牛顿定律为何会失效？
孟君文博2020-11-04 09:07
“ 科学是人类主观意识对客观世界的描述方法，或许它无限的接近真相，却未必代表真实。故而，数学是真实世界的近似，物理是客观规律的表象。”
牛顿三大定律为何会失效？
图源：mt.sohu.com
科学定律通常基于概念假设和逻辑推理，而后建立起来。
假设性概念虽然符合当下实验观测却未必代表自然真实（科学定律存在时代局限性，需要不断完善）。
牛顿第一定律：任何一个物体在不受外力或受平衡力的作用时，总是保持静止状态或匀速直线运动状态，直到有作用在它上面的外力迫使它改变这种状态为止。
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牛顿第一定律地二个假设：
1）提出“惯性”概念，指出一切物体都具有惯性，惯性是物体的物理属性。
2）将“力”与物体分开，认为物体只会被迫“受力”，自身不产生“力”。
牛顿第一定律的失效：
1、“惯性”应用于量子时失效。
量子不确定性原理提出，微观粒子的位置和它的速度存在不确定性关系，量子在空间以概率方式出现，而不是静止状态或匀速直线运动状态。
2、“真空涨落”揭示空间自身产生力的作用。
卡西米尔效应正是由于电磁场的量子真空涨落而作用于两个紧密平衡的不带电导体板之间的一种小的引力。
既然空间自身产生“力”，它就不能保持“静止”或“匀速运动”状态（比如，宇宙空间膨胀）。
牛顿第二定律：物体的加速度跟物体所受的合外力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同。
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牛顿第二定律的假设条件：物体的质量不依赖于速度的常量。
牛顿第二定律在相对论中失效：在相对论中F=ma是不成立的，因为质量随速度改变，而F=d(mv)/dt依然使用。
牛顿第三定律：两个物体之间的作用力和反作用力，在同一直线上，大小相等，方向相反。
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牛顿第三定律的假设：要改变一个物体的运动状态，必须有其它物体和它相互作用。
牛顿第三定律在量子场论中失效：在量子场论中，量子的状态完全由场的机制决定，场是宇宙固有的性质。
三大启发：
1、科学理论必须依赖基本“概念”才能建立，故而，理论学家创立科学定律首先要明确并定义“基本概念”。
2、科学定律通常基于“假设”而成立，“基本概念”往往是科学家对客观现象做出的主观判断，而提出的科学性假设。
3、科学理论具有局限性和猜想的特点，需结合实验数据不断更新和完善。
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