一根針引發的經典力學和相對論之間的尖銳矛盾!我們該信誰

2022-05-26 11:40:04 字數 2503 閱讀 2510

1樓:星辰大海路上的種花家

也許我們可以用幾種不同方式來討論這根針以光速擊中地球的後果有多嚴重,如果你是經典力學的擁戴者,那麼就請信了牛頓的邪,如果你是相對論的粉絲,那麼就請信了愛因斯坦的邪。

經典力學中的一根針以光速擊中地球的動能有多大?

動能公式

以光速299792458公尺/秒代入計算得動能為9×10^12焦耳,按一噸tnt約4184000000焦耳能量計算,大約為:2151.05噸tnt炸藥釋放的能量!

看起來這也是乙個不小的數字了,畢竟是一根針而已,在光速下,用傳統的動能公式算出了2000多噸的能量,看來光速還是不可小覷!

按狹義相對論計算一根針的能量是多大呢?

在狹義相對論中必須要考慮質增效應的相對論動能,因此計算方式就不一樣了!我們先祭出相對論動能公式:

看起來花花綠綠一片,其實只看相對論動能公式即可,當速度趨向光速,ek值趨向於無窮大,無論m的質量是多大,只要靜止質量大於0即可,那麼計算出來的動能就是無窮大的。

在無窮大的能量轟擊下,受影響的就不只是地球了,也許太陽系附近的一片空間所有質量都將以能量的形式表現,繼而引發更大範圍的變化,我們不確定這個後果有多嚴重,至少《三體》中的光粒有部分描述,它能輕易摧毀一顆恆星,也許它還沒有達到光速,只是無限接近光速而已!

我們該相信哪個公式?

毫無疑問動能公式沒有錯,用了那麼多年都很好用,但種花家建議下關於動體的電動力學問題還是來看看這個時代背景!因為動能公式來自於經典力學,而在二十世紀初,經典力學的格局發生了翻天覆地的變化!

牛頓在2023年發表了《自然哲學的數學原理》,闡述了萬有引力和三大運動定律,奠定了此後三百年的天文學和力學發展基礎!

經典力學最輝煌的時代是拉普拉斯時代,他是法國著名的天文學家和數學家,對天體力學和統計學的貢獻舉足輕重!拉普拉斯用數學方式證明了行星的軌道只有週期性變化,這就是著名的拉普拉斯定理。拉普拉斯在2023年後出版了系列巨著《天體力學》,到2023年總共五卷論述了行星運動、形狀和潮汐的形成,以及木星衛星的運動和三體問題的特殊解!

拿破崙看到這部巨著後問問拉普拉斯為什麼在他的書中連一句上帝都沒有提到,拉普拉斯明確的回答道「陛下,我不需要那個假設」,如此豪言壯語也只有拉普拉斯敢在拿破崙面前提及!

而另乙個頂峰則是勒維耶計算出海王星準確位置,和觀測發現只相差1°,因此當年的拉普拉斯才提出只要知道每一顆例子的位置與速度,他就可以計算出宇宙的過去和未來!

但隱憂潛伏,因為引力借助於以太假說,而麥克斯韋計算出光速是乙個常數,麥可遜莫雷實驗則驗證了以太飄移的零結果,洛侖茲試圖為此解釋而推出了洛侖茲變換公式,高速運動的物體長度會變短,但他卻沒有拋棄以太假說使得憾失狹義相對論的發現!但洛侖茲的解釋卻是正確的,愛因斯坦的狹義相對論繼承了洛侖茲變換的精髓,但拋棄了以太的絕對時空觀,推出了光速不變論,還有相對性原理兩個前提!

經典力學時代的洛侖茲的洛侖茲變換和狹義相對論中的洛侖茲變換,兩者就是同乙個東西,可能各位了解的洛侖茲變換就是長度變換,但質增效應和鐘慢效應一樣可以從洛侖茲變換中推導出來,這我們就不得不面對乙個結果,在經典力學和狹義相對論之間起著重要橋梁作用的洛侖茲變換所推導的結果是否可以信任的問題!

準確一點說,在進入二十世紀以來,物理學發生了翻天覆地的變化,以狹義相對論為起點,其後是廣義相對論,緊接著是量子力學,在這過程中我們不得不提一下在相對論中起到絕對推動作用的愛因斯坦,有人認為即使愛因斯坦在2023年後退休,那麼他也不會對科學界有任何影響,說的就是愛因斯坦無法接受不連續在量子力學中發生,這個案例表明無論多麼睿智的科學家,終歸有所侷限,那麼作為圍觀群眾,又有何感想呢?

2樓:零寶貝兒丫

其實不管是牛頓的經典力學,還是愛因斯坦的相對論都是相對於我們個人而言的,主要還是取決於我們內心更加傾向誰。

3樓:生活達人小鄭老師

其實我覺得這兩者之間我們應該要相信經典力學,因為牛頓所說的在我們這個地球上是萬有引力的,對於這個相對論之間的尖銳矛盾,那麼它只是事件的兩極,所以才會有這種相對,而我更相信經典力學。

4樓:今天2g**

在經典力學和相對論之間我們需要客觀的看待乙個問題的實質,牛頓支援的經典力學時空是絕對的,採用的是伽利略的變換,剛好符合牛頓那句站在巨人的肩膀上會看的更遠。但是用經典力學去解決高速運動的物體就不實用,這時候應該選擇相對論。

5樓:愛裝小鮮肉的老掌櫃

經典力學裡的時間和空間是獨立的,物質運動的速度可以是無限大。相對論的第一條假設就是光速不變原理,這個假設就和經典力學裡速度無限制出現矛盾了。

6樓:

相對論是關於時空和引力的理論,經典力學的定律是牛頓運動定律,兩種物理理論還需要我們進一步去驗證,需要一代又一代的科學家去探索去專研。

7樓:顆顆糖果在路上

無論任何時候科學都不會根據人的意志力停留,科學是始終發展的,相對論只是解決了經典力學所不能解決的的物理現象,並不能說它們是對立的。事實上科學沒有對錯之分,經典力學不能解釋物理的高速運動的物理現象,所以出現了相對論,相對論不能解釋微觀物理,所以出現了量子力學。從某種意義上來說,科學就是用來打破的,站在前人的肩膀上,才能發現更大的世界,所以無論相信哪個理論都沒有問題。

「狹義相對論和經典力學其實是同一理論」對嗎

d 以上說法都是錯誤的 無論高速低速,物體的運動都服從狹義相對論理論,只是低速時,也可以近似為牛頓定律,所以c不對。ab的錯誤比較明顯 選c當年愛因斯坦就是因為對牛頓經典力學在高速下的不成立而提出相對論。所以 在物體高速運動時,物體的運動服從狹義相對論理論,在低速運動時,物體的運動服從牛頓定律 這句...

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