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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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    • 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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chenchiyi

铁虫 (初入文坛)
夕阳西下: 牛顿第二定律的内容本身就是经过试验验证后正确的理论，无须解释为什么。另外，牛顿定律与爱因斯坦的广义相对论之间的联系已经讨论的较为成熟了，牛顿定律是广义相对论下的低速近似。 2012-12-25 12:31:26
引用回帖:
8楼: Originally posted by fyl7 at 2012-12-24 09:19:40
既然是形而上学，那我就没办法继续提出意见了。但是，我需要提醒的是，物理学是形而下的，需要实验的验证，不是哲学，仅凭思辨就可以。祝楼主好运吧！...

谢谢这位同学。
我说过，我这里的形而上学是为了理解我们的第9式，事实上质点的动力学规律本来就是最基本的物理规律。 牛顿第二定律也是教科书直接告诉我们， 根本没有讲为什么？
这位同学说得对，物理学规律的对错归根结底还要形而下，文章中所提的第9式给出了明确的数学表达式，就是为了在实际应用中比较和牛顿第二定律的区别。到底哪个更符合实验中逻辑分析
另外，我再想说明一下，牛顿第二定律是说质点的动力学仅仅是个单体问题，但是我们论文恰恰是去说明任何引入了参考系的质点动力学必然是一个二体问题，既要揉入参考原点的运动状态，也要考虑参考原点的受力情况。因此，我们推导质点动力学规律的物理图像实际上已经比牛顿第二定律的情况更全面和复杂。
任何基本的物理规律必定要涉及到形而上学的讨论，用自然哲学来支撑。牛顿第二定律没有，则说明牛顿第二定律本质上还是一个经验性的规律描述。没有进一步经过广义相对性原理的改造。我们的文章做的正是在牛顿第二定律作为经验规律基础上的广义相对论性的改造。
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9楼2012-12-24 09:41:39
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fyl7

铁杆木虫 (正式写手)
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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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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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