惯性定律和惯性的本质是什么?
首先必须明确一点:只有宏观物体才有惯性,微观粒子毫无惯性可言,因为微粒就算不受外力,也会作无规则运动,这种运动方式已与惯性定律矛盾!除此之外,微粒的运动规律遵循量子力学规律,其显著的一大特点就是具有不确定性:即无法同时确定一个粒子的具体位置和动量,只能用概率来估计其可能的运动轨迹,如原子核外的电子运动轨迹,只能用电子云中的疏密区域来描述电子在该区域出现的可能性,显然,这种运动规律已不符合牛顿运动定律。
对于宏观物体,牛顿的惯性定律有如下两大特点:
一是相对于惯性系(能使处于其中的物体遵循牛顿运动定律的参照系)静止的物体,不受外力时永远保持静止状态。这是因为:宏观物体都是由分子、原子或离子构成,这些微粒和气体微粒一样,都作杂乱无章的运动。正因为这种不规则运动,才使其物体有了平均动能,从而有了温度,更重要的是,这些微粒朝着空间各个方向运动的概率是均等的,因为各个方向都是方向,都处于同样的环境,它们处于平等地位。这就好比随意掷一个色子,掷到各种点数的概率都是1/6,可见,这种等概率现象才符合辩证法规律,即符合自然规律的全面和完整性。所以,当大量的微粒因引力而聚集在一起时,由于相互吸引、相互牵制,会使这些微粒朝着各个方向大幅度运动的可能性降为0,比如,一个物体中有一个分子某时刻朝左运动,同时就一定有与之相互吸引的另一个分子朝右运动,因而,在这种相互“拉扯”下,它们都无法朝左或朝右运动走多少距离,只能在某个位置附近来回运动,即我们常见的“在平衡位置附近振动”。因此,由大量的这种只能在平衡位置及其附近振动的微粒构成的物体,在没有受到外力时,由于没有外力对它做功改变其机械能,在宏观上该物体只能处于静止状态!
二是相对于惯性系运动的物体,没有受到外力时,只能永远保持匀速直线运动。即:该运动物体没有外力对它做功,显然,也不存在引力势能,其机械能只能以动能的形式出现,且保持不变,所以其速率不会变化。至于为什么要作匀速直线运动,而不是匀速曲线运动或匀速折线运动等匀速运动呢?这是因为,在我们所处的宇宙里,任何不受外力的运动物体,只能走直线!只是我们有幸出生在现在的宇宙里罢了。但在宇宙之外的一些区域,一定走曲线!另一些区域,一定走折线!还有的区域,一定走比这几种轨迹更复杂的轨迹!且还存在“规律随时间变化的区域”,打个比方,好比今年作匀速直线运动,明年作匀速曲线运动……所有的这些匀速运动规律的总和,才是最广大的物质世界的物体不受外力时的匀速运动规律!这才完全符合辩证法规律,即符合自然规律的全面和完整性。
惯性定律的创立者艾萨克.牛顿
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