物理学中“万有引力”为什么存在

发布时间: 2022-12-11 14:00:54 来源: 励志妙语 栏目: 经典文章 点击: 97

物体间为什么有万有引力?万有引力是由于物体具有质量而在物体之间产生的一种相互作用。它的大小和物体的质量以及两个物体之间的距离有关...

物理学中“万有引力”为什么存在

物体间为什么有万有引力?

万有引力是由于物体具有质量而在物体之间产生的一种相互作用。它的大小和物体的质量以及两个物体之间的距离有关。物体的质量越大,它们之间的万有引力就越大;物体之间的距离越远,它们之间的万有引力就越小。
两个可看作质点的物体之间的万有引力,可以用以下公式计算:F=GmM/r^2,即
万有引力等于引力常量乘以两物体质量的乘积除以它们距离的平方。其中G代表引力常量,其值约为6.67×10的负11次方单位
N·m2
/kg2。为英国科学家
卡文迪许通过扭秤实验测得。
两个通常物体之间的万有引力极其微小,我们察觉不到它,可以不予考虑。比如,两个质量都是60千克的人,相距0.5米,他们之间的万有引力还不足百万分之一牛顿,而一只蚂蚁拖动细草梗的力竟是这个引力的1000倍!但是,天体系统中,由于天体的质量和大,万有引力就起着决定性的作用。在天体中质量还算很小的地球,对其他的物体的万有引力已经具有巨大的影响,它把人类、大气和所有地面物体束缚在地球上,它使月球和人造地球卫星绕地球旋转而不离去。
重力,就是由于地面附近的物体受到地球的万有引力而产生的。
任意两个物体或两个粒子间的与其质量乘积相关的吸引力。自然界中最普遍的力。简称引力,有时也称重力。在粒子物理学中则称引力相互作用和强力、弱力
、电磁力合称4种基本相互作用。引力是其中最弱的一种,两个质子间的万有引力只有它们间的电磁力的1/1035
,质子受地球的引力也只有它在一个不强的电场1000伏/米的电磁力的1/1010。因此研究粒子间的作用或粒子
在电子显微镜和加速器中运动时,都不考虑万有引力的作用
。一般物体之间的引力也是很小的,例如两个直径为
1米的铁球
,紧靠在一起时

引力也只有1.14×10-3牛顿,相当于0.03克的一小滴水的重量
。但地球的质量很大,这两个铁球分别受到4×104牛顿的地球引力
。所以研究物体在地球引力场中的运动时,通常都不考虑周围其他物体的引力。天体如太阳和地球的质量都很大,乘积就更大,巨大的引力就能使庞然大物绕太阳转动。引力就成了支配天体运动的唯一的一种力。恒星的形成,在高温状态下不弥散反而逐渐收缩,最后坍缩为白矮星、中子星和黑洞

也都是由于引力的作用,因此引力也是促使天体演化的重要因素。

万有引力是如何产生的?

产生原因:一个有质量的物体,会使它周围的时空发生弯曲,在这个弯曲的时空里,一切物体都将自然地沿测地线运动,而表现为向一块靠拢。
实际上这种万有引力,并不是一种真正的力,而是时空弯曲的表现。
引力而按照广义相对论的理论,太阳周围的时空被太阳巨大的质量影响,形成时空弯曲,而行星则是按照其测地线运动,相当于在惯性系中所作的匀速直线运动。
具体到黑洞这种极端条件下的宇宙天体。它有极强的吸引力,科学家在解释这种吸引力的时候,把它的原因归结为空间弯曲。而造成空间弯曲的原因是黑洞本身的巨大质量。
所以说到引力归根结底是和质量有关,万有引力是把引力视为由质量引起的一种基本力,而爱因斯坦相对论则把引力视为质量引起的时空弯曲的表现。
也是在知道里找的答案。

【第一种解释】

空间 引力扭曲空间,也可以说是膨胀使空间扭曲。

牛顿被苹果砸到,换一种说法 牛顿撞到了苹果。

用于宇宙在不断膨胀,可是为什么我们没粘在一起呢?空间,空间存在压力使我们不会粘在一起。

这就是为什么2个物质靠近,还会产生斥力的原因。

在太空加速运动的飞船理你会感到重力。

在坠落的电梯你感觉不到重力。

但是还有一点,我们在宇宙中,而且我们还是人类,我们无法高于人类的思想以令一种形式看我们的这个宇宙。一切都在发现,一切都在探索,永远没有止境。

引力是什么?茫茫宇宙由无数个星系、星体组成,这些天体沿着各自的轨道秩序井然地运转,组成一个和谐的宇宙大家庭,是什么神奇的力量把这些天体组合在一起的呢?人们认为是引力。然而引力的实质是什么呢?

早在1679年,著名科学家牛顿提出了万有引力定律,认为天体间因有质量而有引力,并且发现了引力对一切物体的作用性质都是相同的。例如,当地球引力把任何一个物体吸引到地面时,其加速度是9.8米/秒’。很显然,牛顿所提出的引力,实际上就是重力。但是引力是如何实现的呢?它的作用机制是什么?万有引力定律不能解答。

引力与电力有相似之处,如二力均与物体间距离的平方成反比,与两物体所带力荷(引力是质量,电力是电荷)的乘积成正比。但二力的比例系数相差悬殊,电力远远大于引力。例如,在氢原子中,原子核与电子间的电吸引力是它们间引力的 1040倍!二力间还存在一些其他的差别,如(两物质的)同性电荷间存在相互排斥力,异性电荷间存在吸引力,而万有引力却总是吸引力。

1916年爱因斯坦广义相对论的问世,提出了崭新的引力场理论。他认为由引力造成的加速度,可以同由其他力造成的加速度区分开来。这个命题就是爱因斯坦的等价原理,即一个加速系统与一个引力场等效。我们设想,一个人在远离地球的太空中乘一架升降机上升,上升的加速度为9.8米/秒·平方,由于速度变化产生了阻力,这个人双脚会紧紧压在升降机的底板上,就像升降机停在地球表面上不动一样,但无法说明他所受到的是引力还是惯性。因此,牛顿所说的万有引力,在爱因斯坦看来,根本不是什么引力,而是时空的一种属性。在这种成曲线的四维时空连续体中,根本不需引力.天体是按自己应有的曲线轨道运行的。

1918年爱因斯坦根据引力场理论预言有引力波存在。他认为高速运动着(加速运动)的物质会辐射引力,引力波就是这种引力的载体,就像光波是电磁力的载体一样。引力波的速度与真空中的光速相同。例如,在太阳和地球之间就是靠引力波传递引力子而实现相互作用的。因此,引力波存在与否,是广义相对论的又一个关键性验证。引力波非常微弱。据计算,用一根长20米、直径1.6米、重500吨的圆棒,以28转/秒的转速绕中心转动,所产生的引力波功率只有2.2× 10的负29次方瓦;一次17000吨级核爆炸,在距中心10米处的引力波充其量也只有10的负16次方瓦/厘米·平方。因此,引力波在目前还无法直接测量。

按照爱因斯坦的理论,自然界也应存在引力波,正如电荷的运动会产生电磁波一样,物体的运动也会产生引力波,引力波的传播速度为光速。这是电力与引力间又一个重要的相似特性。但只有宇宙中具有巨大质量(几倍于太阳质量)的运动天体才可能产生强烈的引力波。

最早动手检测引力波的是美国马里兰大学的物理学家韦伯博士。60年代他建立了世界上第一套引力波检测装置:一根长153厘米、直径61厘米、重约1.3吨的圆柱形铝棒——后人称之为韦伯杆,横搭在由两个铁柱子支着的钢丝上。铝杆质量虽大,钢丝却几乎无丝毫振动。韦伯推测,铝杆若能接收到来自太空的一束强引力波,就会摆动起来,但摆动很可能是很轻微的,他估计摆动幅度可能只有原子核直径(10的负15次方米)那么大,附近卡车开过等引起的地面震动均可能导致韦伯杆产生如此幅度的振动。为确认检测的确实是引力波,他还在 1000公里之外的芝加哥阿岗国家实验室安装了一个类似的仪器。他想,假如有一个引力波扫过整个太阳系的话,则两个仪器都会同时作出同样的反应。1969年6月,他宣布检测到了引力波。但后来科学家用更精确的仪器再也未检测到,现在一般认为,韦伯的实验结果有误。

韦伯检测器工作在室温(27℃左右)环境,由于受分子热运动噪声的限制,最高灵敏度只能达10的负16次方量级,用来检测引力波尚不可能。

1974年美国人泰勒领导的实验小组,用射电望远镜对天空扫描,发现了离地球15000光年的一颗脉冲星发出的脉冲信号,又经过近4年的观测,间接证实了引力波的存在。脉冲星是急速旋转的中子星,它是一个内部停止了核燃烧而被压得极端紧密的恒星体。它与另一个中子星一起相互绕转,构成一个双星体系。按照爱因斯坦的理论,这个双星体系应能发射引力波,从而带走一些能量,使双星轨道慢慢缩小,周期慢慢变短。这些变化尽管都很微小,却可以从它们发出的脉冲信号到达地球的时间精确计算出来。4年的观测表明:双星轨道周期总共减少了万分之四秒。这个结果恰好与爱因斯坦的理论相符。这是人类第一次间接证实了引力波的存在。但是,这毕竟是间接证明,还不能由此得出引力波真实存在的结论。

70年代中期到80年代中期,出现了工作在低温条件下的第二代引力波检测器(韦伯检测器为第一代)。如美国斯坦福大学建成了低温引力波天线装置:天线是圆柱形的铝棒,长3米,重4.8吨,工作在液氮温区,灵敏度达5×10的负19次方,能检测出振幅为1.5×10的负16次方厘米即约千分之一原子核半径或者一百万亿分之一头发直径的振动。日本东京大学平川诺平教授的引力波检测工作也令人耳目一新。其众多实验均以频率为千赫量级的高频引力波为检测对象,这是与科学家迄今所知道的最强天体引力波源相对应的。平川则创制了一种共振低频引力检测器(方形或扭摆型天线),明确以蟹状星云中的高速自转脉冲中子星NP0531+21为检测对象,该星自转周期为33毫秒,所发引力波到达地面的强度约为10的负27次方量级。平川的引力波检测器分别设立在东京和筑波科学城,经在低温条件下的长时间积累,灵敏度已达10的负25次方。

在进入20世纪80年代之后,前苏联科学家乌恰耶夫又提出了“中微子引力论”。

传统理论认为,中微子不带电荷,无静止质量,它以光速运动,几乎不与物质发生作用,可以顺利穿过地球。但是近年来发现中微子还是有静止质量的,不过其质量极小,约10的负32次方克。科学上发现的中微子实际上有三类:电子类、μ介子类和,介子类。例如,在太阳核聚变反应中辐射的是电子类中微子,它们在到达地球前某个时候就已经变成了μ介子类或,介子类中微子了。如果一类中微子能变成另一类,它们就必须具有一定的质量了。有质量就可能对物体造成冲力。乌恰耶夫以“中微子气”代替引力波,认为在充满宇宙间的中微子气中,中微子以亚光速进行着杂乱无章的运动,其中一部分总是要被天体吸收的,结果每一天体都获得一种“脉冲力”,此脉冲力大小等于其吸收的中微子质量与其速度乘积。在日地系统中,地球向日面承受的中微子流比背日面要弱,由此产生的脉冲力恰好抵消地球绕太阳运动的离心力。宇宙间各天体运动都可以如此解释。在这里根本不需要吸引之力。当然,这个理论只是一种探讨,并无实验事实作依据。不过由于中微子在宇宙演化过程中起着重要作用,对它的认识还有待进一步深化。因此,乌恰耶夫的说法或许是有一定道理的。那么,引力的本质到底是什么?是重力,引力波,还是中微子?

现在,科学家又在改进检测器或创制新的检测器,以求检测到引力波。例如,美国计划分别在东西两岸建立臂长为3.2公里的激光检测器,经多次反射,总光程可达100公里,其灵敏度估计可达10的负21次方。前苏联科学家提出,引力既然能使空间弯曲,引力波将使空间弯曲程度发生改变,由是,电磁场就会因其存在空间的改变而改变,只要检测到这种改变,就算检测到了电磁波。我国科学家提出,引力波会使物质的超流态发生改变。罗马尼亚学者则提出,引力波将使约瑟夫森结电流受到影响。这些效应均可用来检测引力波。

【第二种解释】
引力来源于弯曲
正是质量造成了空间的弯曲,而运动是沿着弯曲的空间进行的,这使得人们“以为”是在受某种引力支配着。实际上不是引力,而是弯曲的空间。这就是“引力”产生的原理。

【第三种解释】
爱因斯坦认为万有引力是物质的存在使时空发生弯曲所致。时空弯曲的理论很独特,也很令人费解,物质的存在如何使时空发生弯曲?又如何产生引力?万有引力来自哪里,怎样相互作用?成了自然之谜。

三百年来,有那么多人探索万有引力,而今的结论竟是这么简单——万有引力就是质子与电子间电磁力的外延。为什么别人就没有想到?

百年来肯定有不少学者首先就想到过这个原由,肯定提出过假说,但是提出这个新假说与学界奉行的电子云理论、自由电子理论相悖,而无数次被迅速地否定了。

百年来,学界认为原子的核外电子是杂乱无章的电子云,而新假说是原子核吸引了电子,还有库仑力外延,所有原子核的电磁力都延伸在外,吸引原子以外的电子。那岂不成了不可收拾的电子争夺战!

百年来,学界认为金属内弥漫着自由电子,而新假说认为万有引力是原子核吸引了电子后还有库仑力外延。这种力构成了地球的重力,吸引住了地球上的山川、河海、大象和人,那么对自由电子的吸引更是轻而易举。事实上臆想中的自由电子没有受到万有引力的制约,于是新假说就被就地否决了。

抛弃了核外电子无规律的电子云理论,抛弃了金属内弥漫着自由电子的理论,注意到核外电子有规律的运动,认识到核外电子都是在一定的能级轨道规律运转。再来看万有引力,它就这么简单!

万有引力的存在也辅证了核外电子是规律有序的:万有引力吸引着万亿吨的山川、海洋、高楼、大坝。那么,吸引散漫轻小的电子云、吸引自由杂乱的自由电子应该是轻而易举,然而事实是万有引力对于如此轻小的电子没有明显的作为,证明原子外的电子是各有归属的,不是散漫、自由的。那些电子云理论、自由电子理论是应该抛弃的。

大道至简,大自然总是用最简法则构成自身。在探索了物质核外电子有规律的运转之后,再来看万有引力,发现万有引力的本源非常简单:就是原子核对电子的吸引力——库仑力,就是原子核(质子)与电子间电磁力的外延。

大家知道,原子是由原子核和绕核旋转的核外电子组成,原子核(质子)带正电荷,电子带负电荷,正负电荷相互吸引才有这电子饶核高速旋转。

原子核对电子的引力不会到了原子的边缘嘎然而止,质子对电子的引力是没有边界的,远远地超出了原子、超出了物体之外,谁也没有理由把这种无限的作用限制在一个原子范围内。那种把原子核对电子的引力孤立在一个原子之内,认为原子间没有相互作用、对外没有交流是形而上学的。

所有原子核的电磁力都延伸在外,所有的质子引力都向外延伸,为什么没有形成电子争夺战?这是因为相邻原子的外电子相距较远,引力大打折扣。再者,每个原子的核外电子都是在一定的能级轨道规律运转,都有各自的归属,是十分稳定的,核心多吸引来了电子也没有其轨道,原子也留它不住。

【第四种解释】
虽然外延的引力没有夺得相邻的电子,但是质子的这种引力是实实在在的,是没有边界的。单个原子核的外延引力是微不足道,可万亿亿个原子核的外延引力却是天体运行的纤绳,是重力之母。
目前有两种主流理论(但没听说过什么地应力)
1.引力波,任何有质量的物质均会对外辐射引力波,就象热物体辐射红外线一样,引力波能传达引力,就象红外线传达热一样
2.中微子,中微子以亚光速在宇宙各角落进行着杂乱无章的运动,其中一部分总是要被天体吸收的,结果每一天体都获得一种“脉冲力”(中微子具有质量)。在日地系统中,地球向日面承受的中微子流比背日面要弱(因为这中间的中微子要被太阳和地球两者吸收,故两个天体在连线方向上吸收的中微子要比其他方向的少),由此产生的脉冲力在地-日连线方向上也小些,故地-日会有种向彼此运动的趋势,既我们所说的引力
参考资料:爱因斯坦理论和前苏联科学家乌恰耶夫理论
相对论的解释
其实引力是不存在的。或者说引力只是这种现象的一种解释而已。它不同于其他力。
“引力”其实是时空扭曲的表现,举一个二维的例子:一张绷直的橡皮筋网
1.放上两个质量不一,体积相同的球,网扭曲了
2.在1的基础上,让一个球在橡皮筋网上作匀速直线运动,直线与(同一个)球的位置距离越近,轨迹弯区越大
3.在2的基础上,让一个球在橡皮筋网上作匀速直线运动接近两个质量不等的球,直线与两个球的距离相同,经过质量大的球,轨迹弯区大

2跟3说明的现象与引力相似,而且也有质量越大、距离越小,引力越大

物体由于惯性沿直线运动,但在扭曲的空间运动,表现出来就是受到引力影响
事实上,引力扭曲的是四维时空。

还有一个例子:光经过大质量天体时会扭曲,但引力不能作用于光,所以解释就是光沿直线传播,在扭曲的时空中运动,就会扭曲。但光还是沿直线传播

著名科学家牛顿提出了万有引力定律,认为天体间因有质量而有引力,并且发现了引力对一切物体的作用性质都是相同的生的?

为什莫会有万有引力

为什莫物体之间会有“万有引力”?
引力是所有物质之间存在的相互吸引的力,即万有引力,与物体的质量有关,运算公式:F=GMm╱R^2。引力是怎么产生的?牛顿发现了引力问题,是他在思考问题时被苹果砸在头上(很可能是杜撰的)想到了引力的问题。
但是对为什么产生引力目前没有解释。近代物理(广义相对论)认为万有引力是由于时空弯曲而产生,并认为宇宙当中的曲线运动在四维时空中是直线运动..........
引力的产生与质量的产生是联系在一起的,质量是物质的内秉性质,由空间的变化产生的一种效应,引力附属质量的产生而出现。
引力定律:两物体间的引力与它们的质量成正比,与距离的平方成反比。即F=GMm/R^2,G是引力常量,为6.67*[10^(-11)]
N*m^2/kg^2。
不同时空观下对于引力是什么的不同解释:
引力在经典物理学中被认为是宇宙中几大基本力之一,跟质量成正比、跟距离成反比。但在爱因斯坦的理论中引力已经不是一种基本力了,而仅仅是时空结构发生弯曲后的表现而已。而导致时空结构发生弯曲的原因就是巨大的质量。
举一个例子:太阳系内的行星围绕太阳运行,在经典物理学中的解释是因为行星受到了太阳的引力作用,而围绕太阳运行。
而按照广义相对论的理论,太阳周围的时空被太阳巨大的质量影响,形成时空弯曲,而行星则是按照其测地线运动,相当于在惯性系中所作的匀速直线运动.
具体到黑洞这种极端条件下的宇宙天体。它有极强的吸引力,科学家在解释这种吸引力的时候,把它的原因归结为空间弯曲。而造成空间弯曲的原因是黑洞本身的巨大质量。
所以说到引力归根结底是和质量有关,万有引力是把引力视为由质量引起的一种基本力,而爱因斯坦相对论则把引力视为质量引起的时空弯曲的表现。
量子力学认为,引力是由于两个粒子交换引力子导致的.
任意两个物体或两个粒子间的与其质量乘积相关的吸引力。自然界中最普遍的力。简称引力,有时也称重力。在粒子物理学中则称引力相互作用和强力、弱力、电磁力合称4种基本相互作用。引力是其中最弱的一种,两个质子间的万有引力只有它们间的电磁力的1/1035,质子受地球的引力也只有它在一个不强的电场1000伏/米的电磁力的1/1010。因此研究粒子间的作用或粒子在电子显微镜和加速器中运动时,都不考虑万有引力的作用。一般物体之间的引力也是很小的,例如两个直径为1米的铁球,紧靠在一起时,引力也只有1.14×10-3牛顿,相当于0.03克的一小滴水的重量。但地球的质量很大,这两个铁球分别受到4×104牛顿的地球引力。所以研究物体在地球引力场中的运动时,通常都不考虑周围其他物体的引力。天体如太阳和地球的质量都很大,乘积就更大,巨大的引力就能使庞然大物绕太阳转动。引力就成了支配天体运动的唯一的一种力。恒星的形成,在高温状态下不弥散反而逐渐收缩,最后坍缩为白矮星、中子星和黑洞,也都是由于引力的作用,因此引力也是促使天体演化的重要因素。得偏离了原来的方向。

科学可以解释万有引力的形成原因吗?

可以。目前为止,人类对于万有引力,还是通过牛顿来了解的,那么根据万有引力公式F=GMm/r²可以得到万有引力常数G对于整个公式是很重要的,虽然从公式上看好像只要将物体的数据代入公式就好,但是因为地球上的物体他们自身的质量太小了导致物体和物体之间的引力也比较小,小到没有办法进行计算;但是又因为宇宙上的物体都比较大,又太过于远,没有办法进行测量所以在《自然哲学的数学原理》这一本书中曾经提到,牛顿他设想了一种可以计算的方式:他想着可以把实验装置也就是钟摆放置到一座山的一边,因为山会对钟摆产生一定的引力,所以靠近山的那一边钟摆就会有一定的偏差,根据这个偏差就可以算出来万有引力常数。但是后来牛顿认为山对钟摆引力小到可以忽略不计,所以他最终没有进行实验。一直到一七九八年,卡文迪利用扭称实验终于测得一万有引力常数的数值。


那么万有引力,究竟是怎样形成的呢?

首先万有引力它起源于电荷,电荷它主要有两种包括有电子和质子,其中电子它又被称为基本电荷,在物理学中也被称为基电荷,有时也称为原电荷;质子比较重要,是属于“上层建筑”中的一种。电子电荷是使物质能够进行变化的一个根本原因,而质子电荷是物质能够进行分散的一个根本原因。


其次万有引力中的前两个字“万有”,指的是不论两个物体它自身的质量是大还是小,只要这两个物质两个之间有一定的距离,并且这个距离比较合适,就会存在有一定的吸引力作用。


最后万有引力作用,根据距离又被称为近距离作用和远距离作用。近距离作用又分为质子与质子,质子与中子,质子与电子,原子与原子,这四种近距离方式;而远距离作用只有一种,也就是两个物体,根据自身的重力中心,也就是它的质量半径向外界发射出磁力线,磁力线在空间发生碰撞,导致两股异性磁力线,它发生相互吸引并且相互拉扯,使得引力才能够产生。

科学是可以解释万有引力的,形成原因的科学解释是万有引力的原因是宇宙磁场的力量,相互吸引。
好像不可以,据说牛顿晚年一直在探寻万有引力的起源,最终发现用科学解释不了这一问题,就回到神学的老路上去了。认为是上帝给了这样一个起始力,这样就解释通了。

为什么会存在万有引力

物质的质量产生了引力,我们一步一步的来对此进行解释。
质量是量度物体惯性大小的物理量。而惯性涉及到力,我们先了解力的本质是什么。
在回答力的本质这个问题之前,先了解物质是什么。下面我们通过一系列概念来逐渐了解物质是什么。(篇幅有点长,需要理解的概念有点多,毕竟这个问题比较复杂)
物体的质量随速度的增加而增加。因为根据相对论,物体的速度不能无限增大(没有东西能够超过光速),如果一个物体一直受力但速度不能无限增大,只有一个可能就是物体的质量变大削减了力的加速效应。(物体所受的合外力等于质量与加速度的乘积F=ma)
质能转换。物质的质量和能量可以互相转化,即质量可以转化成能量,能量也可以转化成质量,并且不违反能量守恒定律和质量守恒定律。质能公式:E=mc^2,质量是能量的另一种表现。
不论是电荷还是磁极都是同性相斥,异性相吸。变动的电会产生磁,变动的磁会产生电。磁场的变化产生电场,电场的变化也要产生磁场,变化的电场和变化的磁场构成了一个不可分离的统一的场,这就是电磁场。
量子是现代物理的重要概念。最早是由德国物理学家M·普朗克在1900年提出的。他假设黑体辐射中的辐射能量是不连续的,只能取能量基本单位的整数倍,从而很好地解释了黑体辐射的实验现象。后来的研究表明,不但能量表现出这种不连续的分离化性质,其他物理量诸如角动量、自旋、电荷等也都表现出这种不连续的量子化现象。一个物理量如果存在最小的不可分割的基本单位,则这个物理量是量子化的,并把最小单位称为量子。例如,“光的量子”(光子)是一定频率的光的基本能量单位。而延伸出的量子力学、量子光学等成为不同的专业研究领域。其基本概念为所有的有形性质是“可量子化的”。“量子化”指其物理量的数值是离散的,而不是连续地任意取值。尺度为普朗克长度(10^-33厘米)的小圈是物质和空间微观结构基本单元。而普朗克时间(10^-43s)为时间量子间的最小间隔。
物质的本源是单位空间的运动,也可以说是量子的运动,因为我们知道任何物质的运动都会增加质量,速度接近光速时质量增加会越发明显,比如电子的自旋,在一定小空间的运动形成了质量,E=mc^2》m=E/c^2,质量也就是物质了,任何物质都是运动的光子(量子)组成的,而静止的光子是没有质量的,质量和能量的转换公式为E=mc^2,所以反过来思考,物质的本源就是没有质量的空间(量子)的运动,而把物质完全转化为能量的是正反物质的湮灭,所以任何物质都不是实体,只要条件合适,都可以穿越,之所以有支持力等等,都是空间之间的电磁场的排斥,光子照在形成物质的空间上也会反射,就看见了物体,手触摸的时候,手的粒子和物体的粒子场力相互排斥,不然手就会穿过物体,所以任何物质都是虚无的,只是空间在相互作用(电磁力万有引力等等),大质量的物质万有引力场越发明显,小质量比如夸克质子只在原子核层面形成效应,所以物质也是一种波,可以互相穿过。物质波是微观粒子,如光子、电子等的波动,它和光一样具有波粒二象性。(注:量子力学认为微观粒子没有确定的位置,在不测量时,它出现在哪里都有可能,一旦测量,就得到它的其中一个本征值即观测到的位置。具体可看百度百科)
空间和时间是物质存在的客观形式,没有无物质的空间和时间,也没有无空间和时间的物质。也许你对这句话不太理解,没关系,我们可以继续往下看。
(以上内容大部分摘自百度百科,关键词:相对论,量子,物质,物质波)
接下来,我们可以在以上认识的基础上借助程度心理学这个中间踏板来更直观的对物质进行理解。
先通过程度心理学的一个应用问答来对程度心理学进行简单了解。
音乐为什么会影响情绪?
要解释音乐为什么会影响情绪,这首先要从性格是如何形成说起。
1.性格是如何形成的
先来看一些心理现象:
(1)上学时,为什么:女生习惯手拉手走路,男生即使不会因此被别人说也不会有这种想法;女生习惯小团体,而男生相对大集体。这些可能都和追求外界对自身的容忍度不一样有关。
(2)说一说追求绝对保证。追求绝对保证的人习惯反复验证,追求绝对保证的人更在意事情是否有在自己的发展预期,容易缺乏自信,但是一旦认准目标又会比别人更加勤奋的去努力。
(3)追求外界对自身的容忍度和追求绝对保证都牵扯到一样东西:程度。
那么性格是如何形成的:
影响性格的因素主要有遗传因素和环境因素。
先说环境因素。性格的形成和环境密不可分,依据不同的环境,每个人心中都逐渐形成各自的行为程度,有了各自的程度标准,而至始至终每个人执行的各种各样的(程度)行为都会影响到性格的形成。
接着,遗传因素也是影响性格的因素之一,但是遗传因素是如何影响性格的,对此还不得而知。
同时,过往的经历和认知在心理中引发的逻辑关系使得心理变得更加复杂。
2.正如上面提到过的,性格作为人的一种个性心理特性,它是一种围绕着程度而展开的事物,而音乐同样也是一种表达程度的事物,因而音乐可以带给你情绪上的宣泄并不奇怪。
了解完程度心理学,接下来你可以通过理解心理来理解物质。
1.程度和逻辑组成心理。
2.如果运动是物质的存在方式,那么程度就是心理的存在方式。
3.物质也称物质波,量子力学认为微观粒子没有确定的位置,在不测量时,它出现在哪里都有可能,一旦测量,就得到它的其中一个本征值即观测到的位置。
4.时间是逻辑的量子化,离开时间的物质就像离开逻辑的心理。物质不能离开时间而存在就像心理不能离开逻辑而存在一样。
接下来,力的本质是什么,对于这个问题目前还没有最终答案。爱因斯坦穷其一生也想统一力学,想把所有的力都归结到某种特殊的现象或者某种力在不同情况下的表现形式,但是最终还是没有成功,人类距离真正解决这个问题很可能还有非常遥远的路要走。不过在此我还是要发表一下个人看法。综合对物质和程度心理学的理解,个人觉得,力的本质是空间维护逻辑运行的结果,无论是物质还是能量,它们共同朝着逻辑终点努力。(也许你会觉得这有点太笼统,没办法,对这个世界的理解有限。不过我还是可以在心理层面上解释一下,就拿追求绝对保证和追求外界对自身的容忍度来说,在维护逻辑运行方面,追求绝对保证这个比较好理解,追求外界对自身的容忍度,你可以理解它是向着容错率高的地方汇集。)
自然界遵循逻辑简单性原则,由于逻辑简单性原则,心理和物质在所遵循自然法则上的统一或许会是自然界的一种本能趋势,所以心理和物质有时表现出相似的特征也就不再那么难以理解,因而用心理来解释物理的方法也许具有一定的参考价值。
在得出力的本质是空间维护逻辑运行的结果这一基本假设后,下面我们开始着手解释质量。
物质的质量和能量可以互相转换,个人觉得,质量也是一种力。接下来对“质量是一种力”进行解释:
追求绝对保证的人对自己所认知的理念过于执着,因而追求绝对保证的人有时反倒不太遵守交通规则,这也许是为什么即使受过良好教育的人有时过马路也难免有此表现的原因。
同样的由于追求绝对保证的人对自己所认知的理念过于执着,中国吃货也显得比外国人更敢于吃螃蟹。
追求绝对保证的人对于自己所认知的理念过于执着(热衷于维护自身逻辑运行)。
在对质量的理解上,个人觉得,物质是时刻处于自我验证的,维护自身逻辑运行趋势越强,自我验证越强,质量就越大,维持运动状态的力就越大(力的本质是空间维护逻辑运行的结果),你要对抗这个维持运动状态的力而所需要施加的力就越大,所以质量也是一种力。
在得出质量是物质维护自身逻辑运行所产生的力后,我们开始解释引力。
爱因斯坦的广义相对论认为引力不是我们常常理解的那种作用力,之所以有引力现象是由于物体使周围空间弯曲,物体沿着弯曲空间中最接近直线的称之为测地线的轨迹运动。引力现象只不过是空间不是平坦的这一事实的结果。
质量为什么会使空间弯曲,下面由我来逐步解释一下。
森田疗法是治疗强迫症的常用方法,从网上搜索森田疗法,提得最多的是“顺其自然,为所当为”,用程度心理学的观点来看的话,“顺其自然,为所当为”其实是一种响应程度。森田疗法是通过响应程度的调整来削弱逻辑上的因果关联。
提到响应程度,我们可以联想到黎曼几何的一个概念—度规,而空间弯曲就是由于度规变化引起的。
对于什么是空间弯曲,我们可以看一下知乎网友sym cheng在《怎样给别人解释时空弯曲才能更加通俗易懂?》中的解释:
矢量是一种既有大小又有方向的量。比如向东2米,这里面既有大小又有方向,向东2米就是一个矢量。
一根线段的长度由两部分构成:值和度规。比如一根线段长2米。2叫做这个长度的值,米叫做这个长度的度规。
说一说矢量长度改变,比如原来2米的线段,现在变成3米。这里面包含了两种可能:1.线段真的变成3米了。 2.米的标准变了,或者说度规变了。
空间弯曲就是空间各个点的度规不一样,形成了空间弯曲。
那么质量是如何引起周围空间度规变化的呢。
1.我们上面提到过,响应程度的调整削弱了逻辑上的因果关联,我们不妨想象一下,宇宙逻辑运行和空间度规也许是相互结合互相关联的,而不是相互独立的。
2.其实从程度心理学的角度来看的话,粒子的波粒二象性也是程度和逻辑互相结合的结果(粒子的速度和最终位置的结合)。同时个人推测,波粒二象性是导致世界量子化的更深层次的原因。(既需要有程度又需要有逻辑)
3.宇宙逻辑运行和空间度规是相互结合互相关联的,这更加符合自然界的逻辑简单性原则。
4.质量是物质维护自身逻辑运行所产生的力,质量越大,代表着物质(空间)逻辑运行的趋势越强。
5.因而我们可以认为,质量的产生,空间逻辑运行趋势的出现,将伴随着周围空间度规的变化,形成空间弯曲。
最后,在弯曲空间中物体为什么表现出引力现象。
引力现象其实是一种惯性运动。在弯曲空间中,物体沿着弯曲空间中最接近于直线的称之为测地线的轨迹运动。在弯曲空间中测地线的定义是用测地线方程来定义的,只要满足测地线方程,就称作测地线。
宇宙中没有绝对静止的物质(只能是相对运动或相对静止的物质),所以选定某一参考系,物质都在做相对运动。
接下来举例说明引力现象。地球上方某个高楼的一块砖块松动了,当砖块从高楼上掉下来时,由于砖块和地球都不是绝对静止的,砖块掉下来之前和地球在做同步惯性运动,砖块掉下来时砖块和地球依然保持原来的惯性运动(忽略砖块平移出墙的速度),砖块掉下来时砖块沿着弯曲空间中的测地线在运动。如果地球在做向左的直线平移,砖块就是向左的抛物线运动,但是砖块相对于地球看起来是直接掉下来(砖块掉下来之前虽然也处于弯曲空间中,但由于有地球对它的支撑力,所以它不会掉下来。同时,砖块也会弯曲空间,但砖块弯曲空间相对地球弯曲空间可以忽略不计)。当把砖块换成一束光从地球上方经过时,光的线路发生了弯曲,那么光为什么只是弯曲而不是掉下来呢,因为光速相对于地球的惯性速度快很多,所以光只是弯曲而不是掉下来。
那为什么引力引起的惯性运动是加速度而不是匀速,如果你一开始向弯曲方向的速度为0,那么你想向弯曲方向运动就要有向弯曲方向的加速度,同时物理定律不能三心二意,你一开始有加速度就一直有加速度,只要你还处于弯曲空间中,加速度会持续存在,加速度大小和空间弯曲率有关,所以显得有一股力在拉着你。
不但地球对它周围的物体有吸引作用,而且任何两个物体之间都存在这种吸引作用。物体之间的这种吸引作用普遍存在于宇宙万物之间,故称为万有引力。
万有引力是由于物体具有质量而在物体之间产生的一种相互作用。它的大小跟物体的质量以及两个物体之间的距离有关。物体的质量越大,它们之间的万有引力就越大;物体之间的距离越大,它们之间的万有引力就越小。
通常两个物体之间的万有引力极其微小,难以察觉它,可以不予考虑。比如,两个质量都是60千克的人,相距0.5米,他们之间的万有引力还不足0.01牛顿,而一个蚂蚁拖动细草梗的力竟是这个引力的100倍。
但是,在天体系统中,由于天体的质量很大,万有引力就起着决定性的作用。太阳系中的9大行星绕太阳旋转而不离去,就是由于万有引力的作用。银河系里的球状星团——由上百万个恒星聚在一起并呈球状的恒星集合体——聚集不散,也是由于万有引力作用的结果。
在天体中质量还算很小的地球,对其他物体的万有引力已经具有很大的影响,它把人类、大气和所有地面上的物体都束缚在地球上,它还使月球和人造地球卫星绕地球旋转而不离去。重力就是地面附近的物体受到地球的万有引力而产生的。
大约300年前,牛顿综合了当时的天文学和力学成就的基础上,发现了万有引力定律,揭示了自然界中一种基本的相互作用力。
你好!万有引力的发现是牛顿首先发现的,他在某天被苹果砸到了头,继而想为什么苹果没有飞出地球而是落在了地上,从而发现了万有引力定律。之于为什么会存在万有引力定律,这个问题则太深奥,无法在这里赘述。就好比你为什么生下来性别就是男的或者女的一样,这是宇宙中的既定法则和定律,人类暂时无法改变。如果用神学、玄学等方面知识可能会有答案。你可以看看这方面的书籍。
物质的源头是原子和质子,这些物质在宇宙大爆炸时产生了很高的速度,也就产生了带电粒子,带电粒子相互吸引,就产生引力,引力的大小与星体的质量和运动速度有关,如果星体运动相对较慢,或相对静止,既使同质量其引力应较小
本文标题: 物理学中“万有引力”为什么存在
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