P4-P5=a2，即P5=P4-a2=10√2-8√2=2√2（坦）。依广义惯性力定律,F=mP5=2×2√2=4√2，又依互为作用力定律,f=-F，即f=4√2（牛顿）。答：略。注：如把惯三律的一些特殊情况转化为一系列推论，直接用其推论，则解题步骤将很简单。

例题2：

一架质量为m=5000kg的飞机，在竖直环行轨道上以速度v=100m/s飞行，求：（a）环行轨道的可能的最大半径r；（b）在其环行轨道最低点处作用机上的升力f。（示意图略）

解：（a）在可能的最大半径的环行轨道的最高点处，飞机的内P=0，飞机的外P=g=10（坦），依运动定律，P外—P内=a，故P外=a=10（米/秒2），而a=v2/r，故P外=v2/r，r=v2/P外=1002/10=1000(米)。（b）在此轨道最低点处，依运动定律，P外-P内=-v2/r，故P内=P外+v2/r=10+1002/1000=200（坦），依广义惯性力定律,F=mP内=5000×20=105，又依互为作用力定律,F=-f，得f=105（牛顿）。答：（略）。

注：例题1中的车厢内有一半水的情况下，水面是斜面，其合内P4垂直其水面。而水中有压强梯度，则表象说明了车厢内的ρ空间。但合内P4不直接等于水的压强梯度，虽然其方向相同。这是抽象命题转化为经验命题的问题，其合内P4与其水的压强梯度之间有调整系数。车厢内如果是真空（或有空气阻力略）的情况下，车厢内只有P1，小球相对地面是自由落体运动，没有外力作用之（判别标准之一），小球内P为零。所以，此真空情况下的习题没有求阻力的问题，是纯运动学问题。如果小球有悬线系在车厢顶上，不论车厢内有水还是真空情况下，小球会相对车厢静止，小球质量部分的空间与车厢质量部分的空间是合为一体的空间，要计算此题，需要把重力场P1与车厢水平加速度a1共同“直接”转换为小球两内P，再计算其合内P，再求其广义惯性力及悬线张力。例题1是平动方面的解法，例题2是转动方面的解法。而转动方面的解法，有时也需要换作内P=v2/r，及也可内P=ω2/r、内P=2ωv、再用合内P方法来求解。读者如果有兴趣，也可以合内P的角度用高中数学来推导此环行轨道任意点的广义惯性力的公式。

另外，教材中的机械能部分也应该作相应的调整。势能公式中的g换为内P1，即E=Mp1h。如果不换，其实质涵义是质量为m的物体正在做自由落体运动，其公式仅表示物体变化的动能。惯三律的运动定律对距离的积分后再乘上质量的数学式，正是惯性力学的机械能守恒定律，然而这已是大学物理教材的内容了。由于广义惯性取代了牛顿惯性的理论核心地位，力学体系的结构也须重新调整。由于力概念分为作用方式力与属性力，力学体系的结构也应有这两部分相对独立的内容。属性力学仍然包含惯性力学、弹性力学、电磁力学。实际上有些应用力学，如爆炸力学等，也属于属性力学范畴。以往把引力定律作为牛顿力学的核心命题来运用则是错误的，因为引力定律仅是经验公式。当然，引力定律在惯性力学这里也是经验性质的命题，仅具有特殊例题的地位；

四、引力与重力场

（一）惯三律与引力定律

在惯三律这里，引力定律的运用分两种情况：一种是物体的内P=0，物体的加速度a≠0，其外P=kM0/r2（k为引力常数，M0为重力场的中心物体的质量）的情况，也就是物体在重力场中正处于广义惯性运动状态的情况，其外P=kM0/r2的涵义是表示重力场强度及其强度的分布状态。在以往，外P=kM0/r2这一公式是由引力定律和所谓的引力质量与惯性质量相等的角度得来的；另一种是在物体的加速度a=0，物体的内P≠0，其外P=kM0/r2的情况，也就是物体在重力场中正处于非广义惯性运动状态的情况。由此种情况再利用惯三律就导出了引力定律。由于天体的运动一般都是广义惯性运动，所以引力定律在天文学中的运用，仅适合于第一种情况。然而遗憾的是，以牛顿三定律与引力定律为出发点的天体力学，虽然在实际应用方面，有部分内容已经按第一种情况来计算了，但仍然是引力涵义的理解。还有相当部分的内容是按第二种情况来计算的。按引力涵义理解的第二种情况而得出的一些天文学的结论则是错的，比如：两个天体绕公共质心旋转问题，这是只有在ρ均匀空间的前提下才成立的问题，而在ρ非均匀空间（重力场）的前提下，此问题不成立。有的天体演化假说竟可以说公转的天体能被中心天体的引力吸出个包来，岂不可笑。可以说，以相互作用力的角度而运用引力定律的天文学的许多结论，几乎都要成问题。

当说到平稳地落在金星地表面上的探测器是由于其巨大的大气压而压“扁”的时候（由此理不能压扁），实质是由于金星地表面的ρ梯度值非常大，以至在探测器的质量部分的内部形成了巨大的胁强，从而就象地球的地面上的“面团”变扁的原因一样，而变扁了。这说明了金星表面重力值大大地超过了地球表面重力值。而金星质量小于地球质量，可见引力定律适用的近似性、局限性及经验性，说明了引力的理解也是错的，也说明了重力场的强度不依赖中心物体的“质量”。如果说有无大气层则标志了其星体的表面重力值的差别，为月球直径三分之一的天王星卫星有大气层，如果其表面重力值大于月球表面重力值，那也说明了重力场与中心物体的质量因素无关。牛顿引力定律的中心质量仅具有重力场“势”的初始量的意义，而不完全代表实际的中心天体的质量。从重力场强度分布角度，其平方反比律仅在某一空间范围内成立，在接近重力场中心处及其边缘处，也可能是立方反比律，究竟以什么“律”分布，这由实践探测来决定。目前流行的所谓引力常数随宇宙时间变化的说法是没有意义的。从天体演化角度，随着重力场与整体天体起源演化过程，其重力场强度当然是要变化了，不仅有长期的变化，还有随机的小的变化。但这随机的小的变化，就足以使某些整体天体发生地质的地震或火山喷发等现象的发生。然而这已不是物理学的事了。

（二）重力场有边界的证明

最近哈勃望远镜观测到一颗恒星的有一光环，其光环外边缘呈辐射状，其光环内边缘完整，内边缘与中心发光恒星之间区域是黑色空间（此照片许多人都看到了）。这个结构可以说是重力场有边界的证明，边界就在其光环内边缘处，这也说明光环“静止”在空间中。如果这颗恒星的重力场没有边界，那么，光环中的物质必有公转运动，于是，光环的外边缘就不会是辐射状。土星光环的外边缘就没有

辐射状，就是因为它有公转运动，也说明它处在土星的重力场的范围内。

五、整体科学体系

（一）整体自然观的本体论

说自然界是一个统一的整体，好像就是这个整体自然观，然而，这是笼统的认识。更准确的认识应该是：自然界是由不同层次的与同层次的不同的整体所组成的。宇观世界（宇观世界的一部分在以前也被当成了宏观世界）是由某些整体性的卫星、行星、行星系、恒星、恒星系、宇宙中的各种星系所组成；宏观生命世界由DNA、细胞、生命个体与群体、人类社会所组成；微观世界由分子、原子、某些整体性的基本粒子所组成。

由于这三个世界的整体不同，其属性也有所不同，所以，这三个世界的分界线应该是：微观在分子空间尺度之内；宏观在分子空间与近似月球的空间尺度之间；宇观在近似月球空间尺度以上。

这些整体有其内部的有序结构，性质与功能，有其起源与演化过程。这三个世界有其演化的同步性。当然，自然界中还有各种非整体，但也一定属于某个整体，是其组成要素及局部。只有自然界的整体，才有起源与演化问题。而非整体则没有起源与演化问题。

（二）整体科学体系与物理科学体系

整体自然观为科学提供了一个新的科学体系（整体科学体系）框架与背景。整体科学体系是研究自然整体的整体性质与功能、有序内部结构及其起源与演化过程的科学理论系统。由经典物理学发展到今天的现代物理学，物理学已成为无所不包的科学，简直成了自然科学的代名词。这意味着什么？意味着把物理学的原则、观念、概念、思维方式与思维方法也带到了整个自然科学，也带到了自然界，从而，忽视了与抹杀了对整体性方面的认识。这两种科学体系在观念上、思维方式及思维方法等方面都截然不同。

（1）本体论问题

在物理学的物体观中，物体没有内部有序结构、有可分割性及没有起源演化性；在整体自然观中，自然整体物体有内部有序结构、有整体属性的不可分割性及有起源演化性。物理学是非整体观下的科学。物理学本身没有错，错误就在于把整体的客体也看成了非整体，还把分子与原子当作力学的粒子，天体还被认为是物理学中的一般物体。在此，还有必要澄清一个认识问题：非整体与整体是矛盾关系，但还有一般性与特殊性的关系。自然整体仍然有物理学的一般性，只不过多了一个整体性。比如：凡是具有质量的物体（不管是整体与非整体）都有惯性；而重力场仅是整体天体所具有的；当我们说起源演化性的时候，也仅是自然整体所具有的。另外，还要澄清一个认识问题：抛开“本体”，单独说属性与关系也有起源演化问题，是不妥的，属性与关系必有其自然物为其载体。某物有起源演化过程，其整体的属性与关系也自然随之出现。某物没有起源演化问题，其属性与关系也自然没有之。说惯性与引力也有起源问题，其错误之一，惯性与引力是属性与关系，没有与其载体一起说明，其错误之二，惯性与引力的载体是一般性的物体，没有起源问题，当然惯性与引力也就没有起源问题。况且，引力本来就是人为虚构的东西……。

（2）方法论问题

物理学是对自然界的单一因素的研究，而整体科学注意的是（前提是整体）多因素之间关系的研究。说“物理学是对自然界分析的科学”的说法不太准确。当把物理学体系的知识运用到自然客体上时，而产生的相应的所谓交叉学科本身，如地质力学、电生物学、地磁学、太阳系物理学等等学科，才是对自然“整体”的分析（非整体要素）的认识。相对未来的整体科学理论来说，这种交叉学科的内容一般仅具有感性认识（现象层次）的性质。整体科学研究具有复杂性原则，是一因多果、一果多因、互为因果、多因多果的因果论。而物理学研究则具有简单性原则，探求一个终极原因的因果论。而当涉及到许多要素之间的复杂关系的认识时，则需要整体哲学。当地球物理学家对地球的各种因素之间的关系的东一下西一下的无章法的论述而痛苦不堪时，最有体验需要一种不同于物理学思维方法的哲学。

（3）认识论问题

说物理学的性质是实验科学，应该是指它的认识手段主要是靠实验。实验是通过人为改变自然客体的方式认识世界的。这种“人为”认识而带来的思维方式与“自然性”是对立的，在认识自然整体方面容易造成认识误区：其一，容易把人的因素外化为客观因素，形成了外因思维方式，比如对地球及生物的演化过程中的一些历史事件，就容易用“偶然”的灾变说的思维方式来对待。当然，在某些事件上，其偶然外因也是更高层次的整体的必然内因；其二，容易把人为改变后的自然整体简单还原，比如用打破原子核的方式认识其要素时，而又必须回复未打破原子核之前的原子核结构的认识，那么，未打破原子核之前的原子核结构能否一定就是质子与中子的简单组合么？也许自然状态的原子核原本不是质子与中子的分立状态的组合结构

（4）学科分类问题

与整体自然观对应的学科体系则是整体科学体系。其具体学科的分类标准就是以各种整体为分类原则，如：地球学、行星学、星系学、原子学、细胞学等等。作为现代物理学的量子力学，仍属于物理学范畴，因为量子力学是对微观整体的分立状态（量子状态）的宏观表现的描述。至于广义相对论，在我的前文与此文中已提及，在此不再重复。

六、引力理论的分化及需要解决的问题

广义惯性使独立的引力理论分化为两个相对独立的科学体系之内的问题了。一方面是惯性力学仍属于原来的物理学体系，也包含对重力场的描述；另一方面，整体天体及其产生重力场的内容，则属于正在孕育的且将充满无穷活力的整体科学体系的内容了。虽然重力场产生于整体天体的未知的物理机制，但不影响广义惯性及其与重力场的关系是一个独立的问题，而且是已经解决了的问题。

探索重力场的产生机制的问题。则是实践方面的任务。但首先希望有关科学机构尽快着手进行小行星或火星卫星的表面重力值的探测活动，这是极其重要的。如果证实了其值为零，也就从侧面证明了重力场产生于整体天体这一经验命题。当然还有理论上的繁重任务：其一是改造目前大中学物理教材相应的部分。其二是更具挑战性的是要改变由引力定律的“引力”角度而引出的许多天文学方面的结论，问题不仅仅是改变结论的问题，而是将要引出许多新的天文学研究成果。牛顿力学是ρ均匀空间条件下的理论，在重力场（负熵空间）条件下，牛顿力学的许多内容是不适合的，有许多新的内容有待于探讨。

上面整体科学体系一节所讲的仍然很笼统（1）现在急需要操作性很强的哲学层次上的整体科学思维方法被研究出来。目前的一般系统论、控制论、耗散结构理论、协同学等一般科学理论，正是研究复杂性问题的理论。这些理论的出现，也正说明解决复杂性问题（也是整体科学思维方法问题）是我们这个时代的需要。整体科学体系需要这个“操作系统”。人体是自然界中相当高级与复杂的系统，要解决复杂性问题，也许会从人体这里得到很多启示。（2）整体天体有不可拆构性，微观整体的结构有相对不可直观性，然而，怎么才能认识其内部有序结构，也需要一个思维方法及实验方法来解决此问题。（3）需要解决某些学说及模型的合理性的问题，比如，宇宙大爆炸学说的合理性的问题，我们不可能在实验室中再重新爆炸出一个地球来。（4）科学哲学就是解决科学理论的合理性问题的，但是，目前的科学哲学的案例主要是物理学，其合理性标准是否也适合于整体科学理论体系还是一个问题。二十一世纪将是整体科学体系产生与发展的世纪。物理学该“减肥”到原来的状态。科学大综合的凝聚点就是整体科学体系。科学大系统需要重新调整。然而，目前需要的是观念的更新，这个新观念应该是整体自然观。

参考文献

[1]马英卓：引力是产生出来的，〈科学〉（科学美国人中文版）杂志，1998年第五期。

[2]马英卓：引力与广义力学、整体天体，〈科学〉（科学美国人中文版）杂志，1999年第三期。

[3]爱因斯坦：狭义与广义相对论浅说，上海科学技术出版社，1979年。

[4]（前苏）福克：空间、时间和引力的理论，科学出版社，1965年。

[5]E·R·坦盖里尼：广义相对论导论，上海科学技术出版社，1964年。

力学论文范文第4篇

我们可以想象出一个没有任何力存在的世界。如果没有了重力，苹果还会落地吗？如果没有了摩擦力，汽车还会停止吗？如果没有了力的相互作用，地喷式火箭还会升空吗？没有力的世界，我们可想而知。让我们本着一颗执著热爱科学的心，一双善于发现的眼睛，携手探索力学与固定的关系。

[摘要]力的条件与固定的关系；力的大小与固定的关系；力的存在与固定的关系；拉力对固定的影响。

[正文]在一个非常偶然的机会里，我发现了一个现象：一个竹竿在四个放向都受到力的作用下，竟能保持固定状态。于是，我对此产生了一系列的思考，“为什么那个竹竿不会倾倒呢？”“究竟是什么保持了竹竿的固定状态呢？”“如果只有三个方向受到了力的作用，竹竿还能保持固定状态吗？”

对于这些问题，我们可以这样去理解：一步一步去分析竹竿各部分所受到的几个重要的力，然后去各个击破。（1）竹竿的底部受到的哪个比较重要的力的作用？在这个现象中，研究的是力和固定的关系，所以，我们应该排除竹竿嵌在土壤中的这种可能性（在实际现象中也没有）。如果说有这种可能性，那么我们的探索思路就可以到此结束了。但是我们今天的“四方受力与固定的关系”可没有那么简单。排除以上“竹竿嵌于土”这种可能性后，我们可以对竹竿的末端进行力学受力分析。我们可以从受力分析中得出一个重要的力———摩擦力。我们可以想象一下，如果人的脚底和地面之间缺少一个阻碍相对运动的力，那么就会产生一个怎么样的后果呢？是不是我们连走路也走不好啊？一旦走起路来，就会因为没有摩擦力而滑倒。那么这样一来，一样的道理，如果竹竿末端缺少了这个摩擦力，那么竹竿的底部就会滑倒，那么这样一来，竹竿的底部就无法固定了。由此可得，摩擦力的产生有助于与另一个物体接触发生摩擦那个面的那端的固定。（2）在该现象中，竹竿会间接地受到来自四个不同方向的拉力，这四个方向的拉力并不是直接作用在竹竿上的。而是通过四方固定点将拉力作用在四条绳子上。然后，再通过这四条绳子将拉力作用在竹竿的同一个固定点上。那么为什么要作用在同一个固定点上呢？那就让我来向大家解释一下这样做的原因：假设有两根绳子和一个样，受力情况与上述基本相同，除了那个固定点，分别为首端和末端的两个固定点，两绳分别拴在这两个固定点上，力的来源方向相反，所以竹竿固定点上的受力方向也是相反的。在这种情况下，在力源的固定点上施加拉力。由于力源的方向是相反的，当施加拉力时，两端固定点受到来自不同方向的力的作用，就会产生与力相对应的运动,竹竿就会发生偏转并且倾斜，最终竹竿与绳子成一条直线。因为将四个不同方向的绳子栓在同一个固定点上，也是至关重要的。在一定限度内，在四个方向的力源上施加拉力，使拉力最终作用在这个固定点上。由于对固定的来自力源的间接拉力是固定在某个位置上的，所以她不会受到力的大小等力的内部因素的制约。所以说来自各个方向的拉力的大小是相等的，当然也排除风种外界的因素的影响。那么假设，东边力源的间接拉力作用在固定点上，且西边没有力的作用，竹竿就会向东面偏转，倾斜，由于南北两面也受到了来自方向力源的间接拉力，所以他的倾斜的角度就要小一点，如果只有受到了一根绳子的拉力，那么竹竿就会直接倒下地去。然而西面也有一个间接拉力作用在那个固定点上，而且它们的力的大小是相等的，那么在东西方向，来自两个方向的力相互抵消，会使竹竿处在东西方向的静止状态。东面和西面，南面和北面，方向对应的间接拉力相互抵消，则使这根竹竿处于静止的固定状态。由此分析，我们可以得到这样一个推断：在没有任何外界阻碍因素影响下，物体是否处于静止和固定状态，有两个重要的因素在影响，（1）其底部（末端）所受到的摩擦力。（2）其顶部（首端）受到来自四个方向不同，但是又两两对应的方向所作用的间接拉力。所以说拉力对固定的影响是很大的，但是这必须是建立在拉力两两对应的基础上的。同时上述推理也表明了不同方向的拉力对物体固定的影响，如果力作用在同一个方向，就不能实现物体在力的作用状态下保持固定。

根据以上的推理，我们可以得出结论，我们已经对这个结果做出了最初步的肯定。接下来我们就要进行下一项，更为深入的研究。根据以上结论可知：两个来自对应方向（东西，南北）的力，在二力平衡的条件下，两向平衡，就能使物体固定下来。接下来我们就来做一个反例推理，来验证这个结论。最终的目的就是为了研究力的大小对固定状态的影响。如果依照我们生活经验来看，受到力的大小不相等的时候，怎么还可能保持固定状态呢？这的确是真的。但是你又是怎么知道的呢？那你有什么证据吗？所以我们每下一个结论，都先要想想，是不是建立在事实的基础上。我们必须一步步去假设和推理，再需事实的支持。我们在而力平衡的基础上，做出更深入的判断。不在使力与固定的关系的推理论证变得单一。假设在而力平衡的状态下，力源作用在固定点上的间接拉力，当然四个方向的拉力的大小是相等的，如果说，这间接拉力为200牛，当他们都是200牛的时候，物体（竹竿）保持了固定状态。那么我们去改变其中一个力的大小，那么竹竿将怎么变化呢？假设，西面的那个力源的方向固定点变化，用人力去拉，刚好人对绳子施加的拉力是10牛。那么我们就可以做出一定的判断了，10牛小于200牛，这就说明西面作用的间接拉力仍然保持在200牛，我们先试着改变一个量。这样一来，同样在没有任何外力的影响下进行，那么物体（竹竿）就会向东面倾倒。如果说，按照上一项推理，依据平衡原理，二力抵消的话，那就相当于，西面的拉力为0牛，东面的拉力经过抵消之后就变成了（200牛-10牛=190牛）了，然而两边还有200牛的拉力的支撑，所以竹竿不会完全倒在水平面上。一般人可能认为，东西两面的间接拉力抵消之后，就变成了190牛的间接拉力，但是他们没有意识到，抵消之后，西面还有一个0牛的无作用的间接拉力，然后，他们就会错误地认为，南北两边各有一个200牛的间接拉力，东西面加在一起有190牛的拉力，抵消之后的间接拉力就为（200-190=10牛），他们之间不过相差只有10牛罢了，于是就做出了错误的判断，认为这也将保持固定状态。其实他们漏想了一步，200牛的间接拉力是南北两面各自的间接拉力。但是190牛，单单只是东西两面抵消后东面的间接拉力，而西面的间接拉力已经抵消成0牛了，所以说，无论如何东西两面都不能保持物体的固定状态。如果说，要用抵消间接拉力的方式来保持物体的固定状态，那么那个对应方向的间接拉力就必须相等，或者说非常地接近。就拿那个200牛的对应力来说吧，两个对应方向的间接拉力皆为200牛，抵消之后，间接力就变成了0牛，就好象在固定状态下，已经没有了力作用在竹竿上了。反正一点，抵消之后，两值差越近，他的倾斜角度就会越小。从以上关于力的大小与固定关系的推理中，我们得出新目标结论：两对应方向，间接拉力值抵消，值差越小，越能保持固定状态。

杠杆轻撬，一个世界从此转动；王冠潜底，一条定理浮出水面。苹果落地，人类飞向太空；蝴蝶振羽，风云为之色变。三棱镜中折射出七色彩虹；大荒原上升腾起蘑菇烟尘。

[后记]我们应该行动起来，把握住这个契机，挥舞“世界物理年”这面旗帜，肩负起光大物理学的历史重任，燃烧当代大学生火热的青春激情，积极地开展形式多样的宣传活动，增进公众对物理学的理解，向公众展示一个真实、严谨而不失美丽的物理世界!坚定对物理学的信念，追寻爱因斯坦的足迹，学习前辈物理学家不畏权威、坚持真理的科学精神，共同创造物理学光辉的未来!让我们用青春的激情书写历史的奇迹、点燃未来的希望，共同创造物理学的下一个辉煌!

力学论文范文第5篇

(一)教材内容狭隘

尽管土力学课程涉及多个工程领域，但是国内现行绝大多数教学大纲和相关教材仍然泾渭分明，使得建筑工程专业的学生不懂交通土建，交通土建专业的学生不懂建筑工程，难以满足大土木背景下人才培养的需求。此外，为与国际接轨，土力学与基础工程课程已列为中国目前正在推行的注册工程师执业资格考试的必考科目。因此，如何结合中国注册工程师制度，调整教材内容，提升学生的职业能力，为他们今后的工作创造条件，也是当今急需解决的问题之一。

(二)教学及教材内容滞后

随着土木工程技术的迅猛发展，新技术和新理论不断涌现。与其他很多课程一样，目前国内大多数土力学与基础工程课程教材的内容及相关教学大纲偏于陈旧，更新程度远远落后于学科的发展。通过网上调研，发现国外土力学与基础工程课程的教学及教材内容紧跟学科发展，能够反映该学科较为前沿的研究成果，如临界状态土力学、非饱和土力学等。而在国内，这部分内容大多作为岩土工程专业研究生高等土力学课程的教学内容，在本科教材和教学大纲中极为少见［3］。

(三)教学模式单一

由于教学内容多、课时有限，尽管许多学校已将多媒体、讨论课等引入课堂，教学模式趋于多元化，但是传统的“填鸭式”教学仍然是目前主要的教学模式，因人施教、个性化教学的开展还很不理想。

二、个性化教学模式的改革措施

(一)教学内容模块化

在现有课程体系的基础上，整合并及时更新土力学与基础工程课程教学的相关内容，减少指定教材的局限性，建立模块化课程体系，以解决教材内容狭隘、滞后以及内容多课时少等问题。模块化教学体系主要包括:基础理论、建筑工程应用(如浅基础、桩基础设计等)、交通土建应用(如沉井基础设计、路基设计等)、石油特色(如储罐基础设计)、专题讲座(如非饱和土、土动力学等)、注册师考试等多个模块。在共同学习基础理论模块后，学生可根据自己的兴趣自主选择相应的模块进行学习，并且以学生自主学习、教师精点讲解、专题设计、课题研究等为主，考试时将该部分的学习情况作为平时成绩计入总分。与此同时，为适应大土木的要求，学校也对土木工程专业的培养方案做了相应的改革，最突出的一点是大三下学期学生可根据自己的学习兴趣和未来的职业意向，自主选择相应的学习方向(如建筑结构方向、地下工程方向、岩土工程方向、交通土建方向等)，每个方向都开设了相当数量的选修课程。

(二)构建多元化、个性化教学模式

在进一步完善多媒体教学的基础上，通过对课后作业和实验教学内容的分类、建立网络互动平台、组建大学生创新团队等措施，满足不同层次学生，以及社会对创新型人才和技术型人才培养的需求，实现个性化教学。

1．教学手段及方法多元化

在现有教学课件的基础上，根据教学内容模块化的要求，进一步完善多媒体课件;通过工程案例录像、动态仿真等手段介绍课程研究对象及内容;建立教师与学生网络互动平台。互动平台主要包括教学资源、土工试验、课程设计、工程实例、前沿专题、解惑释疑等模块。其中，教学资源模块主要包括教学课件、作业习题、参考资料等内容;工程实例模块主要包括设计工程案例、相关规范、施工图纸等;前沿专题模块主要包括环境岩土、土动力学、非饱和土、科技引导等专题，主要介绍一些新的技术、新的理论、有价值的论文、该领域的热点问题等，学生也可通过此模块选择与学科有关的创新课题;解惑释疑模块主要通过网络解答学生提出的各类与课程、考研、就业、注册工程师考试等有关的问题，学生也可参与解答。在教学方法方面，除了传统的教师讲解以外，逐渐改变教学观念，将学生视为课堂主体，辅以课堂讲授、小组讨论、研究性实验和课题设计等。特别是通过网络互动平台，实现学生课下自主学习、师生课下交流等多元化教学。

2．因人施教的个性化教学

(1)增加课后作业量，对课后作业进行分类。考虑到学生层次的差异，将课后作业分为必交作业、习题作业和不必交作业三类［3］。学生可根据自己的能力选做作业。其中，习题作业为课程各知识点的典型习题，是课堂例题的补充，一般1个例题配3－5个习题作业，由学生自己批改作业，教师给出详细的解答过程，以供学生参考;不必交作业主要是考研和注册工程师考试等方面的典型题目，学生可根据自己的时间、未来就业的方向以及考研方向等自主选择。(2)实验教学分类。土力学与基础工程课程是理论性和实践性很强的课程，课程的基本理论、公式等主要来源于实践和实验，实验教学是该课程教学重要的组成部分。为了满足不同层次学生的要求，将实验教学分为常规试验、研究试验和观摩试验三类。常规试验为教学大纲要求本科阶段必须掌握的基本土工试验，如固结实验、直剪试验等，以训练学生的基本实验技能为目的，学生必须选修，且要求按照教师的讲解及规范规定的步骤进行;研究试验为学生根据自己的兴趣和前沿课题提出实验项目及实施方案，并在教师的协助下完成，旨在强化学生综合能力与创新能力的培养，如学生自行设计的纤维土强度试验等;观摩试验是根据具体情况组织学生观摩现场试验或现场实验录像，以增加学生的感性认识和现场实施能力，由教师指导完成。(3)组建大学生创新型团队。通过开设专题讲座和网络互动平台，让学生了解学科的前沿理论和热点问题，结合石油大学大学生创新项目，组建大学生创新团队，鼓励学生直接参与科研，增强其创新意识。目前该课程已组建3个创新团队，有设计纤维土、垃圾土等多个研究课题。(4)加强技能型人才培养。鉴于有相当一部分学生毕业后会直接就业，加之该学科实践性很强，因此，教师常常通过网络平台，传递一些工程资料，与学生探讨设计、施工过程中常遇到的实际问题和解决办法，解答现行规范中的疑问，为学生独立工作奠定基础。3．推进考核方式的改革基于过程性原则、激励性原则、多元化原则和能力性原则，逐步推进课程考核方式的改革，改变一次性结课考试的考核形式，注重对学习过程的考查和学生能力的评价，形成课程最终成绩=过程考核成绩(课堂考核成绩+综合考核成绩)+期末考核成绩的考核方式。其中，期末考核成绩所占比例不超过50%。考核方式的改革进一步激发了学生学习的主动性和自主性，培养了学生的创新意识和实践能力。

三、结语

在大土木背景下，土力学与基础工程课程教学面临着新的机遇和挑战。如何使学生在短短的几十个学时内掌握课程的精髓，了解学科的发展趋势和面临的问题，提高土木工程专业毕业生对工作的适应能力，促使学生全面、快速的成长，寻找一种高效的、个性化的教学模式具有重要的现实意义，这也是广大土木工程专业教育工作者不懈努力的方向。

力学论文范文第6篇

一、关于属性的哲学

一物（本体）的属性是由其本身内部结构等等因素的特点所决定的，并从该物对他物的关系中体现出来。有不同的关系，其属性就有不同的表现。关系有其相对性；属性有其绝对性。违背属性原则，就是抛开物体的内部特点或属性，只注意关系，或把关系当作了属性。

整体的属性不仅体现在对他物的关系上，也体现在对其部分的关系上，而其部分不具备该整体的属性。非整体则相反，其部分仍具备该非整体的属性，其属性仅体现在对他物的关系上。这也是整体与非整体的区别标志。

逻辑学中有一类概念，分为本体（实体）概念、关系概念与属性概念。实际上还有中间状态的概念，分为关系本体概念、属性本体概念与属性关系概念。属性概念一般是独立的抽象词。（注：此"中间状态的概念"的分类是我在逻辑学上的研究成果，原来的逻辑学中没有此新的分类，这是我的知识"产权"。）………

二、关于力学的有关概念

当我们已经获得了事物的属性(本质或本能)的认识（确切的认识）时，就已经是认识的"最终结果"了。然而有许多人好"画蛇添足"，还要问什么"为什么"、"是什么"。比如：牛顿第二定律中的外力的反作用力就是物体本身的惯性力（只不过是在其定律里没有反映出来罢了，在我的"惯性力学三定律"里的广义惯性力定律里就反映了出来），是实实在在的"作用"。惯性力，惯性力，就是由于物体本身的惯"性"（属性）的原因对外力的反作用力，这就已经认识到了"本质"，就已经是"最终结果了"，有人至今还要问"惯性力"是哪来了，岂不"画蛇添足"！………

"力"是纯关系概念。推、摩擦、碰撞等都是作用方式，都是关系词，与"力"加起来还是关系概念，如推力、碰撞力等，并且都有直接作用的涵义。在"由于力"这句话里，不仅指作用，同时还有区别其它类作用的涵义，如区别于热辐射作用等。但人们又常常说"由于力的作用"时，其涵义就容易向错误涵义转化了，无形中会产生力是存在于被作用物之外的某种独立存在的东西的作用，力成了某种"东西"的代名词，此时，力成了"本体概念"，这种错误的涵义的转化是在许多人那里经常看到的。为什么有人热衷于"虚构"什么"引力子、斥力子"等等，也有此错误转化思想原因的一个因素。

力学还有一类力，像弹性力、磁性力、惯性力等，叫属性力，是属性关系概念。属性力是指由于物体自身属性的原因，具有某属性的物体对另一个物体的作用。属性力与前面讲的纯关系的力不同，因为其涵义是作用物的作用的原因，而不是作用的结果与被作用物。然而人们没有此区别之，就造成了一系列的思维的混乱及思维混乱的结果。

我在我的《用我的惯性力学三定律解力学习题》的文章里，提到"接触力"就是"广义惯性力"的涵义，接触力是关系概念，而广义惯性力是属性关系概念。如果在解题时不以属性力而仅以纯关系力来分析，就容易思维混乱。我说用我的新三定律解力学习题可以变得简单明了，也有此原因意思。因为"纯关系"具有"相对性"。没有属性概念的纯关系分析，就容易"相对"迷糊了。有人对"相对论"的理解之所以"相对"不清楚，也是由于不重视"属性"的绝对性。

物体的惯性对外关系的体现有两种，一种就是"力"；另一种就是"运动"。力是作用关系；运动是对某物（参考系）的"位置"关系。"关系"就有相对性。之所以在我的广义惯性三定律中，有广义惯性定律；广义惯性力定律与广义惯性运动定律之分，就是由于此哲学前提的结果。

"引力"是什么概念呢？是纯关系概念？还是属性关系概念？说不准，谁也说不准。"引"是属性？如果世界上仅有一个物体，它"引"谁去？"引"是纯关系？那么你还是没有"属性的认识。所以，仅从本节的概念角度，引力就是混乱的概念。然而可悲的是，目前许多人还是舍不得扔下"引力"。扔不下，你的思维还是会混乱不堪！那怪谁？

"场"是本体概念。为什么？就是因为它有不依赖"被作用物"的存在而存在的特点。无线电台所发出的"电磁波"（电磁场）不会因为没有收音机而不存在。有人在给我的E-mail中问我这个力与那个力的存在与否，我没有回答，我也不好回答，因为"力"不是个"东西"（本体），在物体互相作用的时候就存在，没有相互作用的时候就不存在。"引力场"概念还是混乱的概念。而"重力场"概念的涵义应该这样理解：物体有一个"广义惯性"属性，重力场有一个让物体在其中可以表现其惯性（重性）的属性。而绝不是重力场有"施力"于物体的属性。如果你不这样认为，就会造成这样的思维混乱：当你着重从"力"的角度来表达时，"场"就容易变成了"纯关系概念"；着重从"场"的角度来表达时，"力"又从何而来？还是回到超距作用的引力那里去吧，而"场"（或弯曲时空？）又没有存在的意义了，而超距作用还是不可理解。如此的混乱结果，在目前的许多书中及许多人的议论中不是经常看到吗。

有人有"力"的传播速度的说法（引力波？），"力"又成了本体概念，又是某种"东西"了，又要虚构什么在"云室"里永远看不到的"力子"了。科学发展的历史中，有多少个虚构的东西，如燃素说、以太等等，其命运怎样了！

我在网上看到了上海科技管理干部学院的庄一龙教授的主页的名为《论惯性和惯性定律》的论文，我觉得是我所看到的关于"引力"内容的所有文章中最接近我的"惯性三定律"的内容，他说：物体在不受外力作用情况下，将保持静止和沿引力等势面的匀速圆周运动。然而可惜的是，又画蛇添足地假设什么"斥力子"。他的定义已经探到了"重力的本质（属性）"，已经是认识的最终结果。

如果上面的论述有人有了一定的理解，就会感到"哲学"在科学研究中的作用了吧。

三、理论就是有内在逻辑的知识"系统"

十多年以前，我对一位有名的研究广义相对论的教授说：我主要是从哲学角度来认识"相对论"的，他很生气地对我说，我不管什么哲学，我计算对了，就是好理论，就是证明了理论。人们都认为爱因斯坦计算对了"星光在太阳附近的偏转角度"，有人就认为证明了他的广义相对论，那我就感到纳闷了，爱因斯坦在没有建立他的广义相对论之前就发表过名为《论引力对光线传播的影响》论文，其论文中就已经计算了其"角度"，那么，此"角度"的证实是证实了此论文理论，还是证实了后来的张量引力场方程及时空弯曲的理论？当我们把广义相对论归于理论物理学的时候，我不反对把运用数学方法的物理学叫理论物理学，但容易给人们一个误导：理论就是数学方程式，进而扩大化以后，就容易造成认识上的偏激，忽视了对理论基本概念的注意，忽视了理论内在的概念间的逻辑关系，然而，之所以叫理论，其最重要的方面就是概念及概念的逻辑关系。一个理论的数学方程式推导得再巧妙，什么"严格解"再严格，如果其概念及概念体系如此地"混沌"，能算是个"严格"理论吗？没有确切的物理涵义的数学方程式是物理学吗？不还是数学吗？爱因斯坦的引力场方程式中的能量动量张量项，没有确切的物理涵义，能是成功的理论物理学吗？抛开狭义的"理论物理学"的理论涵义，广义的科学理论的含义应该是有内在逻辑的知识"系统"。既然是"系统"，就意味着是有诸多要素的有结构的"整体"。所以，理论的证实问题是很复杂问题，之所以科学哲学家们有"好的理论"与"差的理论"之分，而不说有"正确的理论"与"错误的理论"之分，就在于此理。（有人会问：地心说与日心说就是对与错的理论，怎么解释？这两个学说不是关于"属性"的理论，仅是现象层次的"判断性质"的学说。）单纯的一件客观事实的"证实"，不能简单地就能证明理论，也许仅证明了该理论中的某一个要素。"太阳每天从东方升起"这一客观事实是证明了"地心说"还是证明了"日中心说"？"光线在太阳附近的偏转"这一客观事实是证明了"时空弯曲"还是证实了太阳附近有"光折射媒质的存在"？

四、作为结尾的箴言：

（1）我们现在关于"引力"方面的探讨，基本上都是以牛顿的"惯性"为出发点的探讨，这就是构成"外力"观的根源之一（认识论方面的根源，我在适当的时候再说一说。）。外力观的错误就容易引发这样的恶性思维因果链：外力是由另外的"东西"造成的，另外的"东西"的运动状态的变化，又是由另外的外力造成的……，没完没了。那些人的人为"虚构"的"粒子"不就是如此恶性思维因果链的结果吗。如果你看到有人还"虚构"什么粒子，你就可以追问他，那"虚构"的粒子的运动又是由什么力造成的？所以，总得有一个不靠"外力"而靠"自己"的属性而"主动作用"的东西。我的惯性三定律中的"重力"，就是靠"属性"（广义惯性）主动作用的（就是原动力，主动与被动是相对的。）。（要坚持从世界本身来说明世界！）有人说"力是改变物体运动状态的原因"，这是最容易造成思维混乱的提法。准确的提法应该是"外力是改变物体"惯性"（已经是广义惯性）运动状态的原因"。如果谁还以牛顿"惯性"观念来理解我的"广义惯性"，那当然不容易了，但是只要"重新"换一个出发点，就非常容易（脑筋急转弯）。我说中学生就容易理解，就是因为中学生还没有完全形成牛顿"惯性"的"思维定势"。

为什么现在许多人总想把"四种相互作用力"统一起来，不就是总感到这"四种相互作用力"有什么共同的"东西"，又说不清道不白是什么"东西"。实际上不就是因为都是"纯自然"的吗，不就是都是靠"属性"而作用的吗。为什么不考虑把"碰撞力"也加进入"统一"的行列？就是因为"碰撞力"不是"属性力"，是作用方式力。那是不是它们的属性是共同的呢？我的看法，这不可能。都分别是"宇观、宏观与微观"的"东西"，怎么能有共同的"属性"。"惯性"与"重性"可以统一。如果四种相互作用力的"属性"不能统一，那还要统一它干嘛！

（2）如果你把科学也当作"信仰"的话，你就应该有这样的信条：世界上没有神秘的东西，你之所以感到神秘，是因为你还不了解他。不了解就神秘，神秘了就复杂。如此神秘复杂的理论你就觉得"高深"了。如此"高深"的理论也就成了"专家"们的"专利"。

（3）都知道自然科学是揭示大自然规律的学问，但现有的自然科学知识是否都是对大自然规律的认识则是另一回事。问题是哪些知识是真的揭示了大自然的规律，哪些知识又是由于人们的认识的局限性及错误而成为强加于大自然的东西且成为阻碍继续认识大自然规律的东西，这也许是永恒完不成的课题。

（4）有人说：提出问题比解决问题更重要。问题是什么问题。有大量的问题是在"错误"的前提下提出的，反而成了"科学"的垃圾。这在目前"相对论"的大讨论中不是经常看到的吗。

参考文献

[1]马英卓：引力是产生出来的，〈科学〉（科学美国人中文版）杂志，1998年第五期。

[2]马英卓：引力与广义力学、整体天体，〈科学〉（科学美国人中文版）杂志，1999年第三期。

[3]马英卓：惯性力学与整体科学体系，《科学》（科学美国人中文版）杂志，2000年第七期。

[4]马英卓：等效原理的对与错，《当代物理世界-物理论文集》网站。

[5]马英卓：万有引力真的失灵了吗？《当代物理世界-物理论文集》网站。

[6]马英卓：用惯性力学三定律解力学习题。《当代物理世界-物理论文集》网站。

力学论文范文第7篇

――把简单的事情搞复杂了，太累；把复杂的事情搞简单了，贡献。――摘自某电视广告词。

无论是维护还是反对广义相对论的人，其实都面对的是一团“乱麻”，说它对，也说不清对在哪，说它错，也说不清错在哪，那是因为没有一个“对的理论参考系”。我的惯性力学三定律，也许提供了此“参考系”。相对论的产生，就是把空间问题（也是场的问题）引进到物理学里来，无论如何，这是一个进步。但是，仅把“运动”当作出发点，来定义空间，总觉得有点犯了循环逻辑错误的嫌疑，因为运动（速度）本身就是由时间与空间（距离）来定义的。用时间与空间来定义时间与空间，就好象是自己拽自己的头发把自己拽起来一样，不解决问题。因为“运动”仅是物体对它物的位置关系，而位置关系仅是物体属性对外关系体现的一方面，不是全部。反过来，又仅以运动与空间角度来认识“属性”，就犯片面性的错误了。广义相对论还是正在“探索”过程中的不成熟的不能算作真正理论的理论。

我在我以前的文章里说过，物体的广义惯性的对它物关系的体现有两种，一个是力（作用关系），一个是运动（位置关系）。而许多人总是在运动（机械运动）上来思考什么惯性啊、引力啊、什么等效原理啊、什么参考系等等，这是片面的，是许多问题纠缠不清的根源之所在。又把“运动”关系当作出发点来思考，或仅以“运动”角度以为就可以解决什么属性问题，就是本末倒置了。通常说“标”与“本”的关系，在力学里，仅从“运动”角度来解决力学问题，就是“治标”，不是治本。广义相对论就是如此错误之大成者。永远要值得注意的是，关系是某物属性的体现，不是属性本身。抛开了某物及某物的属性，而要解决属性问题，是解决不了的。广义相对论就是抛开了物体这一最基本的前提，仅用什么度规什么坐标系（参考系）的变换来解决惯性及“引力”等问题，引得许多人到如今还在争论不休，就是此原因。我们还是回到“物体”本身上来，回到体现其属性的另一个关系――力作用关系上来。就容易解决许多纠缠不清的问题。在我这里，同样的物理常识，就有了不同的思维方式。我在此是在重新调整力学的思维方式。

一、受力的物体内部到底发生了什么情况？

有人说受力（接触力，像磁性力另说，而外力性质的重力与虚构性质的惯性力是在此我要重新认识的“作用”。）物体发生了形变，但这是外在的问题，此外在的形变也有因为物体内部的情况的变化引起的因素。受合外力为零（接触力）的物体也形变。我们要看看在受到合外力为零与不为零情况下的物体的内部到底发生了什么情况。我现在举几个现象方面的例子：先用水性质的物体来说明一下。

1.有“重”的情况：

（1）在地面上的装满水的容器，当该容器在水平方向上，受外力的作用（也有加速度），此容器中的水里就压强梯度情况发生。

（2）在离心机中的装满水的试管，在离心机转动的情况下，其水里也有压强梯度情况发生。

（3）静止在地面上的装满水的容器，在垂直发生方向上，其水里也有同样的压强梯度情况的发生。此容器的外力就是地面对其支撑的力。

2.“失重”的情况：

(1)在地面上以静止或匀速直线运动的装满水的容器，水平方向上，水里没有压强梯度情况的发生。此情况没有外力作用之。

(2)处在自由落体运动状态下的装满水的容器，其水里没有压强梯度情况的发生。此情况没有外力作用之。

（3）在公转的太空实验室里装满水的容器，其水里没有压强梯度情况的发生。此情况没有外力作用之。

(4)在车厢里的地板上，有此装满水的容器，假设此容器与其地板之间没有摩擦力，当此车厢突然在水平方向上加速时，在车厢里的人看来，此容器有加速运动（在地面上的人看来，此容器还是静止的），但其容器里的水在水平方向上没有压强梯度情况的发生。此容器没有外力作用之。

说明：

（1）在原来的力学里，有“重”的情况的（1）与（2）的压强梯度被解释为虚构的惯性力（也被称为没有来源的力）造成的。其（3）的压强梯度被解释为“引力”（也是虚构的力）造成的。在我这里，其压强梯度不被解释，是认识的出发点（公理化。如果除了虚构的惯性力与引力的原因的解释，而有其他的原因的解释，我的此出发点不成立。）。是表示其物体有外力作用之，也是表示对此外力有反作用力，其反作用力就是其物体的广义惯性力。反过来，其物体有外力作用之，必有物体内部的此“压强梯度”情况的发生。其外力或其广义惯性力与此“压强梯度”在量上有正比关系。“失重”的情况也“统一”理解为没有外力作用之。

（2）气体也有此“压强梯度”情况的发生；固体的此“压强”表现为“胁强”。

（3）离心机里的此“压强梯度”的二阶导不为零。

（4）把此“压强梯度”的“唯象”性，变为抽象的ρ梯度（就是我的惯性力学三定律里的P内），是新的物理量，物理单位名称为“坦”。

（5）于是，原来牛顿力学的“刚性”的与“没有内部结构”的物体概念就变为有不是“绝对刚性”与有“内部结构”内涵的物体概念。

（6）当一辆汽车突然撞在“刚性”障碍物上时，此汽车就撞坏了，是由于其负加速度突然非常变大，依我的广义惯性运动定律，其汽车的P内也突然变大，也就是其质量部分的胁强变化突然变大，就造成了车体的破坏。其前面（被撞的部位）之所以被破坏得厉害，是因为汽车不是绝对刚性的物体（有一定的弹性）。

（7）在实践上，人们在说战斗机里发生的“失重”与“超重”时，已经没有了所谓的“引力与惯性离心力”原因的区别，已经都统一为“重力”的说法了。所以，我的“理论”容易被一般人理解，不是“超玄”的。完全可以直接代换中学力学里的“牛顿相应的定律”。在中学力学教材里独立的“失重与超重”问题，就不必讲了，此内容已经包含在惯性力学三定律里了。

（8）在爱因斯坦的“等效原理”里说什么“在惯性系（所谓的自由空间等）里与在引力场里的局部惯性系（某加速值的）里的所有的物理规律是相同的或所有的实验结果是相同的等同类不同方式的说法，比形而上学还形而上学。实际上只有一个“现象”是相同的，就是此“压强梯度”现象。如此的比形而上学还形而上学的“等效原理”，带来的直接错误后果就是把“光束与升降机的运动速度合成思维实验”带到了“动力学”里，也随带着把狭义相对论的理论带到了“动力学”里，于是，就繁衍出了什么“一级近似、强引力场、光线引力弯曲、引力透镜、黑洞”等劳什子。而爱因斯坦实际上是用“广义惯性”（用度规）在重力场里的“广义惯性运动”（测地线）

来定义引力场（弯曲时空），本来是“同一关系”，其定义结果――弯曲时空的前提（广义惯性）已经解释了“引力”，结果被人（爱因斯坦本人在此也糊涂）错误地理解为几何性质造成了引力的因果关系。如果还有人以为我的惯性力学三定律是什么广义相对论的什么级近似情况的定律，那实在是为广义相对论的继续存在找借口。不能为了“光”一定存在在力学里，把我们的认识搞混（昏或浑）了。我的惯性力学三定律是已经吸取了广义相对论的合理内核的结果。

(9)参考系是“观察”及“失重与有重”是体验，但这都是感性表达，而理论必须是客观性与理性的表达，于是，用此“压强梯度”现象与“ρ梯度”来说明与表达，这就是客观性与理性。（牛顿第一定律的物体的状态也是表示物体的失重状态）

二、空间问题

1.物体的内部空间问题

物理意义的空间与物体的内部空间的涵义是什么？这是困扰爱因斯坦一生的问题，（见爱因斯坦晚年对他的早年著作《狭义与广义相对论浅说》第十五版的附录）当物体有体积的时候，就应该说有内部空间。但是，爱因斯坦就在此问题上拿不定主意。比如一只两头没有盖（有盖也可以）的大油桶，你说此大油桶占据了什么空间，是圆柱体积？我想通了，是油桶的质量部分占据的空间才是物理意义上的物体内部空间。爱因斯坦的“物体具有空间的广延性”，应该就是此涵义。P内就是指此空间结构。

爱因斯坦之所以没有总结出此惯性力学三定律，其原因是把注意力用在了参考系的变换，而忽略了物体的内部空间性，而他到了晚年认识到“物体（不是物质）具有空间的广延性”时（见《狭义与广义相对论浅说》第十五版的附录说明），就已经说明了他开始注意到了物体的内部空间（物体质量部分所占据的空间）性问题，但他已经来不及总结出此惯性力学三定律了。

2.物体的外部空间的问题

地球有重力场，地球也是物体，地球的内部空间也可以定义为物质质量部分占据的空间。地球的此空间，也有此质量部分的“压强梯度”现象（中聚度，如在地球的大气层与海洋中也有此压强梯度。），也可以说P内，但是，具有物理性质的重力场（空间）可以延伸至月球轨道之外，而与质量无关。为了解决此问题，只得承认有一个独特的有物理意义的空间――重力场。而此空间的物理量P外与P内的物理单位相同。P内与P外对距离的积分，还可以理解为有的书中所说的“内势与外势”问题。于是，就一定应该有具有重力场的物体与不具有重力场物体之分情况。只有此种区分，许多问题都顺理成章。进而，重力场必须是有范围的。否则，许多悖论都出现了，许多“应该”发生的“异常现象”没有发生就无法解释。比如：“九星连珠”现象的发生，按理（万有引力）应该有异常现象发生，结果，什么异常现象都没有发生。而按我的结论，就可以很好地说明为什么没有异常现象发生。所以，我说的“只有整体天体才具有重力场，而重力场是有范围的”，是合乎情理的。

3.引力场概念必须抛掉

只要承认在任何物体之间有所谓的引力，引力场概念就没有存在的意义。只要承认任何物体之间有引力作用，广义相对论也不成立，我的惯性力学三定律也不成立。有“引力”的作用，就没有“场”的“作用”（属性问题），这是不相容的。然而，奇怪的是，多年来学术界竟可以同时运用之。爱因斯坦把把统一场论问题留给了后人，而后人又把此问题转化为四种相互作用力的怎样统一的问题。而通常的解决此不相容的办法是假设什么微粒子的传递，复杂了，麻烦了。靠假设的“东西”（不是某客观东西的抽象）建立的理论，不是理论。

4.熵空间

有重力场的空间与无重力场的空间是我的理论的前提，是思维的出发点。但是，最好是用“负熵空间与熵空间”（不是狭义的熵）来理解此出发点。因为此空间具有物理意义。有了我的惯性力学三定律，有了熵空间与负熵空间，与其分别对应的原来的绝对空间、欧氏空间、平直时空与惯性系及原来的弯曲时空、非惯性系与引力场这些概念也就没有存在的必要了。

离心分离机之所以有"分?quot;效应，也说明其试管在旋转的情况下，试管内部空间是负熵空间。而放在地球重力场内的静止的"试管"中也有此"分离"效应。

重力场可类比静电场，但又不是静电场。但有人把重力场（引力场）当作“电磁场”来看待，又弄出个什么“引力波”来，是没有客观事实根据的。

5.有关的若干问题

（1）什么绝对运动、相对运动、加速系、绝对时间、相对时间、平直时空、弯曲时空等等，统统撵回到纯运动学那里去；坐标系是描述用的；参考系是操作性问题，不是力学思考的前提问题。把参考系与坐标系也“撵”回到纯运动学那里去。物理就是研究物质的道理，抽象的空间、时间与运动的“本身”没有物理。去掉物体的抽象运动，是形式的问题。不能说空间有物理的属性，弯曲时空有“引力属性”是错误的。弯曲时空是不能证明存在与否的，因为是形式，是抽象的。物质的物理与其形式（空间时间与运动）是同一性关系（内容与形式的关系），不是因果关系。

在操作上，有重力场的空间有确定的参照物，而没有重力场的空间就是熵空间。通过我的广义惯性运动定律的加速度a可以转换出其他的运动形式，如a=v2/r等，然后再运用什么坐标系与参考系来描述。绝对参考系问题是具体问题具体分析的问题。如有绝对方向参考系，飞机上的“陀螺仪”就是例子。

（2）牛顿的惯性定律实际上包含两个涵义：物体在惯性运动状态时有“被动性”（无外力情况下），而在非惯性运动状态时（有外力的情况下）又有了要改变非惯性运动状态的主动性（能动性）。这才叫对立统一。然而人们只注意了“被动性”方面。

（3）自由落体运动（包括抛体运动），都是广义惯性运动。

（4）把物体的惯性问题与坐标系什么参考系结合起来，叫什么惯性系，这是把“关系”直接赋予了属性的逻辑错误。要把运动状态本身与为了描述运动状态的参考系问题分离开来。

（5）静止在空间中的卫星才可以用“引力定律”计算其“力”，但此力不是“引力”，是其卫星的广义惯性力，此广义惯性力的反作用力的外力应该是某一个阻止卫星下落的另一个实在“力”。宇宙中的天体运动都是广义惯性运动。而与其广义惯性力抗衡的外力，除了碰撞和爆炸等外力外，几乎没有恒定的其它外力与之进行“强”相互作用。所以，计算正在公转运动的行星“引力”是错误的。

（6）当我说“战斗机飞行员已经体验了等效原理的所有内涵”时，有人也许会问：战斗机是在地球的重力场内飞行的，重力场是大范围的ρ非均匀空间，而大范围的ρ均匀空间的等效原理的情况没有算在内，怎么能说战斗机飞行员已经体验了等效原理的所有内涵？回答是：因为地面的水平方向的空间也是ρ均匀空间，重力等势面是二维ρ均匀空间。

（7）像这样的提法：“一个观察者，当他的加速度计读数为零时，他不能辨别他是否在外层空间相对于恒星匀速运动，还是在地球重力场中自由降落因而相对于恒星作加速运动。”这是马赫哲学的提法。把恒星当作了“绝对参考系”。这是抽象的理论与具体问题分不开的错误，容易造成思维的混乱。

（8）之所以我说可能仅在恒星、大行星及部分的整体性的卫星周围存在重力场。也是考虑了重力场内的天体的广义惯性运动一般都是圆锥曲线运动，而拿不准星团、星系内的天体的运动是否是属于这样的运动，从而也拿不准其是否也具有重力场。但从星系内的星体的运动速度角度来看，不符合“引力”定律。因此，我倾向于星团和星系空间不是“重力场空间”的认识。它们仅是类似“流体力学旋涡效应”。接着，就不得不说星系内的真空空间不是“真空”。无论怎样的“真空”，在星系这样大空间范围内，仍然有“流体效应”。

所以，以“引力”为原因来描述天体起源过程，真是牵强附会的提法，而原始星云各粒子"小质量"之间不会达到足以吸引其它粒子的“能力”。在此方面问题上，笛卡儿的“旋涡理论”也许还有它的存在价值。

（9）当我们说产生重力场是整体天体的功能时，可用导电（直流电）螺线管产生磁场的类比来理解其不依赖中心“质量”的机制。而仅对于重力场本身，我们只要能够测量与描述它就够了。目前热核聚变控制问题是靠外因的控制方式，从整体科学的角度，最好是用系统自我控制方式才能解决。太阳就是自我控制方式的热核聚变，重力场的产生机制问题的解决，就与此相关。

（10）天狼星的视曲线的运动被解释为有密度非常大的伴星（白矮星）存在。掉过来的看法，则是其伴星也许仅是一般类似地球密度的行星，因其公转运动与天狼星无“力”的关系，其视曲线运动需另外解释。

（11）没有发现距离很近，且体积与质量都相等的两个星体互相公转的现象存在。天文观测发现某恒星亮度周期变化，说明有不发光的星体公转，可以类似日食现象。但不能说明是同样的星体。在宇宙中发现的两棵很近的恒星，实际距离很大，并不互为公转。所以，只有一种质量很大的中心星体，而绕其公转的星体体积相对来说又很小的现象存在。这说明如果水星体积与太阳体积同样大，那么会造成内部压强梯度不均匀分布的情况出现，于是，不是被这压强不均匀性所撕裂，也会落到太阳上去。客观上，天体在起源与演化过程中，自然就避免了这种情况的发生。如果水星的体积与太阳体积一样大，则会碎裂，因为会造成其内部的ρ梯度值方向的不平行情况。所以,要保证在重力场内的天体公转的广义惯性运动状态，还有其自身线度及与中心整体天体距离的限制（因为重力场的ρ梯度分布是不均匀的）。星体产生重力场也有尺度的限制，超过了，就爆炸。小了，就不能形成。行星是重力场产生后，有火山不断爆发的阶段及吸收大量星体撞击阶段。

（12）当有人说“苹果自由下落运动是惯性运动”时，有人就反驳道：“重力是万有引力，惯性是运动状态。”这是目前普遍典型的错误认识。“重力是万有引力”的错误自不必说。而“惯性是运动状态”错误认识的实质是把“关系当作了属性”，同时，又是抛开了惯性的另一个在“关系”方面的体现――“力”。

（13）在我的理论里，只有“卡文迪斯实验”与之不相容（实际上与广义相对论也不相容），除了此实验，一切都顺理成章。在此，我完全有理由声明：“卡文迪斯实验”是个伪事实。是一个人云亦云，以讹传讹的伪事实。也许是卡文迪斯本人的测量误差造成的，也可能是卡文迪斯有意的在欺骗公众。这也许是科学历史上最大的“欺骗事件”。如果此实验出现在牛顿发现“万有引力”之前，还有余地承认它。可是，此实验是发生在万有引力被发现之后，是“马后炮”，是“事后诸葛亮”，就有理由否定它了。

（14）有人说：1.新理论必须比现有的理论能解释更多的观察事实；2.新理论必须能够推出现有理论全部成功的结论；3.新理论建立的基础必须比现有的理论的基础更深刻、更基本。又有人说，一个好的理论，至少满足三个条件：1.与实验事实符合；2.能解释现有现象；3.能预测新的现象。

我的惯性力学三定律满足了“新理论必须能够推出现有理论全部成功的结论”条件，因为，该三个定律能推导出牛顿第二三定律、自由落体定律、牛顿引力定律、浮力定律与包含了爱因斯坦的“等效原理”。我的惯性力学三定律本身就满足了“新理论建立的基础必须比现有的理论的基础更深刻、更基本”的条件。我的此三定律与重力场仅产生于整体天体的结论，已经解释了大量的现有现象（也算被我的理论排除的原来理论解释的现象）。我的新理论仅与“卡文迪斯实验”不符合（是伪事实），其它都符合。实际上，“能够预测新的现象”条件是非常重要的条件，也就是说有指导“实践”的意义。我的理论能预测人类能够制造“重力场”，接着，就能够解决“热核控制”等实际问题。

广义相对论似乎也满足该条件，但是，其一，把牛顿力学借口为“近似”，就原封不动地退回到中学教科书中去，没有满足“新理论建立的基础必须比现有的理论的基础更深刻、更基本”的条件；其二，没有“比现有的理论能解释更多的观察事实”；其三，仅预测了太阳的星光偏转现象，而此现象可有另外的解释。其它的预测，如引力波、黑洞等，到目前还没有证实；其四，到目前还没有表现出具有指导实践意义的事例。可以说，广义相对论仅有一句话有意义，就是“物体的同一性质按照不同的处境或表现为‘惯性’，或表现为‘重性’”这句话。也就是这一句话，才有“一字千金”的份量，在科学的历史上有“永垂不朽”的价值，从而，把人类对大自然的认识向前推进了一大步。

广义相对论也许还有一个价值，让许许多多的物理人跟着学了一遍连“数学系”都当作“选修科目”的黎曼几何，不白学，也许还有“书到用时方狠少”的意义。如果黎曼在天有灵，应该对爱因斯坦感激涕零。

2001年8月9日完稿

参考文献

[1]马英卓：引力是产生出来的，〈科学〉（科学美国人中文版）杂志，1998年第五期。

[2]马英卓：引力与广义力学、整体天体，〈科学〉（科学美国人中文版）杂志，1999年第三期。

[3]马英卓：惯性力学与整体科学体系，《科学》（科学美国人中文版）杂志，2000年第七期。

［4］马英卓：等效原理的对与错，《当代物理世界―物理论文集》网站。

［5］马英卓：万有引力真的失灵了吗？《当代物理世界―物理论文集》网站。

[6]马英卓：用惯性力学三定律解力学习题。《当代物理世界―物理论文集》网站。

[7]马英卓：潮汐成因另探。《当代物理世界―物理论文集》网站。

力学论文范文第8篇

依据上海电力学院的“优基础、强能力、重应用”人才培养目标定位，为适应我国改革开放深入发展对人才的新需求，依托学校电力、能源学科的优势，上海电力学院国际经济与贸易专业坚持“宽口径、国际化、实用性、行业化”的电力特色人才培养目标，努力培养理论与实际相结合、专业基础扎实、行业特色明显、综合素质高、应用能力强的有电力、能源知识背景的对外经贸专门人才。经过这几年的探索与发展，目前上海电力学院国际经济与贸易专业主要有以下特色。

1.注重学生专业综合素质培养的同时

突出强化专业外语的听、说、读、写能力。近几年来，为了适应我国对外开放的快速发展，尤其是上海“四个中心”建设对国际化人才的大量需求，我们加强专业基础教育、专业技能教育，注重对学生综合素质的培养以及拓宽学生的专业知识面，鼓励学生参加多种多样的课外活动，使其成为一专多能的综合性人才的同时，更加突出强化学生专业外语的听、说、读、写能力。除了基础英语外，我们还开设双语课程，并聘请外教上专业课，提高学生的英语应用交流能力。

2.注重学生专业基础理论知识学习的同时

更加突出强化贸易实务和金融证券业务等实践操作能力。在考察、学习国内外各层次高校国际经济与贸易专业的建设情况的基础上，结合上海电力学院人才培养定位和服务面向，我们将人才培养定位为：“宽口径、国际化、实用性、行业化”，基于这一定位，我们在注重学生专业基础理论知识学习的同时，更加突出强化贸易实务和金融证券业务等实践操作能力。在课程设计上，我们利用学院较为完善的各类实验设施，开设了综合性的大型作业“会计模拟操作”、“国际市场营销”，还开设了“进出口贸易实务”、“进出口单证及结算”等国际贸易实践类课程，同时还开设了股票、期货、外汇等金融交易的模拟操作课程。

3.依托上海电力学院电力、能源的行业学科优势

突出体现电力、能源贸易人才培养特色。作为电力、能源行业高校，学校要求从事教学的教师必须具有相应的电力能源行业经验，不少教师都会安排专门时间在电力行业与电力企业挂职或兼职，通过校企合作模式，本专业学生每学期至少可以听到6～8学时的具有电力、能源行业背景的专家讲座。他们不仅为学生提供了电力能源经济理论、电力国际化与电力行业产品国际贸易的相关政策，也提供了来自一线的电力能源贸易实践案例。在课程设置上，本专业开设了多门“触电”课程，比如电力发展概论、电力生产概论、电力金融市场、电力系统优化与决策、国际电力市场、电力国际贸易等。在实践课程环节，安排和组织学生到电厂及电力公司等实习单位实习。通过以上途径使本专业学生在学好国际经济与贸易共性专业知识的同时，接触、了解和掌握一定的电力、能源特色知识，从而提升专业学生的竞争优势。

4.注重培养学生的创新思维

提升专业学生创新、创业能力。学生的创新思维是学生走出校门、适应社会、迎接挑战、开创辉煌事业的基因。本专业从大一新生抓起，要求本专业学生必须踊跃参加学科竞赛和创新创业活动，参与各课外兴趣小组，参与教师科研，鼓励学生积极参与第二课堂。在课程设计上，开设了大型实践课程《创业之星》，让同学们进行创业模拟实践。经过几年的努力，取得了骄人的成绩，自2011年以来，每年至少有3个团队参加大学生创新创业项目和全国性的学科竞赛活动。自2011年以来，共有15项涵盖校级、市级以及部级的创新和创业项目立项。

二、实施特色国际贸易人才培养模式现存问题

1.教师的科研能力和教学水平有待进一步提高

还缺乏本专业领域学术造诣深、知名度高的教学名师。大学肩负着人才培养的重任，人才培养质量取决于教师的业务素质，教学和科研水平是衡量教师业务素质最重要的两个方面，两者同等重要。教学是立足的根本，科研是保证。教学和科研应该相互渗透、相互促进、共同发展。经过多年的建设和发展，本专业教师在科研和教学上取得了骄人的业绩，但依然存在一定的不足，在科研方面，表现为高质量的论文偏少，部级、省级的科研项目还比较少。尤其是还缺乏本专业领域学术造诣深、专家级的专业带头人。这种状况的出现有主客观两方面的原因，主观方面在于教师普遍缺乏科研的主动性和自觉性。客观方面的原因在于，繁重的教学任务和大量的事务性工作使得他们很难抽出时间静下心来关注学科发展前沿并从事科研，科研精力不够。在教学方面，本专业存在的问题主要表现在教师教学的积极性不够高，与学生沟通交流不够充分，还没有形成成熟的教学团队，还没有知名度较高的教学名师。这种状况的出现也是有主客观两方面的原因。主观上，教师对教学工作重视不够，教师敬业、爱岗、乐教的思想觉悟有所降低；客观上，面对商品经济大潮的冲击，大学教师的收入相对较低，影响教师的教学积极性。

2.专业实践教学环节有待于进一步加强

校企合作缺乏深度。依据本专业人才培养“宽口径、国际化、实用性、行业化”的定位，专业实践教学环节已经给予了高度重视，但由于主客观原因，这方面做得还不够，仍需进一步加强。主观上，本专业教师大多毕业于国内名牌重点高校，知识结构和思想观念依然偏好理论教学，致使教学中自然而然偏重理论教学，而淡化实践操作教学。客观上，一方面课时总量有限制，扣除各类公共课、专业基础课、专业课、留给实践教学环节的课时非常有限；另一方面，实践教学的场地、教学软件、实习基地等条件有限，尤其是校企合作，目前大都流于形式，仅限于实地考察、听报告，还没有真正将合作融入专业实践教学。

3.在培养学生独立思考和解决实际问题能力方面仍缺乏经验

“高分低能”是当前中国大学教育普遍存在的问题，其核心症结就在于培养的学生缺乏独立思考和解决实际问题的能力，主要是由于大学的教学还是填鸭式的教学模式，学生比较被动地在接受教育，缺乏积极主动性，教和学是相分离的，同时教学内容比较陈旧、不能与时俱进，在进行理论教学时不能很好地理论联系实际。本专业在人才培养方面同样存在这些共性问题，如何发挥教师教的指引作用和学生学的主体作用，在教与学的良性互动中培养学生独立思考和解决实际问题的能力，仍是国际经济与贸易专业今后亟需解决的问题。

4.专业建设经费的投入不是很充足

分配不均衡，使用不尽合理。目前普遍的看法依然是，社会科学类专业建设和发展不需要太多的经费投入就可以建好，尤其是在以理工科为主的高校，社会科学类专业会更加遭受建设经费投入的“歧视”。本专业作为上海电力学院中为数不多几个文科类专业，在专业建设经费投入上还不是很充足，教师的办公备课条件还不是很好。同时，有限的专业建设经费在使用上还不尽合理，体现在重硬件设施投入轻软件投入，一方面，因为这是可以用定量化指标进行评价和考核的。另一方面，实验室引进的部分教学软件，与现实管理存在差距且需要进行二次开发研究。

三、解决特色国际贸易人才培养模式现存问题对策措施

针对以上不足及存在的问题，学院领导、专业负责人以及全体专业教师正积极寻求有效的对策和改进措施，主要包括以下几个方面。首先，内部挖潜和校外引进相结合，千方百计提升本专业教师的教学和科研水平。其次，采取措施，强化实践环节教学，并尽可能突出电力、能源贸易特色。一方面，借助学校的“双师计划”和“引智工程”，采取“走出去”和“请进来”双管齐下的方式，虚心学习，深入企业，梳理并解决企业的核心问题，与电力行业（能源行业）有关企业建立更加密切的联系，争取与企业的深度合作，提高学校科研品牌效应，进一步丰富学校的校外实习基地。另一方面，在课程设计上，充分利用现有的实验条件，进一步增加实践环节教学的课时量。我们正通过积极申请横向课题或与电力企业共同申请纵向课题的方式，争取与电力行业有关的外贸企业建立更加密切的联系，进一步落实和优化电力国际化的实习基地，使校企合作有实质性进展。再次，继续探索新的教学模式，培养学生独立思考和解决实际问题的能力。解放思想，大胆尝试，努力探索新的、有效的教学模式。借助专业课程建设、教学改革项目和教学改革论文，继续尝试新的教学理念、方法，改变教和学的固有模式，通过启发式教学，培养学生独立思考和解决实际问题的能力。最后，开源节流，尽力争取更多的专业建设经费，并合理配置和使用，提高经费的使用效率。教学建设经费是专业建设和发展的物质基础，我们将通过内部挖潜，提升专业实力，开源节流，尽最大努力争取更多的专业建设经费，同时，围绕提升人才培养质量这一核心目标，合理配置和使用经费，提高经费使用效率。

力学论文范文第9篇

引力神话的根源还是牛顿力学隐含的绝对空间等狭隘的观念、概念及其第一二定律。有两个测量事实与“所有的物体之间都有引力”的结论有矛盾，说明有产生重力场的物体与不产生重力场的物体之区别。以几个经验事实为基础的牛顿力学与广义相对论就决定了它们的适用范围，超出了其适用范围的理论部分就成了垃圾理论。

前言

只知道用所学到的知识思考世界，而不思考我们的知识本身，是不能很好地认识世界的。知识是用一种观念及一系列概念来建构的，我们的科学研究的一个重要方面，就是还要探索这些观念及概念的产生的根源及其它们之间关系的合理性。产生错误认识的许多因素中，除了受到所获得的客观事实的不全面而带来的局限性一面外，还有我们思维的缺陷而带来的因素。我们在研究科学（包括理论研究）过程中，所遇到的许多困难及无意义的研究方向，往往是由于我们思维的缺陷所造成的。完善我们的思维，也是我们科学研究的很重要的方面。目前关于“引力理论”的研究所遇到的所有困难中，很多的因素是由于我们思维的缺陷所造成的。在我发表的文章中（包括本文），许多内容就是在探讨哪些困难是由于我们思维的缺陷所造成的结果。

请读者注意：在看我写的文章的时候（包括本文），我是假定读者已经浏览了我已经在杂志与在网站上发表的所有的文章。而在一些文章里，有些内容有重复的地方，这不是有意的在浪费读者的时间，而一是因为每篇文章的侧重面不同；二是由于要弄清“引力”问题要涉及到哲学（认识论、方法论等方面）、逻辑学、科学史、理论的一些观念、概念及命题、数学公式、现象等等方面，我不得不分头去论述。我会在适当的时候写一篇“精练的有头绪”的文章的。但是，根据认识过程的“规律”，我还是分头写一些文章，会先给读者一个“感性”的认识的。然后，再看我最后的“精练”的文章，会有更深的理解与体会的。

（一）牛顿力学“力概念”的双重涵义

1、直接作用与超距作用的双重涵义（误区1）

人类是从对改造自然界的过程中来认识自然界的，是人类的感觉器官的感觉直接获得外界的“信息”而有“感性”认识的。从原来物理学科的分类角度，就充分地说明了这一点，说物理学是关于“力”、“热”、“声”、“光”、“电”、“磁”的学问，除了电与磁的因素，其力、热、声、光四大因素，恰恰是与人的触觉、听觉、视觉相对应的。而力概念最初是人类的肢体对外在物体的“直接作用”（推、拉、拽、抛等作用）的过程中建立起来的。当把具有感觉性质的“力”外化为客观（理性）的概念性质后，力概念最初的涵义是“物体对物体的‘直接’作用”。但是，在今天的教科书里，说“力”概念时，已经把“直接”作用性取消了，变成了“力是物体对物体的作用”的定义了。也就是说，还有“超距”作用情况也包含在内了。其概念的内涵被无意地扩大了。然而，今天的绝大多数的人在运用“力”概念时，都还有回归到“直接作用”性上的理解才感到“塌实”的心理趋向。所以，就引起了一个要把一切“超距作用”回归到“直接作用”性（接触力，也是作用方式力）上的研究意向。此意向的研究“假说”在过去与今天，随处可见。比如，到今天，还有人在假设什么“微粒子”（有各种各样的名称）或什么连续媒质（什么以太等不同的名称）变为“直接作用性”来解释“引力”的“超距作用”，在“场”的概念出现后，也出现了把引力场变为弥漫在场空间里无数的无形的飞来飞去“微粒子”或是无形的连续媒质对物体的直接作用的解释。此类的解释性的“假说”的实质就是此“意向”的产物。这是一个无形的“陷阱”，是一个误区。是在无形地无情地消耗浪费无数人的才华和精力。

实际上，所谓的“超距作用”力概括来说（仅指宏观现象范围），就是引力、电场力、磁场力这三类力（非接触力）。我对“引力”与“引力场”已经在我的惯性力学三定律里已经取消了超距作用性的解释。有了实实在在的解释。而对电场力与磁场力，可以借鉴我对引力（或引力场）的解释（属性力的解释）。在具体一起运用惯性力学三定律与电场、磁场有关的数学公式时，是把它们的强度加在一起来计算合理还是分别转化作为“外力”角度来计算合理，我在此方面没有深入地研究。这是惯性力学的基本命题与电磁性力学的基本命题合理衔接的问题。

本节结论：

所以，如果避免理论思维的混乱，就应该把“力是物体对物体的‘直接’作用”涵义当作力概念的唯一的定义。2、力是作用与力是物体加速运动的原因的双重涵义（误区2）

实际上，牛顿力学力概念有“力是物体对物体的直接作用”与“力是物体加速运动的原因”这双重涵义。我在我以前的名为《惯性力学与整体科学体系》的文章里，我提到过“力概念”的双重涵义所造成的理论思维的混乱，但没有详细地论述，在此我进一步地说明一下。

此双重涵义，实质上是作用与作用的原因的区别。古代人认为力是使物体运动的原因。而后来伽里略又准确地把力定义为时，实质是在客观（理性）的角度来定义的。

当初牛顿为什么会认为“自由落体运动（加速运动）与行星公转的向心加速度”有“力”正在作用之呢？把此种“力”称为“引力”。当然是由于“力是使物体加速运动的原因”的观念了。

问题的关键：是不是所有物体（仅指宏观物体）的加速运动的原因都归于“力”（外在的作用）。力是使物体加速运动的原因是一码事；物体加速运动的原因是否都是由于力的原因，是另一码事。然而，如今的人们把此两码事当作是一码事的观念是根深蒂固的。引力错误概念的根源就在于此。

当我提出了惯性力学三定律后，“力是物体加速运动的原因”的结论是有条件的结论了，也就是说：只有在牛顿绝对空间里，此结论才成立。也可以说：在重力场里，“力是物体静止或匀速直线运动的原因”了。而自由落体的加速运动的原因是由于物体的“广义惯性”及重力场的属性，不是由于“力”。牛顿之所以用虚构的“引力”来解释，是因为当时还没有重力“场”的概念。反过来，在牛顿绝对空间里，物体的惯性运动状态是静止或直线运动状态；在重力场里，物体惯性运动状态是除了静止或平动运动状态以外的其它某些运动状态。

牛顿第一二定律是仅适用于牛顿绝对空间的定律；伽里略自由落体定律与阿基米德浮力定律是仅适用于局部重力场空间的定律；牛顿的“引力”定律是适用于大范围整体重力场空间的定律；牛顿第一二定律、伽里略自由落体定律与阿基米德浮力定律、牛顿的“引力”定律是在我的惯性力学三定律的分别特殊条件下成立的定律，是其推论。牛顿“引力”定律的合理实质是重力场强度的平方反比率。3、关于惯性质量与引力质量（误区3）

在引力神话没有“破灭”之前，才会有人把所谓的惯性质量与引力质量相等当作了“等效原理”（所谓的弱等效原理）本身。实质还是认为有“引力”而产生的结论。当我总结出了惯性力学三定律后，就没有了什么惯性质量与引力质量之分了。我打一个比方：一个演员在某一个剧场演一个“坏人”，又在另一个剧场演一个“好人”，我们能说一个坏人与一个好人相等吗。而是说“一个”人由于其演员的“性质”在不同的场合可以表现坏人在另一个场合又可以表现一个好人。也就是说，应该这样认为：一个物体的同一质量由于其同一广义惯性在绝对空间里表现为“惯性质量”（牛顿惯性），在重力场空间里表现为“重性质量”。实际上，以后没有必要再分为两种“质量”了，都统一为“广义惯性”质量了。而“广义惯性力”的定义是：“物体对其合外力（合外力不为零）的反作用力。”（见我的惯性力学三定律中的“广义惯性力定律”。）在此定义中已经取消了“引力与外力性质的牛顿惯性力”了。如果承认“引力与外力性质的牛顿惯性力”存在，此定义就不成立。4、主动作用与被动作用（误区4）

物体的广义惯性对立统一性，在我的前面的文章里提到过，但我没有强调，在此我特别强调一下。

1、力作用的主动性与被动性是相对的。当我们用手“推”一个物体时（合外力不为零时），我们会说此物体有被动性（惯性），但是，这是针对物体而言的。当我们针对我们的“手”而言，为什么不可以说物体主动作用（由于惯性属性）于我们的手呢。

2、物体处在广义惯性运动状态时（失重状态时），有被动性；物体处在非广义惯性运动状态时（有重状态时），有能动性（主动性。去掉了“引力”的理解。）。举一例：以地球重力场的角度，当我们手拿着一个铅球时，此铅球（物体）就有能动性，它有挣脱你的手（外力）而要下落的趋向。当你松开你的手时，此铅球就开始了自由落体运动。此铅球在没有到达地面之前，是处在广义惯性运动状态，是没有外力作用之（或合外力为零），又具有了被动性。

目前教科书上解此类习题，是把手拿着铅球时，当作合外力（把重力也当作了外力）为零；而此铅球正在做自由落体运动时，当作合外力不为零。实质上，恰恰相反（可用我的惯性力学三定律来解）。

5、属性的原因变为外力原因（误区5）那么为什么静止在地面上的物体或我们每个人在拿一个物体时，还认为是有外力在作用此“重物”呢？这可是牛顿以后的人们的认识了，因为，先有了“引力”的解释。实际上，如果一个人没有学过牛顿力学，他就会像牛顿以前的人们一样，认为是由于物体有“重”的性质，才有“重”的感觉。此时的“重力”是物体作用在“手”上的。当牛顿“发现”了“引力”后，“重力”才转化为“外力”的认识。于是，成了外力性质的“重力”作用在物体上，然后，又通过物体再作用在手上的认识。如此的认识的“转化”，就成了一个“思维”定势（固定的观念）。由于教育的普及，今天的人在他降生在这个世界上几年后，就会知道他手里拿的“物体”有“重”的感觉或松开手后其物体就会自由下落的现象是由于“地心引力”的原因。（实际上，当物体在重力场里，自由落体运动是广义惯性运动状态；而静止在地面上时的运动状态是非广义惯性运动状态。但是，在经典力学里，是没有此区分的，认为都是有“引力”正在作用之。是糊涂认识。）实际上，人们在手拿着“重物”时，是这样理解的：就像有一个“橡皮筋”正在“拽”着此“重物”（无论是拿着还是松开手此物自由落下）。如此的思维定势，已经深深地固定在牛顿以后至今的人们的头脑中了。当我说到此时，我也深深地感到不安，人们是不会容易改变此思维定势的。真是“撼山易，憾传统观念难”。（如果我用我的惯性力学三定律教没有学过牛顿力学的中学生，可以说，仅用一个星期时间就可以教会，为什么？因为他们还没有牛顿力学的思维定势。）就是爱因斯坦，也没有“敢”改变它，也只不过“喃喃地”说了句“物体的同一性质按照不同的处境或表现为‘惯性’，或表现为‘重性’。”此后，爱因斯坦就转入了“弯曲空间”方面去了，特别是“光”的方面去了。实际上，当我明确地提出了惯性力学三定律后，此爱因斯坦的话应该是这样说：“物体的同一性质（广义惯性）按照不同的处境（绝对空间或重力场空间）或表现为‘惯性’（牛顿惯性），或表现为‘重性’。”

但是，之所以说爱因斯坦是伟大的“天才”，就是因为在“司空见惯”的现象中看到了不寻常的地方——爱因斯坦在1907年在伯尔尼专利局工作时，就注意到了一个现象：一个人在自由下落时，感觉不到自己的重量（失重。这是伟大的科学发现，虽然所有的人都知道这一点。所谓的科学发现不在于谁知道，而是在于谁认识到某现象在科学上的价值和意义。），这是爱因斯坦建立广义相对论最初的动因。而牛顿第二定律中的“加速度”的物体是“有重”（惯性力）的。出矛盾了！于是，我们的科学界也会“变戏法”，干脆把牛顿第二定律的含义再改变一下吧——在“绝对空间里”，如果出现了物体对外力的反作用力，那么干脆就把“惯性力”也变为“外力性质”的“力”吧。就像把“重力”变为外力性质的“引力”一样。“一波未平，一波又起”，此外力性质的“惯性力”又成了“没有来源的力”了。因为“引力是有来源的力（地心质量来源）”。紧接着，在“绝对空间”里的加速系里的“自由加速运动的物体”也被认为是有一个“惯性力”在作用之，但是，此没有来源的力，不好说，只得说什么“虚构力”了（实质是在“重复”运用牛顿第二定律。）。于是，此外力性质的“惯性力”的来源问题（连中学生也会常常提出此让老师难堪的问题）就成为一个永远也解不开的谜。{又引得许多人来假设什么存在真空中有一种“连续媒质”作为阻力来解释（代替）其外在性质的惯性力。在科学领域，由错误的前提产生的“迷”太多了，浪费了多少的仁人志士的精力！比如什么“双生子佯谬”、黑洞等等。}如果读者对我提出的“惯性力学三定律”有了一定的了解（我并不奢望理解），应该觉得此“迷”有了答案。在我这里，牛顿惯性力与重力都不是外力性质的“力”了，而是物体本身由于其“广义惯性”的原因，是物体本身作用与合外力的“力”了。

当初牛顿提到“引力”的解释的时候，已经意味着一个结论：所有的“物体”（质量）之间都有引力。这实在是一个似是而非的结论。当初牛顿说自己在此方面的成就仅是发现了“自由落体现象与行星公转现象”是属于同一个性质（严格说来，此发现的证实，在“航天器进入太阳系空间里时”才算真正地实现了。）这是一码事；而此同一个性质到底是什么？又是一码事，也就是说，把此同一个性质归于“引力”是另一码事，这是我们认识的分水岭。也就是说，此同一个性质还可能有另外的解释的“余地"。此另外解释的“余地”，就是爱因斯坦的重新回到“重性”的解释。当爱因斯坦发现了物体的“重性”与牛顿惯性是同一属性的时候，已经意味着牛顿力学的基础被动摇了，牛顿力学面临着“重组”（观念、核心基本概念与命题及其它们的关系的重新调整）的境域。当物体的牛顿惯性与重性统一后，要分出在什么情况下表现为牛顿惯性或表现为“重性”，就出现了新的问题——出现了牛顿力学里没有的物体的不同的外部空间的新情况。要不是爱因斯坦在空间（场概念的出现）问题上出现了长期的“困惑”，及引入了“光”因素而走了弯路，此“重组”的问题早就解决了。当我总结出了“惯性力学三定律”后，应该算是解决了“重组”的基础前提问题。现在看来，当初牛顿正是由于没有不同“空间”（场概念）的意识，而是用“虚构”的“引力”来弥补他的理论系统的“缺口”的。遗憾的是，当初牛顿自己都怀疑的“引力”解释，到如今，已经成为根深蒂固的思维定势了，上至物理学诺贝尔奖得主下到学龄前儿童，当看到“苹果落地时”都是在用一个“虚假”的原因来解释：由于地心引力。

（二）相对论的实质

二十世纪初以来的所谓的理论物理学两大“板块”——相对论与量子力学，是适应了人类向宇观与微观认识扩展的背景而产生的新的理论。量子力学是一科在思维方法与观念相对独立与独特的“纯”关于微观的学科。所以，我在此把它拿出来放在一边，不涉及它。而相对论是分为狭义相对论与广义相对论的。相对论所对应的现象范围与牛顿力学基本上是一样的。所以，相对论应该是牛顿力学（经典力学）进化与扩展方面的理论。关于相对论的看法已经在我以前的文章里零散地议论了，我在此不多说了，在此仅进行对我以前的看法进行归纳和总结一下。1、狭义相对论的实质

狭义相对论的实质仅是以某种物理信号的传播的速度与信号源的运动速度无关的性质，{像水表面波、声波、与光（电磁波）等为载体的信号都有这种性质。}在信号接受器与信号源相对运动的情况下，其信号接受器所接收到的信号时间间隔出现了变化的结果。但是，目前人们的理解把它的涵义扩大了。以为客观的时间真的可以变化。什么人在接近光速的情况下，其寿命（客观时间）可以延长的理解是错误的。狭义相对论与牛顿力学的关系，仅是把牛顿力学的纯运动学的内容方面增加了一个新的内容，是有“测量”意义的相对独立的小理论。不能把狭义相对论当作独立于牛顿力学之外的或把牛顿力学当作是其“低速”情况下的理论。

2、广义相对论的实质

有人说广义相对论的实质是关于“空间、时间与引力”的理论，是有一定的道理的。那是因为确实把空间（场）问题作为力学里的一个新的基本概念及新的前提而提出来了。也就是说，在牛顿力学里引进了一个新的基本概念及新的前提。从而，牛顿力学的基础需要重新调整了。我认为我所总结的惯性力学三定律就是重新调整的结果。广义相对论是惯性力学三定律之前的过渡阶段的不完善的理论。在惯性力学三定律中的运动定律里，P外为零的情况下，就是意味着是物体的外部空间是牛顿的绝对空间；P外的不为零的情况下，就是意味着是物体的外部空间是重力场空间。当我总结出了惯性力学三定律后，以前由于广义相对论的过渡性质的不完善性而造成的许多理论思维的混乱及理论的混乱，就应该结束了。3、空间前提与判断空间的区分

在惯性力学三定律里，牛顿绝对空间与重力场空间是理论的前提是一码事；而怎样了解、判断与区分它们又是一码事。广义相对论在此问题上是模糊不清的。物体的“短程线”运动，（在广义相对论里，用“光”的短程线运动来说明）就是物体的“广义惯性运动”。当物体的短程线运动是匀速直线运动时，就可以判断物体的外部空间是牛顿绝对空间；当物体的短程线运动是非匀速直线运动时，就可以判断物体的外部空间是重力场空间及了解重力场空间的结构。

广义相对论用短程线运动来定义重力场（引力场或弯曲时空），同时又用弯曲时空来解释引力，又用弯曲时空的曲率的无穷小来定义牛顿绝对空间。实质是判断性质的思维方法。把此方法又当作了理论的前提，就造成了理论思维的混乱。当然，也是爱因斯坦糊涂，是在没有认识到短程线运动本身就已经解释了引力涵义的情况下，糊涂地说什么弯曲时空“造成”了引力（逻辑循环错误）。真是一笔糊涂账。以至于他以后的科学界就有了一个定论：广义相对论是把引力归于几何性质的理论。广义相对论的又一笔糊涂账是牛顿绝对空间与“欧氏几何”及直角坐标系对应，弯曲时空与黎曼几何及曲线坐标对应。把什么参考系、真实的背景空间、坐标系、运动的空间（四维时空）、场的属性（物理意义的空间）等等胡乱地混在（排列组合）一起，造成了理论思维的极度的混乱，如此混乱的结果在今天的有关的书及论文里到处可见，实在是悲哀。

当许多的理论物理人士被广义相对论的混乱不堪的状况折磨得不成样子以后，就企图用量子力学来解决“引力”问题。但是，爱因斯坦已经在他的名为《相对论的意义》一书的最后就告诫想用量子力学解决引力问题的一些人：“……但是无人知道怎样获得这种理论的基础”。也就是说，没有引力与微观量子有关的经验事实基础，此企图是行不通的。

4、关于熵空间

牛顿绝对空间与熵空间及有重力场空间与负熵空间的区别是：负熵空间是具有复杂物理性质的空间，是我们科学要继续努力探讨的空间。熵空间在形式上（不是实质）有“各向同性”，负熵空间则没有“各向同性”。有无重力场空间仅是熵和负熵空间复杂物理性质中的一方面。一般的来说，有重力场的空间就是负熵空间，仅在恒星、行星及某些卫星周围存在。

5、关于参考系问题

参考系问题是力学的操作性问题，有一定的“人为性”。这是属于“科学共同体”约定的问题。我在此不进行抽象地长篇累牍地来说明。我仅仅举一个实际的例子。对“太空实验室”里的“失重”状态，有两种选择：一是把太空实验室里的任何物体（包括小微粒等）都看作是围绕地球公转的“物体”来对待，其参考系是地球，其背景是地球的重力场空间；二是把太空实验室里的空间及其“邻域”“当作”“绝对空间”，但是，此“绝对空间”的真实背景仍是地球的重力场空间。背景空间是“绝对的”（客观的）。不能把坐标系与背景空间混在一起。

（三）“重力场是产生出来”的事实根据

还有一个非常重要的问题。就是重力场的产生问题。此问题几乎在我的所有的文章里都提到了。我在此节补充了一个新的事实，就是我在杂志上发表的名为“引力是产生出来的”的文章里着重提到的一个被人们忽视的事实。（那篇文章之所以没有直接说“重力场是产生出来”，是因为当初我担心杂志的“编审”不能通过我的关于“引力”内容的第一次发表的文章。）

牛顿的“任何物体之间都有超距的引力”的认识有两方面的错误：一是任何物体[没有区分开有演化过程的天体物体（整体天体，见我以前的文章）与没有演化过程的物体（包括某些天体）]；二是引力（由牛顿惯性的局限性产生的）。关于“引力”本身的错误我已经讲了。

牛顿的“绝对空间”是自然而然存在的；但是，重力场如果也是“自然而然”存在的，就会出现了难解决的新矛盾。在爱因斯坦那里，重力场（他说是引力场）的产生问题是被明确“搁置”的问题（见爱因斯坦的有关原著）。物体的“广义惯性”的不同表现问题仅是物体与其外部空间的关系问题，是一个相对于“重力场产生问题”的独立的问题。同时，爱因斯坦也试图把“自然而然”存在的“牛顿绝对空间”问题转化为“不存在”的问题，也就是说，当作“弯曲空间”的曲率半径无限大的极限情况。以此可以回避重力场的“来源”问题。

我之所以说有了牛顿的“任何物体之间都有引力”结论，那么什么引力场概念或什么“等效原理”（低速的）及我的惯性力学三定律，都没有成立的必要。为什么？因为有了“引力”何必用“场”呢，（力与场的概念上的理解，我已经在我以前的文章里多次阐述过了）不是多余了吗。如果我们承认“引力场”概念，那么牛顿的“任何物体之间都有引力”结论就无形地转化为“任何物体（质量）周围都会‘自然而然’存在引力场”的结论。如此的推论，就会产生新的问题新的矛盾：用物体依其“广义惯性”在重力场里运动，那么，此物体本身的周围是否也有“引力场”？如果有，那么此物体本身的“引力场”与其不是本身的引力场有什么关系？是谁在谁的引力场里？那么物体本身的“广义惯性”有没有必要存在了？……。有人说什么：爱因斯坦说的，如果手里拿着一根铁棍，让它高速旋转，就会产生“引力波”（我也不知道此说法的出处）。如此的推论，不还是牛顿的前提吗。目前在此问题上的思维的混乱不是到处可见吗！我的结论是：牛顿的“绝对空间”是自然而然存在的；但是，重力场可不是自然而然存在的，是产生出来的。（于是，什么“引力波”存在的结论是没有根据的。既然是没有根据，为什么还要花巨资建造设备去企图发现根本就不存在的“引力波”。）那么，就必须取消“任何物体（质量）都可以‘产生’重力场”的结论。”问题的关键在于是不是所有的“物体（质量）都会‘有’重力场”。如果都会有，那还是回到牛顿的“引力”那里去吧，何必还要什么“引力场”、什么“等效原理”、什么惯性力学三定律等。如果“不”都会有，则必须有“事实根据”：哪些物体之间没有“引力”，哪些物体之间有“引力”。于是，问题就转化为“物体”上了。也就是说，客观物体必须有区别，也就是不仅仅都是有质量，就没有了区别，而是除了“质量”的共性以外，还有区别。此区别，我已经在我以前的文章里说过了。

我现在列举两个观测事实：（我担心有的人没有看到我在杂志上的文章，我就在此重复叙述一下。）

1、在“海洋中，按重力理论（注：是指牛顿引力理论）应该引起很大的负值重力异常，可是重力异常却接近于零。（注：在海洋面位置，地球的重力等势面与海洋面同一。在海洋位置的重力等势面的重力值是地球“整体”的“平均”值，也就是基准值或正常值。所谓的重力异常，就是偏离此正常值。而海洋的“质量”小于地壳固体的“质量”，按牛顿的“质量小引力也小”的理论，所以，应该引起很大的负值重力异常，但是，实际测得的结果是重力异常接近于零，说明地球的局部质量没有“引力”效应。）在山岳地区应该引起很大的正值重力异常（大于正常值），但实际所测得的结果往往小于正常值。”（摘自《物理通报丛书》，第二集，《近代物理学介绍》第236页，科学技术出版社，1959年版）（注：此在山岳地区实际测得的值也是说明地球的局部质量没有“引力”效应）

2、“发现了由喜马拉雅山的吸引力（是牛顿引力）对垂直线的影响，只占山应有的吸引力的三分之一。在南美洲及其他地区也发现了类似的现象。甚至有人测量因山的吸引力而发生的倾斜，不仅为零，有时还为负数。”（摘自李四光的著作，《天文、地质、古生物》第78页，科学出版社，1972年版。）（注：所谓的“应有的吸引力”是指在正常的山的质量按牛顿引力计算的值。此测量结果说明山的“质量”大小与“引力”无关。）对于此类测量结果，有人就提出了地壳均衡代偿假说来解释此现象。但是，李四光作为一位严谨的科学家，又指出了：“事实上，地壳各部分均衡代偿现象是极不均衡的”（该文的第80页）。也就是说，此假说也不成立。于是，只有一个解释，无论山的质量有大有小，都没有牛顿的引力效应。

总结以上的两个观测事实，地球上的局部质量没有牛顿的引力效应。而作为地球的“整体”才有“引力”效应。可想而知，卡文迪斯的实验结果应该是“虚假”的。也就是说，连山的“引力”都没有，何况是比山的质量小几个数量级的实验室里的两个小球！那么，就只有一个结论，仅是像地球一样的天体的“整体”才有重力场。可以说：我总结的惯性力学三定律是对前人成就的总结，没有给人们带来真正意义上的“新的知识”，那么，我又可以说，我的“仅是像地球一样的天体的‘整体’才有重力场”的结论，才给人们带来了真正意义上“新的知识”。惯性力学三定律与此结论在理论逻辑上有其自恰性。

关于进一步的“整体”方面的论述，我已经在我以前的文章里基本上叙述了。在此，我就不重复了。由于我在杂志上发表《惯性力学与整体科学体系》文章时受篇幅的限制，有一段关于“整体概念的哲学角度的定义”没有写上去，我在此文补充上。如下：

{哲学上的整体概念

整体这一词的内涵是：整体是若干要素以一定方式联系起来的统一体。以前哲学及日常概念中的整体概念往往与“总体”混在一起，总体概念没有“若干要素与联系方式”内涵。上面“整体自然观的本体论”一节所列举的整体就是整体概念外延的自然整体部分。所谓联系方式就是结构。整体有其本身要素所不具备的性质。整体观有联系观（结构）与发展观（变化的目的性与演化性）两大组成部分。当说到“世界是具有普遍联系的整体的时候”，这也是笼统的认识。只有整体观及整体的结构观才有其清晰的认识。

从整体的组成要素角度，整体可分为基本整体与系统整体（系统整体这一词在具体运用时，可省略整体这一词）这两大类。基本整体的组成要素都是非整体；系统的组成要素含有两个以上基本整体；大系统的组成要素含有子系统。比如：地球的组成要素有地核、地幔、地壳、大气层，其中的每一个要素都不能构成独立的整体，所以，地球是基本整体；太阳系的组成要素是太阳与九大行星，其中的每一个要素都是整体，所以，太阳系是系统。又由于九大行星中有行星系这一子系统，太阳系又是大系统。在具体运用基本整体、系统与大系统这三个概念时，要限制在某一层次左右、某一种类的整体及有某种联系的角度的范畴，否则，容易造成表达涵义上的混乱。比如：当我们说地球整体的组成要素的时候，就不能说还有氧分子要素，因为氧分子属于微观层次。

从整体结构形式的角度，整体有两种基本结构，即中心式与耦合式。比如：地球、太阳系与细胞，就是中心式结构；而分子则是耦合式结构。比较高级与复杂的系统一般同时具备这两种结构。中心式系统的核心整体，在系统中往往具有决定系统整体属性的重要地位。}

（四）关于“引力”研究的历史脉络

在此节我来叙述一下“关于‘引力’研究的历史脉络”内容的同时，我还要表达我对科学理论研究的一种很强烈的“情绪”：（1）任何站得住脚的科学理论或科学理论的每一个进步一定有其“确定”的经验事实为其基础；（2）任何真理，如果超过了它的“限度”，就会成为“谬误”。也就是说，某一个经验事实的范围就决定了在它基础上所建立的理论的“适用范围”，如果理论的“扩展”远远地超出了此“适用范围”，那么，其扩展的理论部分，往往是错的，是短命的理论，迟早是要被历史所淘汰的。

下面：没有删除线的内容是表示对的标示；有单删除线的内容是有对又有错的标示；有双删除线的内容是错误的标示。我继承了对的方面的东西。牛顿的“绝对空间”范围。重力场空间范围。

爱因斯坦以牛顿绝对空间和重力场这两种空间为前提下的认识：

我的在牛顿绝对空间与重力场空间

前提下的认识：

（六）结尾的话

1、常言说，如果你说一句谎言，还得用三十句谎言为代价来维护此谎言。同样，在科学上，你有了一个错误的基本“假设”（认识）前提，就会产生更多的错误的“假设”：在“引力”与“广义相对论”的问题上，不正是如此结果吗！归根结底，所有的人对“引力”本质的认识，到目前为止，都还是完全以外在的原因角度来解释，此外在的原因往往是虚假与虚构的，而作为前提的“引力”本来就是虚假的。我的理论与虚假的理论的根本区别就是把“原因”回归到物体本身的属性上来（当然，也有重力场属性的外在因素），于是，所有的“假设”就都没有了。

2、宇宙中有透镜现象是一码事。而造成此现象的原因又是一码事。现象与现象的原

因不能混在一起。就像太阳附近的光媒质一样，宇宙中的透镜现象也可以是由于宇宙中的光折射媒质折射光的原因。宇宙中有大量的弥漫星云存在，这是事实。所以，不能说有透镜现象就一定是由于‘引力’（弯曲时空）的原因造成的。

3、我总结的惯性力学三定律中的量纲系数问题，在得到科学界承认的前提下，是有待科学界共同“约定”的问题。

4、错误的理论严重地阻碍了科学的发展，也就是说，错误的理论妨碍了新的真正有价值的课题与研究方向的产生。我的关于重力场是产生出来的结论，导致了新的真正有价值的课题与研究方向的产生——探索产生重力场的物理机制。错误的理论又导致了错误的课题与研究方向，有浪费许多人的精力与人力物力的罪过。

完稿于2002年1月28日

参考文献

[1]马英卓：引力是产生出来的，〈科学〉（科学美国人中文版）杂志，1998年第五期。

[2]马英卓：引力与广义力学、整体天体，〈科学〉（科学美国人中文版）杂志，1999年第三期。

[3]马英卓：惯性力学与整体科学体系，《科学》（科学美国人中文版）杂志，2000年第七期。

［4］马英卓：等效原理的对与错，《当代物理世界—物理论文集》网站。

［5］马英卓：万有引力真的失灵了吗？《当代物理世界—物理论文集》网站。

[6]马英卓：用惯性力学三定律解力学习题。《当代物理世界—物理论文集》网站。

[7]马英卓：潮汐成因另探。《当代物理世界—物理论文集》网站。

[8]马英卓：研究物理的终极目的是属性。《当代物理世界—物理论文集》网站。

[9]马英卓：受力的物体内部到底发生了什么情况？《当代物理世界—物理论文集》网站。

力学论文范文第10篇

引力神话的根源还是牛顿力学隐含的绝对空间等狭隘的观念、概念及其第一二定律。有两个测量事实与“所有的物体之间都有引力”的结论有矛盾，说明有产生重力场的物体与不产生重力场的物体之区别。以几个经验事实为基础的牛顿力学与广义相对论就决定了它们的适用范围，超出了其适用范围的理论部分就成了垃圾理论。

前言

只知道用所学到的知识思考世界，而不思考我们的知识本身，是不能很好地认识世界的。知识是用一种观念及一系列概念来建构的，我们的科学研究的一个重要方面，就是还要探索这些观念及概念的产生的根源及其它们之间关系的合理性。产生错误认识的许多因素中，除了受到所获得的客观事实的不全面而带来的局限性一面外，还有我们思维的缺陷而带来的因素。我们在研究科学（包括理论研究）过程中，所遇到的许多困难及无意义的研究方向，往往是由于我们思维的缺陷所造成的。完善我们的思维，也是我们科学研究的很重要的方面。目前关于“引力理论”的研究所遇到的所有困难中，很多的因素是由于我们思维的缺陷所造成的。在我发表的文章中（包括本文），许多内容就是在探讨哪些困难是由于我们思维的缺陷所造成的结果。

请读者注意：在看我写的文章的时候（包括本文），我是假定读者已经浏览了我已经在杂志与在网站上发表的所有的文章。而在一些文章里，有些内容有重复的地方，这不是有意的在浪费读者的时间，而一是因为每篇文章的侧重面不同；二是由于要弄清“引力”问题要涉及到哲学（认识论、方法论等方面）、逻辑学、科学史、理论的一些观念、概念及命题、数学公式、现象等等方面，我不得不分头去论述。我会在适当的时候写一篇“精练的有头绪”的文章的。但是，根据认识过程的“规律”，我还是分头写一些文章，会先给读者一个“感性”的认识的。然后，再看我最后的“精练”的文章，会有更深的理解与体会的。

（一）牛顿力学“力概念”的双重涵义

1、直接作用与超距作用的双重涵义（误区1）

人类是从对改造自然界的过程中来认识自然界的，是人类的感觉器官的感觉直接获得外界的“信息”而有“感性”认识的。从原来物理学科的分类角度，就充分地说明了这一点，说物理学是关于“力”、“热”、“声”、“光”、“电”、“磁”的学问，除了电与磁的因素，其力、热、声、光四大因素，恰恰是与人的触觉、听觉、视觉相对应的。而力概念最初是人类的肢体对外在物体的“直接作用”（推、拉、拽、抛等作用）的过程中建立起来的。当把具有感觉性质的“力”外化为客观（理性）的概念性质后，力概念最初的涵义是“物体对物体的‘直接’作用”。但是，在今天的教科书里，说“力”概念时，已经把“直接”作用性取消了，变成了“力是物体对物体的作用”的定义了。也就是说，还有“超距”作用情况也包含在内了。其概念的内涵被无意地扩大了。然而，今天的绝大多数的人在运用“力”概念时，都还有回归到“直接作用”性上的理解才感到“塌实”的心理趋向。所以，就引起了一个要把一切“超距作用”回归到“直接作用”性（接触力，也是作用方式力）上的研究意向。此意向的研究“假说”在过去与今天，随处可见。比如，到今天，还有人在假设什么“微粒子”（有各种各样的名称）或什么连续媒质（什么以太等不同的名称）变为“直接作用性”来解释“引力”的“超距作用”，在“场”的概念出现后，也出现了把引力场变为弥漫在场空间里无数的无形的飞来飞去“微粒子”或是无形的连续媒质对物体的直接作用的解释。此类的解释性的“假说”的实质就是此“意向”的产物。这是一个无形的“陷阱”，是一个误区。是在无形地无情地消耗浪费无数人的才华和精力。

实际上，所谓的“超距作用”力概括来说（仅指宏观现象范围），就是引力、电场力、磁场力这三类力（非接触力）。我对“引力”与“引力场”已经在我的惯性力学三定律里已经取消了超距作用性的解释。有了实实在在的解释。而对电场力与磁场力，可以借鉴我对引力（或引力场）的解释（属性力的解释）。在具体一起运用惯性力学三定律与电场、磁场有关的数学公式时，是把它们的强度加在一起来计算合理还是分别转化作为“外力”角度来计算合理，我在此方面没有深入地研究。这是惯性力学的基本命题与电磁性力学的基本命题合理衔接的问题。本节结论：

所以，如果避免理论思维的混乱，就应该把“力是物体对物体的‘直接’作用”涵义当作力概念的唯一的定义。2、力是作用与力是物体加速运动的原因的双重涵义（误区2）

实际上，牛顿力学力概念有“力是物体对物体的直接作用”与“力是物体加速运动的原因”这双重涵义。我在我以前的名为《惯性力学与整体科学体系》的文章里，我提到过“力概念”的双重涵义所造成的理论思维的混乱，但没有详细地论述，在此我进一步地说明一下。

此双重涵义，实质上是作用与作用的原因的区别。古代人认为力是使物体运动的原因。而后来伽里略又准确地把力定义为时，实质是在客观（理性）的角度来定义的。

当初牛顿为什么会认为“自由落体运动（加速运动）与行星公转的向心加速度”有“力”正在作用之呢？把此种“力”称为“引力”。当然是由于“力是使物体加速运动的原因”的观念了。

问题的关键：是不是所有物体（仅指宏观物体）的加速运动的原因都归于“力”（外在的作用）。力是使物体加速运动的原因是一码事；物体加速运动的原因是否都是由于力的原因，是另一码事。然而，如今的人们把此两码事当作是一码事的观念是根深蒂固的。引力错误概念的根源就在于此。

当我提出了惯性力学三定律后，“力是物体加速运动的原因”的结论是有条件的结论了，也就是说：只有在牛顿绝对空间里，此结论才成立。也可以说：在重力场里，“力是物体静止或匀速直线运动的原因”了。而自由落体的加速运动的原因是由于物体的“广义惯性”及重力场的属性，不是由于“力”。牛顿之所以用虚构的“引力”来解释，是因为当时还没有重力“场”的概念。反过来，在牛顿绝对空间里，物体的惯性运动状态是静止或直线运动状态；在重力场里，物体惯性运动状态是除了静止或平动运动状态以外的其它某些运动状态。

牛顿第一二定律是仅适用于牛顿绝对空间的定律；伽里略自由落体定律与阿基米德浮力定律是仅适用于局部重力场空间的定律；牛顿的“引力”定律是适用于大范围整体重力场空间的定律；牛顿第一二定律、伽里略自由落体定律与阿基米德浮力定律、牛顿的“引力”定律是在我的惯性力学三定律的分别特殊条件下成立的定律，是其推论。牛顿“引力”定律的合理实质是重力场强度的平方反比率。3、关于惯性质量与引力质量（误区3）

在引力神话没有“破灭”之前，才会有人把所谓的惯性质量与引力质量相等当作了“等效原理”（所谓的弱等效原理）本身。实质还是认为有“引力”而产生的结论。当我总结出了惯性力学三定律后，就没有了什么惯性质量与引力质量之分了。我打一个比方：一个演员在某一个剧场演一个“坏人”，又在另一个剧场演一个“好人”，我们能说一个坏人与一个好人相等吗。而是说“一个”人由于其演员的“性质”在不同的场合可以表现坏人在另一个场合又可以表现一个好人。也就是说，应该这样认为：一个物体的同一质量由于其同一广义惯性在绝对空间里表现为“惯性质量”（牛顿惯性），在重力场空间里表现为“重性质量”。实际上，以后没有必要再分为两种“质量”了，都统一为“广义惯性”质量了。而“广义惯性力”的定义是：“物体对其合外力（合外力不为零）的反作用力。”（见我的惯性力学三定律中的“广义惯性力定律”。）在此定义中已经取消了“引力与外力性质的牛顿惯性力”了。如果承认“引力与外力性质的牛顿惯性力”存在，此定义就不成立。4、主动作用与被动作用（误区4）

物体的广义惯性对立统一性，在我的前面的文章里提到过，但我没有强调，在此我特别强调一下。

1、力作用的主动性与被动性是相对的。当我们用手“推”一个物体时（合外力不为零时），我们会说此物体有被动性（惯性），但是，这是针对物体而言的。当我们针对我们的“手”而言，为什么不可以说物体主动作用（由于惯性属性）于我们的手呢。

2、物体处在广义惯性运动状态时（失重状态时），有被动性；物体处在非广义惯性运动状态时（有重状态时），有能动性（主动性。去掉了“引力”的理解。）。举一例：以地球重力场的角度，当我们手拿着一个铅球时，此铅球（物体）就有能动性，它有挣脱你的手（外力）而要下落的趋向。当你松开你的手时，此铅球就开始了自由落体运动。此铅球在没有到达地面之前，是处在广义惯性运动状态，是没有外力作用之（或合外力为零），又具有了被动性。

目前教科书上解此类习题，是把手拿着铅球时，当作合外力（把重力也当作了外力）为零；而此铅球正在做自由落体运动时，当作合外力不为零。实质上，恰恰相反（可用我的惯性力学三定律来解）。

5、属性的原因变为外力原因（误区5）那么为什么静止在地面上的物体或我们每个人在拿一个物体时，还认为是有外力在作用此“重物”呢？这可是牛顿以后的人们的认识了，因为，先有了“引力”的解释。实际上，如果一个人没有学过牛顿力学，他就会像牛顿以前的人们一样，认为是由于物体有“重”的性质，才有“重”的感觉。此时的“重力”是物体作用在“手”上的。当牛顿“发现”了“引力”后，“重力”才转化为“外力”的认识。于是，成了外力性质的“重力”作用在物体上，然后，又通过物体再作用在手上的认识。如此的认识的“转化”，就成了一个“思维”定势（固定的观念）。由于教育的普及，今天的人在他降生在这个世界上几年后，就会知道他手里拿的“物体”有“重”的感觉或松开手后其物体就会自由下落的现象是由于“地心引力”的原因。（实际上，当物体在重力场里，自由落体运动是广义惯性运动状态；而静止在地面上时的运动状态是非广义惯性运动状态。但是，在经典力学里，是没有此区分的，认为都是有“引力”正在作用之。是糊涂认识。）实际上，人们在手拿着“重物”时，是这样理解的：就像有一个“橡皮筋”正在“拽”着此“重物”（无论是拿着还是松开手此物自由落下）。如此的思维定势，已经深深地固定在牛顿以后至今的人们的头脑中了。当我说到此时，我也深深地感到不安，人们是不会容易改变此思维定势的。真是“撼山易，憾传统观念难”。（如果我用我的惯性力学三定律教没有学过牛顿力学的中学生，可以说，仅用一个星期时间就可以教会，为什么？因为他们还没有牛顿力学的思维定势。）就是爱因斯坦，也没有“敢”改变它，也只不过“喃喃地”说了句“物体的同一性质按照不同的处境或表现为‘惯性’，或表现为‘重性’。”此后，爱因斯坦就转入了“弯曲空间”方面去了，特别是“光”的方面去了。实际上，当我明确地提出了惯性力学三定律后，此爱因斯坦的话应该是这样说：“物体的同一性质（广义惯性）按照不同的处境（绝对空间或重力场空间）或表现为‘惯性’（牛顿惯性），或表现为‘重性’。”

但是，之所以说爱因斯坦是伟大的“天才”，就是因为在“司空见惯”的现象中看到了不寻常的地方——爱因斯坦在1907年在伯尔尼专利局工作时，就注意到了一个现象：一个人在自由下落时，感觉不到自己的重量（失重。这是伟大的科学发现，虽然所有的人都知道这一点。所谓的科学发现不在于谁知道，而是在于谁认识到某现象在科学上的价值和意义。），这是爱因斯坦建立广义相对论最初的动因。而牛顿第二定律中的“加速度”的物体是“有重”（惯性力）的。出矛盾了！于是，我们的科学界也会“变戏法”，干脆把牛顿第二定律的含义再改变一下吧——在“绝对空间里”，如果出现了物体对外力的反作用力，那么干脆就把“惯性力”也变为“外力性质”的“力”吧。就像把“重力”变为外力性质的“引力”一样。“一波未平，一波又起”，此外力性质的“惯性力”又成了“没有来源的力”了。因为“引力是有来源的力（地心质量来源）”。紧接着，在“绝对空间”里的加速系里的“自由加速运动的物体”也被认为是有一个“惯性力”在作用之，但是，此没有来源的力，不好说，只得说什么“虚构力”了（实质是在“重复”运用牛顿第二定律。）。于是，此外力性质的“惯性力”的来源问题（连中学生也会常常提出此让老师难堪的问题）就成为一个永远也解不开的谜。{又引得许多人来假设什么存在真空中有一种“连续媒质”作为阻力来解释（代替）其外在性质的惯性力。在科学领域，由错误的前提产生的“迷”太多了，浪费了多少的仁人志士的精力！比如什么“双生子佯谬”、黑洞等等。}如果读者对我提出的“惯性力学三定律”有了一定的了解（我并不奢望理解），应该觉得此“迷”有了答案。在我这里，牛顿惯性力与重力都不是外力性质的“力”了，而是物体本身由于其“广义惯性”的原因，是物体本身作用与合外力的“力”了。

当初牛顿提到“引力”的解释的时候，已经意味着一个结论：所有的“物体”（质量）之间都有引力。这实在是一个似是而非的结论。当初牛顿说自己在此方面的成就仅是发现了“自由落体现象与行星公转现象”是属于同一个性质（严格说来，此发现的证实，在“航天器进入太阳系空间里时”才算真正地实现了。）这是一码事；而此同一个性质到底是什么？又是一码事，也就是说，把此同一个性质归于“引力”是另一码事，这是我们认识的分水岭。也就是说，此同一个性质还可能有另外的解释的“余地"。此另外解释的“余地”，就是爱因斯坦的重新回到“重性”的解释。当爱因斯坦发现了物体的“重性”与牛顿惯性是同一属性的时候，已经意味着牛顿力学的基础被动摇了，牛顿力学面临着“重组”（观念、核心基本概念与命题及其它们的关系的重新调整）的境域。当物体的牛顿惯性与重性统一后，要分出在什么情况下表现为牛顿惯性或表现为“重性”，就出现了新的问题——出现了牛顿力学里没有的物体的不同的外部空间的新情况。要不是爱因斯坦在空间（场概念的出现）问题上出现了长期的“困惑”，及引入了“光”因素而走了弯路，此“重组”的问题早就解决了。当我总结出了“惯性力学三定律”后，应该算是解决了“重组”的基础前提问题。现在看来，当初牛顿正是由于没有不同“空间”（场概念）的意识，而是用“虚构”的“引力”来弥补他的理论系统的“缺口”的。遗憾的是，当初牛顿自己都怀疑的“引力”解释，到如今，已经成为根深蒂固的思维定势了，上至物理学诺贝尔奖得主下到学龄前儿童，当看到“苹果落地时”都是在用一个“虚假”的原因来解释：由于地心引力。

（二）相对论的实质

二十世纪初以来的所谓的理论物理学两大“板块”——相对论与量子力学，是适应了人类向宇观与微观认识扩展的背景而产生的新的理论。量子力学是一科在思维方法与观念相对独立与独特的“纯”关于微观的学科。所以，我在此把它拿出来放在一边，不涉及它。而相对论是分为狭义相对论与广义相对论的。相对论所对应的现象范围与牛顿力学基本上是一样的。所以，相对论应该是牛顿力学（经典力学）进化与扩展方面的理论。关于相对论的看法已经在我以前的文章里零散地议论了，我在此不多说了，在此仅进行对我以前的看法进行归纳和总结一下。1、狭义相对论的实质

狭义相对论的实质仅是以某种物理信号的传播的速度与信号源的运动速度无关的性质，{像水表面波、声波、与光（电磁波）等为载体的信号都有这种性质。}在信号接受器与信号源相对运动的情况下，其信号接受器所接收到的信号时间间隔出现了变化的结果。但是，目前人们的理解把它的涵义扩大了。以为客观的时间真的可以变化。什么人在接近光速的情况下，其寿命（客观时间）可以延长的理解是错误的。狭义相对论与牛顿力学的关系，仅是把牛顿力学的纯运动学的内容方面增加了一个新的内容，是有“测量”意义的相对独立的小理论。不能把狭义相对论当作独立于牛顿力学之外的或把牛顿力学当作是其“低速”情况下的理论。

2、广义相对论的实质

有人说广义相对论的实质是关于“空间、时间与引力”的理论，是有一定的道理的。那是因为确实把空间（场）问题作为力学里的一个新的基本概念及新的前提而提出来了。也就是说，在牛顿力学里引进了一个新的基本概念及新的前提。从而，牛顿力学的基础需要重新调整了。我认为我所总结的惯性力学三定律就是重新调整的结果。广义相对论是惯性力学三定律之前的过渡阶段的不完善的理论。在惯性力学三定律中的运动定律里，P外为零的情况下，就是意味着是物体的外部空间是牛顿的绝对空间；P外的不为零的情况下，就是意味着是物体的外部空间是重力场空间。当我总结出了惯性力学三定律后，以前由于广义相对论的过渡性质的不完善性而造成的许多理论思维的混乱及理论的混乱，就应该结束了。3、空间前提与判断空间的区分

在惯性力学三定律里，牛顿绝对空间与重力场空间是理论的前提是一码事；而怎样了解、判断与区分它们又是一码事。广义相对论在此问题上是模糊不清的。物体的“短程线”运动，（在广义相对论里，用“光”的短程线运动来说明）就是物体的“广义惯性运动”。当物体的短程线运动是匀速直线运动时，就可以判断物体的外部空间是牛顿绝对空间；当物体的短程线运动是非匀速直线运动时，就可以判断物体的外部空间是重力场空间及了解重力场空间的结构。

广义相对论用短程线运动来定义重力场（引力场或弯曲时空），同时又用弯曲时空来解释引力，又用弯曲时空的曲率的无穷小来定义牛顿绝对空间。实质是判断性质的思维方法。把此方法又当作了理论的前提，就造成了理论思维的混乱。当然，也是爱因斯坦糊涂，是在没有认识到短程线运动本身就已经解释了引力涵义的情况下，糊涂地说什么弯曲时空“造成”了引力（逻辑循环错误）。真是一笔糊涂账。以至于他以后的科学界就有了一个定论：广义相对论是把引力归于几何性质的理论。广义相对论的又一笔糊涂账是牛顿绝对空间与“欧氏几何”及直角坐标系对应，弯曲时空与黎曼几何及曲线坐标对应。把什么参考系、真实的背景空间、坐标系、运动的空间（四维时空）、场的属性（物理意义的空间）等等胡乱地混在（排列组合）一起，造成了理论思维的极度的混乱，如此混乱的结果在今天的有关的书及论文里到处可见，实在是悲哀。

当许多的理论物理人士被广义相对论的混乱不堪的状况折磨得不成样子以后，就企图用量子力学来解决“引力”问题。但是，爱因斯坦已经在他的名为《相对论的意义》一书的最后就告诫想用量子力学解决引力问题的一些人：“……但是无人知道怎样获得这种理论的基础”。也就是说，没有引力与微观量子有关的经验事实基础，此企图是行不通的。

4、关于熵空间

牛顿绝对空间与熵空间及有重力场空间与负熵空间的区别是：负熵空间是具有复杂物理性质的空间，是我们科学要继续努力探讨的空间。熵空间在形式上（不是实质）有“各向同性”，负熵空间则没有“各向同性”。有无重力场空间仅是熵和负熵空间复杂物理性质中的一方面。一般的来说，有重力场的空间就是负熵空间，仅在恒星、行星及某些卫星周围存在。

5、关于参考系问题

参考系问题是力学的操作性问题，有一定的“人为性”。这是属于“科学共同体”约定的问题。我在此不进行抽象地长篇累牍地来说明。我仅仅举一个实际的例子。对“太空实验室”里的“失重”状态，有两种选择：一是把太空实验室里的任何物体（包括小微粒等）都看作是围绕地球公转的“物体”来对待，其参考系是地球，其背景是地球的重力场空间；二是把太空实验室里的空间及其“邻域”“当作”“绝对空间”，但是，此“绝对空间”的真实背景仍是地球的重力场空间。背景空间是“绝对的”（客观的）。不能把坐标系与背景空间混在一起。

（三）“重力场是产生出来”的事实根据

还有一个非常重要的问题。就是重力场的产生问题。此问题几乎在我的所有的文章里都提到了。我在此节补充了一个新的事实，就是我在杂志上发表的名为“引力是产生出来的”的文章里着重提到的一个被人们忽视的事实。（那篇文章之所以没有直接说“重力场是产生出来”，是因为当初我担心杂志的“编审”不能通过我的关于“引力”内容的第一次发表的文章。）

牛顿的“任何物体之间都有超距的引力”的认识有两方面的错误：一是任何物体[没有区分开有演化过程的天体物体（整体天体，见我以前的文章）与没有演化过程的物体（包括某些天体）]；二是引力（由牛顿惯性的局限性产生的）。关于“引力”本身的错误我已经讲了。

牛顿的“绝对空间”是自然而然存在的；但是，重力场如果也是“自然而然”存在的，就会出现了难解决的新矛盾。在爱因斯坦那里，重力场（他说是引力场）的产生问题是被明确“搁置”的问题（见爱因斯坦的有关原著）。物体的“广义惯性”的不同表现问题仅是物体与其外部空间的关系问题，是一个相对于“重力场产生问题”的独立的问题。同时，爱因斯坦也试图把“自然而然”存在的“牛顿绝对空间”问题转化为“不存在”的问题，也就是说，当作“弯曲空间”的曲率半径无限大的极限情况。以此可以回避重力场的“来源”问题。

我之所以说有了牛顿的“任何物体之间都有引力”结论，那么什么引力场概念或什么“等效原理”（低速的）及我的惯性力学三定律，都没有成立的必要。为什么？因为有了“引力”何必用“场”呢，（力与场的概念上的理解，我已经在我以前的文章里多次阐述过了）不是多余了吗。如果我们承认“引力场”概念，那么牛顿的“任何物体之间都有引力”结论就无形地转化为“任何物体（质量）周围都会‘自然而然’存在引力场”的结论。如此的推论，就会产生新的问题新的矛盾：用物体依其“广义惯性”在重力场里运动，那么，此物体本身的周围是否也有“引力场”？如果有，那么此物体本身的“引力场”与其不是本身的引力场有什么关系？是谁在谁的引力场里？那么物体本身的“广义惯性”有没有必要存在了？……。有人说什么：爱因斯坦说的，如果手里拿着一根铁棍，让它高速旋转，就会产生“引力波”（我也不知道此说法的出处）。如此的推论，不还是牛顿的前提吗。目前在此问题上的思维的混乱不是到处可见吗！我的结论是：牛顿的“绝对空间”是自然而然存在的；但是，重力场可不是自然而然存在的，是产生出来的。（于是，什么“引力波”存在的结论是没有根据的。既然是没有根据，为什么还要花巨资建造设备去企图发现根本就不存在的“引力波”。）那么，就必须取消“任何物体（质量）都可以‘产生’重力场”的结论。”问题的关键在于是不是所有的“物体（质量）都会‘有’重力场”。如果都会有，那还是回到牛顿的“引力”那里去吧，何必还要什么“引力场”、什么“等效原理”、什么惯性力学三定律等。如果“不”都会有，则必须有“事实根据”：哪些物体之间没有“引力”，哪些物体之间有“引力”。于是，问题就转化为“物体”上了。也就是说，客观物体必须有区别，也就是不仅仅都是有质量，就没有了区别，而是除了“质量”的共性以外，还有区别。此区别，我已经在我以前的文章里说过了。

我现在列举两个观测事实：（我担心有的人没有看到我在杂志上的文章，我就在此重复叙述一下。）

1、在“海洋中，按重力理论（注：是指牛顿引力理论）应该引起很大的负值重力异常，可是重力异常却接近于零。（注：在海洋面位置，地球的重力等势面与海洋面同一。在海洋位置的重力等势面的重力值是地球“整体”的“平均”值，也就是基准值或正常值。所谓的重力异常，就是偏离此正常值。而海洋的“质量”小于地壳固体的“质量”，按牛顿的“质量小引力也小”的理论，所以，应该引起很大的负值重力异常，但是，实际测得的结果是重力异常接近于零，说明地球的局部质量没有“引力”效应。）在山岳地区应该引起很大的正值重力异常（大于正常值），但实际所测得的结果往往小于正常值。”（摘自《物理通报丛书》，第二集，《近代物理学介绍》第236页，科学技术出版社，1959年版）（注：此在山岳地区实际测得的值也是说明地球的局部质量没有“引力”效应）

2、“发现了由喜马拉雅山的吸引力（是牛顿引力）对垂直线的影响，只占山应有的吸引力的三分之一。在南美洲及其他地区也发现了类似的现象。甚至有人测量因山的吸引力而发生的倾斜，不仅为零，有时还为负数。”（摘自李四光的著作，《天文、地质、古生物》第78页，科学出版社，1972年版。）（注：所谓的“应有的吸引力”是指在正常的山的质量按牛顿引力计算的值。此测量结果说明山的“质量”大小与“引力”无关。）对于此类测量结果，有人就提出了地壳均衡代偿假说来解释此现象。但是，李四光作为一位严谨的科学家，又指出了：“事实上，地壳各部分均衡代偿现象是极不均衡的”（该文的第80页）。也就是说，此假说也不成立。于是，只有一个解释，无论山的质量有大有小，都没有牛顿的引力效应。

总结以上的两个观测事实，地球上的局部质量没有牛顿的引力效应。而作为地球的“整体”才有“引力”效应。可想而知，卡文迪斯的实验结果应该是“虚假”的。也就是说，连山的“引力”都没有，何况是比山的质量小几个数量级的实验室里的两个小球！那么，就只有一个结论，仅是像地球一样的天体的“整体”才有重力场。可以说：我总结的惯性力学三定律是对前人成就的总结，没有给人们带来真正意义上的“新的知识”，那么，我又可以说，我的“仅是像地球一样的天体的‘整体’才有重力场”的结论，才给人们带来了真正意义上“新的知识”。惯性力学三定律与此结论在理论逻辑上有其自恰性。

关于进一步的“整体”方面的论述，我已经在我以前的文章里基本上叙述了。在此，我就不重复了。由于我在杂志上发表《惯性力学与整体科学体系》文章时受篇幅的限制，有一段关于“整体概念的哲学角度的定义”没有写上去，我在此文补充上。如下：

{哲学上的整体概念

整体这一词的内涵是：整体是若干要素以一定方式联系起来的统一体。以前哲学及日常概念中的整体概念往往与“总体”混在一起，总体概念没有“若干要素与联系方式”内涵。上面“整体自然观的本体论”一节所列举的整体就是整体概念外延的自然整体部分。所谓联系方式就是结构。整体有其本身要素所不具备的性质。整体观有联系观（结构）与发展观（变化的目的性与演化性）两大组成部分。当说到“世界是具有普遍联系的整体的时候”，这也是笼统的认识。只有整体观及整体的结构观才有其清晰的认识。

从整体的组成要素角度，整体可分为基本整体与系统整体（系统整体这一词在具体运用时，可省略整体这一词）这两大类。基本整体的组成要素都是非整体；系统的组成要素含有两个以上基本整体；大系统的组成要素含有子系统。比如：地球的组成要素有地核、地幔、地壳、大气层，其中的每一个要素都不能构成独立的整体，所以，地球是基本整体；太阳系的组成要素是太阳与九大行星，其中的每一个要素都是整体，所以，太阳系是系统。又由于九大行星中有行星系这一子系统，太阳系又是大系统。在具体运用基本整体、系统与大系统这三个概念时，要限制在某一层次左右、某一种类的整体及有某种联系的角度的范畴，否则，容易造成表达涵义上的混乱。比如：当我们说地球整体的组成要素的时候，就不能说还有氧分子要素，因为氧分子属于微观层次。

从整体结构形式的角度，整体有两种基本结构，即中心式与耦合式。比如：地球、太阳系与细胞，就是中心式结构；而分子则是耦合式结构。比较高级与复杂的系统一般同时具备这两种结构。中心式系统的核心整体，在系统中往往具有决定系统整体属性的重要地位。}

（四）关于“引力”研究的历史脉络

在此节我来叙述一下“关于‘引力’研究的历史脉络”内容的同时，我还要表达我对科学理论研究的一种很强烈的“情绪”：（1）任何站得住脚的科学理论或科学理论的每一个进步一定有其“确定”的经验事实为其基础；（2）任何真理，如果超过了它的“限度”，就会成为“谬误”。也就是说，某一个经验事实的范围就决定了在它基础上所建立的理论的“适用范围”，如果理论的“扩展”远远地超出了此“适用范围”，那么，其扩展的理论部分，往往是错的，是短命的理论，迟早是要被历史所淘汰的。

下面：没有删除线的内容是表示对的标示；有单删除线的内容是有对又有错的标示；有双删除线的内容是错误的标示。我继承了对的方面的东西。牛顿的“绝对空间”范围。重力场空间范围。

爱因斯坦以牛顿绝对空间和重力场这两种空间为前提下的认识：

我的在牛顿绝对空间与重力场空间

前提下的认识：

（六）结尾的话

1、常言说，如果你说一句谎言，还得用三十句谎言为代价来维护此谎言。同样，在科学上，你有了一个错误的基本“假设”（认识）前提，就会产生更多的错误的“假设”：在“引力”与“广义相对论”的问题上，不正是如此结果吗！归根结底，所有的人对“引力”本质的认识，到目前为止，都还是完全以外在的原因角度来解释，此外在的原因往往是虚假与虚构的，而作为前提的“引力”本来就是虚假的。我的理论与虚假的理论的根本区别就是把“原因”回归到物体本身的属性上来（当然，也有重力场属性的外在因素），于是，所有的“假设”就都没有了。

2、宇宙中有透镜现象是一码事。而造成此现象的原因又是一码事。现象与现象的原

因不能混在一起。就像太阳附近的光媒质一样，宇宙中的透镜现象也可以是由于宇宙中的光折射媒质折射光的原因。宇宙中有大量的弥漫星云存在，这是事实。所以，不能说有透镜现象就一定是由于‘引力’（弯曲时空）的原因造成的。

3、我总结的惯性力学三定律中的量纲系数问题，在得到科学界承认的前提下，是有待科学界共同“约定”的问题。

4、错误的理论严重地阻碍了科学的发展，也就是说，错误的理论妨碍了新的真正有价值的课题与研究方向的产生。我的关于重力场是产生出来的结论，导致了新的真正有价值的课题与研究方向的产生——探索产生重力场的物理机制。错误的理论又导致了错误的课题与研究方向，有浪费许多人的精力与人力物力的罪过。

完稿于2002年1月28日

参考文献

[1]马英卓：引力是产生出来的，〈科学〉（科学美国人中文版）杂志，1998年第五期。

[2]马英卓：引力与广义力学、整体天体，〈科学〉（科学美国人中文版）杂志，1999年第三期。

[3]马英卓：惯性力学与整体科学体系，《科学》（科学美国人中文版）杂志，2000年第七期。

［4］马英卓：等效原理的对与错，《当代物理世界—物理论文集》网站。

［5］马英卓：万有引力真的失灵了吗？《当代物理世界—物理论文集》网站。

[6]马英卓：用惯性力学三定律解力学习题。《当代物理世界—物理论文集》网站。

[7]马英卓：潮汐成因另探。《当代物理世界—物理论文集》网站。

[8]马英卓：研究物理的终极目的是属性。《当代物理世界—物理论文集》网站。

[9]马英卓：受力的物体内部到底发生了什么情况？《当代物理世界—物理论文集》网站。