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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 专业学科区 » 物理 » 理论物理&天文 » 广义相对性原理在质点动力学的实现
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chenchiyi

铁虫 (初入文坛)

[交流] 广义相对性原理在质点动力学的实现已有1人参与

鉴于暗能量问题正在引领现在的学术潮流，但是依然存在争议，我们认为作为一名科学工作者有责任对于暗能量这一重大问题的基础进行反复的审查和论证。正是基于这个原因，我们重新考察了动力学的相对性问题，基于篇幅考虑，我们没有在本文中放入光速不变原理下的相对论性改造，以及对宇宙学度规的修正等内容。  本文主要是向大家介绍在经典力学的框架下，实际上可以出人意料地实现动力学的广义相对性原理。  敬请各位同学同行审查。

附件是摘要和全文
在本文中我们从最基本的因果原理的角度出发，重新探讨了动力学的相对性问题。提出对于力学量的统计也应该相对地进行，从而可以和运动学量的相对描述保持因果的一致。在此基础上我们得到理论上可以精确应用到任何参考系中的动力学方程，并自然地统一和解释惯性力，指出惯性力的本质就是力的相对统计中需要被扣除的那部分力。由于新的动力学相对性的实现方案更加符合力学分析的实际情况。我们提议取消惯性系在动力学理论上的特殊地位，并以新的动力学方程（9）式取代经典力学中的牛顿第二定律

[ Last edited by sweety on 2013-8-21 at 09:08 ]
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  • 附件 1 : 广义相对性原理在质点动力学的实现201211-103-1.pdf
    • 2012-12-15 13:42:01, 264.95 K

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1楼2012-12-15 13:42:46
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fyl7

铁杆木虫 (正式写手)
★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
引用回帖:
3楼: Originally posted by chenchiyi at 2012-12-22 19:16:08
引入假想的质点， 是为了方便计算由于引入参考原点而需要被扣除的力。 因为任何实际的参考原点都是有加速度， 也都是有受力的。如果不采用假想质点来计算的话， 动力学方程稍微复杂一点，就是（4）式。
假想质点 ...

既然9式和6式一样，那么9式也就是将参考原点换作是与所考虑质点（或粒子）相同的粒子罢了，没有什么更明确的物理图像吧。此外，从整个推导过程看，就是两体问题而已，只要把力的情况明确下来就可以了，比如二者整体的质心受合外力，二者之间有相互作用，最简单的例子就是氢原子嘛，在这个例子中，通常我们不考虑原子外面的事情，只考虑质子与电子间的相互作用。
我也似乎明白了你的目的，即将牛顿力学适用的惯性系推广到任意参考粒子上。可是，如果你学习过量子场论，你就会在费曼图中发现，最基本的相互作用都是粒子在某一时空点的碰撞，这样，在除了那些碰撞点之外的所有时空点，粒子实际上都是在做匀速直线运动。只是，我们需要将时空的尺度缩小到量子领域。进一步，如果引力也可以量子化的话那么所有的图像就很和谐了，即在大部分的时空点上，我们只能找到做匀速直线运动的惯性系，而非惯性系只出现在零星的碰撞点上，而且无法描述。
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4楼2012-12-23 09:08:26
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fyl7

铁杆木虫 (正式写手)
★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
似乎只是两体问题嘛，定义质心坐标和相对坐标就可得到一系列的方程。此外，如果导出7式那个质点只是虚拟的，那么何来7式呢？换句话说，如果只是假想的点，就根本不存在力嘛。因此6式已经足够了，9式只是6式的特殊形式。

另外，根据场论的提示，尤其是费曼图，实际上惯性系是必需的，非惯性系才是虚拟的。因此广义协变性是不可能的。
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2楼2012-12-21 12:23:21
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chenchiyi

铁虫 (初入文坛)
引用回帖:
2楼: Originally posted by fyl7 at 2012-12-21 12:23:21
似乎只是两体问题嘛，定义质心坐标和相对坐标就可得到一系列的方程。此外，如果导出7式那个质点只是虚拟的，那么何来7式呢？换句话说，如果只是假想的点，就根本不存在力嘛。因此6式已经足够了，9式只是6式的特殊形 ...

引入假想的质点， 是为了方便计算由于引入参考原点而需要被扣除的力。 因为任何实际的参考原点都是有加速度， 也都是有受力的。如果不采用假想质点来计算的话， 动力学方程稍微复杂一点，就是（4）式。
假想质点有质量或者相应比例的其他荷嘛， 文章中有说明的，根据假想质点的位置和这些质量，荷当然可以从理论上计算它的受力。 比如引用牛顿万有引力公式等。（9）是和（6）一样， 但是（9）式的物理图像更明确一点， （6）式只是在（4）式两边同除以一个参考原点的质量。
你说的关于场论提示惯性系是必需的， 我不理解，你是怎么得到这个结论的？ 到目前为止， 你能帮我指认一个精确的惯性系出来吗？
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3楼2012-12-22 19:16:08
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chenchiyi

铁虫 (初入文坛)
引用回帖:
4楼: Originally posted by fyl7 at 2012-12-23 09:08:26
既然9式和6式一样，那么9式也就是将参考原点换作是与所考虑质点（或粒子）相同的粒子罢了，没有什么更明确的物理图像吧。此外，从整个推导过程看，就是两体问题而已，只要把力的情况明确下来就可以了，比如二者整体 ...

质点相对参考系的运动， 从本质上来讲的确等价于二体运动，这正是我们要着力去说明的。 因为在经典力学中，牛顿第二定律就只能应用于惯性系，但是我们永远找不到理论上精确的惯性系。
因此， 本文就是要说明， 惯性系在实践中是不存在的。更符合实际情况的质点动力学规律是第九式，不是牛顿第二定律。在经典力学里面，两体问题的求解也需要惯性系啊，所以这是先有惯性系，再有牛顿第二定律，再有两体问题求解的逻辑过程。
我们在推导9式的过程中，的确也是存在两体问题的图像，但是本质上和上面的两体问题在物理逻辑上是不同的，因为上面你所说的两体问题的物理意义在逻辑上是质点动力学规律的应用。 而在本文中是推导质点动力学规律本身。
我学过一点量子场论， 但是我不认同你的看法， 在量子场论中， 微观相互作用都是通过传播子来传递相互作用，笼统地讲碰撞是不确切的，实际上基本粒子不直接接触也存在相互作用的传递。不知道你是否虚光子的概念，这就是一个例子。这还只是微观的相互作用， 对于宏观的物体，还有引力， 他可是长程的相互作用， 没有说不碰撞就没有引力作用哦。
另外， 你说的匀速直线运动都是相对的概念，相对质心，或相对地面，并不是说它就是真正的惯性系。你要知道宇宙中充满了物质， 任何物质充满了相互作用。 根本找不到一个物体所受的全部受力精确等于零，因此，也就找不到牛顿第二定律所依赖的惯性系。
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5楼2012-12-23 11:32:30
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