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我想在这几点上应该取得了共识:①引力是一个物体对另一个物体的作用,②引力发生在两个物体中心的连线上,③引力大小与物体的质量相关,④引力不存在超距作用,但与两个物体的距离相关,⑤引力不具即时性,但与时间相关。
除第五点牛顿没有明说外,其余四点都已经描述过,有的甚至描述了过多的内容。如果把牛顿所述的“疑问31”算一条,则第五点也可以算作牛顿已经表述过,算是他“尚未发现的”内容。
力是什么?我记得40多年前所背教科书上的定义:力是产生物体运动状态改变的原因。现在百度上的定义是使物体获得加速度或形变的外因。其内涵都包括在力的作用下,物体的运动状态要发生改变。
引力当然是一种力。引力的数学表达式怎样?牛顿说不知道,其他人也没有给出完全符合牛顿要求的结果(先请忘掉后人所谓的万有引力公式)。但牛顿定义了牛二定律。牛顿还定义了引力产生在两个物体中心的连线上。
地球在太阳的引力作用下绕太阳旋转,月球在地球的引力作用下绕地球旋转,月球固然也受到了太阳引力的作用,否则,月球在地球运行的下一时刻要么被抛离地球要么被吸向地面。
现代科技发展使我们可以准确获得地—月、日—地间距,而牛顿和莱布尼茨发明的微积分方法则为我们提供了解决问题的方法。依据微积分法,可以求得距离随时间的变化关系,因而可以求得两者之间离开或靠拢时距离随时间变化的速度与加速度,再按照牛顿第二定律,则地球对月球的引力可求。以此类推,其他星体的所受引力可求。
以日—地—月三体为例,我们应该可以求得其引力公式。
建立日—地—月三者之间的关系如图1,设地—月间距为R,时间为t,如果我们能够求出d2R/dt2,那么,就等于找到了月球绕地球运行的引力。其大小等于与月球的质量的乘积,即:m d2R/dt2。用公式表示如式(1):
如果将月球抽象为地球系球面上的某一点,就可以取得下面的表达式(式(2)):
式中,i 为不同情况的代表,包括牛顿未知的部分。也就是说,引力可能是一组力的合成,而不是哪一个单独的力。
按照自然辩证法原理,这一思路逻辑上是清晰可行的,只要保证获得公式的逻辑推理过程不发生错误,所得公式便是可信的。即依据原理正确、推理过程正确,则结论可信。
按照图1,先在三点共面时讨论。显然,只要知道R,L,l,θ,根据三角形余弦定理,建立 R 的关系式。
R2=L2 + l2-2Llcosθ (3)
由微分原理可求d2R/dt2。
再将月球按质点进行绕地球自转情况,将所得进行立体关系转化,可以得到具有普遍意义的公式(式(4)):
将式(4)中 A 展开,即可以获得式(5)。
式(5)的右侧,包含太阳对地球的引力、太阳对月球的引力、偏转力、未知力。
有人已经做了这方面的探索,但不知道应该如何深入,其实,这种探索的本质就是向牛顿梦寐以求的引力方程迈进了一步。
一种简化后的表达式是这样的,见式(6)。
式(6)中α、β是地球上的黄纬与黄经,ω是地球公转角速度。
现在看来,基于式(6)为引力加速度方程,有这么几个问题需要考虑:
1)引力与光强属性一致吗?依据是什么?
让我们心平气和地想一想,现如今如果有哪位博士生答辩时说引力与光强属性一致,台下马上有人会问“凭什么”——既没实验依据,也没理论依据,没有依据则完全是一种想象——把想象的东西当作事实或理论陈述未免属于一种歧视或傲慢。所以,牛顿引力中的“与距离的平方成反比”缺少说服力。
2)引力是一个物体对另一个物体施与,被施与者围绕施与者运动,不围绕运行的物体间不存在引力作用,因此引力不具备万有性。说白一点,金星对月球不存在引力作用。
3)宇宙大爆炸产生的效果是万物彼此间相互远离,因此宇宙中心对万物不存在引力作用,说白一点,宇宙中心产生的是与引力相反的膨胀力,否则如何解释红移?
4)一个星系的中心存在着对星系内任何物质的引力作用,对星系外物质未必。
5)所谓的万有引力公式只是后人根据牛顿的描述,简单机械地拼凑出来的公式,既不符合量纲检验,也缺乏时间因素。
及待掩卷,陷入长思,本文探讨是否引力?
如果……
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GMT+8, 2024-4-26 18:29
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