這是一個(gè)比較尖銳的話(huà)題,畢竟大家都只知道自愛(ài)因斯坦的狹義與廣義相對(duì)論發(fā)表以后,牛頓的經(jīng)典力學(xué)就已經(jīng)從神壇上被拉下,那么很多圍觀群眾可能會(huì)認(rèn)為,既然廣義相對(duì)論可以囊括一切,為什么還要學(xué)習(xí)牛頓經(jīng)典力學(xué)?不是可以?huà)哌M(jìn)歷史的垃圾堆了么? 一、牛頓經(jīng)典力學(xué)時(shí)代 牛頓經(jīng)典力學(xué)中三大定律和萬(wàn)有引力是個(gè)中最著名的!早在1687年的《自然定律》中就對(duì)萬(wàn)有引力和三大運(yùn)動(dòng)定律進(jìn)行詳盡的描述,這幾個(gè)定律成為奠定近代工程學(xué)的基礎(chǔ),并且通過(guò)開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律一起闡述了萬(wàn)有引力天體運(yùn)動(dòng)的自然規(guī)律!各位要知道,做出這些科學(xué)成就的時(shí)代是17世紀(jì)中葉,大概就是大清剛剛開(kāi)國(guó),反清復(fù)明的運(yùn)動(dòng)尚未徹底結(jié)束,甚至蓄辮子都還不徹底的、文字獄剛剛興起的年代?。ㄇ宄醯谝粓?chǎng)文字獄是1660年的“張晉彥案”) 牛頓憑什么有那么響亮的稱(chēng)號(hào)?不僅是三大運(yùn)動(dòng)定律和萬(wàn)有引力定律,還有動(dòng)量和角動(dòng)量守恒的原理,而且還是近代光學(xué)和微積分的締造者之一! 二、廣義相對(duì)論時(shí)代 當(dāng)然牛頓的經(jīng)典力學(xué)即使在他框定的范圍內(nèi),隨著速度的提高以及大質(zhì)量天體附近和傳播力的以太等多種理論的驗(yàn)證上都觸碰到了天花板,畢竟水星近日點(diǎn)的進(jìn)動(dòng)牛頓經(jīng)典力學(xué)無(wú)法解釋?zhuān)蕴珓t在1887年的莫雷實(shí)驗(yàn)中被證明以太即絕對(duì)靜止的參考系不存在,因此這樣的時(shí)代背景下,愛(ài)因斯坦的狹義與廣義相對(duì)論可謂是恰逢其時(shí)的出現(xiàn)了!不但解決了水星的近日點(diǎn)進(jìn)動(dòng)問(wèn)題,還驗(yàn)證了光線(xiàn)彎曲等傳說(shuō)中的理論,愛(ài)因斯坦替代了牛頓在科學(xué)界的位置! 但事實(shí)上在人類(lèi)的日常生活中能用到廣義相對(duì)論的場(chǎng)合并不多,除了速度超過(guò)10%光速的運(yùn)動(dòng),比如高能粒子加速試驗(yàn),以及原子尺度以?xún)?nèi),和超高精度的定位需要以外,其實(shí)各位與愛(ài)因斯坦的廣義相對(duì)論打交道的機(jī)會(huì)幾乎就沒(méi)有!而跟大家日常息息相關(guān)的,囊括現(xiàn)代社會(huì)方方面面的各種建筑以及機(jī)械與光學(xué)等,依然在使用牛頓經(jīng)典力學(xué)時(shí)代就奠定的各種公式!當(dāng)然如果各位有興趣也可以用相對(duì)論中對(duì)時(shí)間、質(zhì)量以及速度的公式來(lái)替代,但除了計(jì)算復(fù)雜度會(huì)增加以外,精度影響甚至在我們制造水平極限之外,我們需要為此做考量嗎? 盡管大神牛頓已經(jīng)神壇上跌落,但并不影響他在科學(xué)史上的地位,當(dāng)然也不影響我們學(xué)習(xí)經(jīng)典力學(xué)! |
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