綜合(高中)物理-高中-萬有引力真的失靈了嗎！.doc

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1、提要美國科學(xué)家質(zhì)疑“萬有引力定律”，中國科學(xué)家的反映是“基本定律”不容質(zhì)疑。問題是“引力定律”是否是基本定律？基本定律又是什么涵義？基本定律就一定精確嗎？?北京青年報2001年5月18日有一篇名為《萬有引力失靈了嗎？》的報道（見網(wǎng)站《當(dāng)代物理——物理論文集》的“國外新聞”欄目），我看了此報道之后，有感而發(fā)此篇議論。我認(rèn)為從表面意義上的角度，美國的科學(xué)家與中國的科學(xué)家的提法都對。實際上美國與中國的科學(xué)家都把引力定律當(dāng)作了“基本定律”，如果不把它當(dāng)作“基本定律”，美國科學(xué)家也就不質(zhì)疑它了；既然是確定的“基本定律”，中國科學(xué)家當(dāng)然認(rèn)為不容

2、質(zhì)疑了，而要尋找其他的解釋。[人的思維有一個缺點，一旦在現(xiàn)象事實方面有與原來理論有沖突（反常）的地方，為了保護(hù)原來的理論——也就是被科學(xué)哲學(xué)稱為“范式或科學(xué)研究綱領(lǐng)”，就必然要尋找其它的理由來解釋。]問題在于引力定律是不是基本定律，如果不是，那我們?yōu)槭裁窗阉?dāng)作基本定律來運(yùn)用?；径删褪抢碚擉w系的“公理”定律，是思考的出發(fā)點，是邏輯的原始出發(fā)點——原始大前提，不是由其他定律推導(dǎo)出來的定律。而我認(rèn)為引力定律不是基本定律，理由有二：其一，牛頓力學(xué)理論體系的基本定律是其三定律。而其三定律沒有包含“重力”方面的內(nèi)容，作為“重力”方面內(nèi)容的

3、補(bǔ)充，不得不把引力定律當(dāng)作基本定律來運(yùn)用了。實際上，引力定律是牛頓三定律的（概念上的）“導(dǎo)出”定律，因為由于自由落體是加速運(yùn)動，從其第一第二定律為出發(fā)點（牛頓力學(xué)理論真正的“范式或科學(xué)研究綱領(lǐng)”。一定要注意，牛頓第二定律是其第一定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式。），從而認(rèn)為自由落體運(yùn)動的原因也是由于外力造成的，于是，就“發(fā)現(xiàn)”了萬有引力。所以，引力定律不是基本定律。?其二，僅從引力定律公式產(chǎn)生的過程角度來看，在牛頓時代以前及同時代，其他許多人已經(jīng)得出了“太陽系”（僅僅在此范圍）行星公轉(zhuǎn)的向心加速度依距離太陽平方反比分布規(guī)律（真正的經(jīng)驗公式，不是基本

4、定律）。由于牛頓發(fā)現(xiàn)了地面上的重力（重力加速度）與“太陽系”中的衛(wèi)星及行星公轉(zhuǎn)的“向心力”（還是牛頓三定律的“范式”）是同一性質(zhì)（是偉大的發(fā)現(xiàn)），（然而把此同一性質(zhì)當(dāng)作同一種“力”——錯誤的轉(zhuǎn)化開始了。）再下一步，又依重力大小還與表現(xiàn)重力的物體（地面上的）的質(zhì)量有關(guān)系，同時又把“平方反比律”人為“加”上了質(zhì)量（中心質(zhì)量，實際上是太陽的質(zhì)量。），引力定律產(chǎn)生了。然后，問題又轉(zhuǎn)化了，拋開了“中心質(zhì)量”與地面上的“質(zhì)量”的區(qū)別后，引力開始“萬有”了。于是，在我吃飯的時候，我飯桌上的“燒雞”與我也就有了“引力”（可不是因為我餓了，燒雞對我有

5、吸引力的“力”）。引力定律中的“平方反比律”本來是“宇宙”（太陽系）中的現(xiàn)象范圍，就無形地被人為地擴(kuò)大到了“一切”的范圍，這是人的思維的錯誤。僅從此角度，就說明了“引力定律”仍是經(jīng)驗公式，不是基本定律。把一定范圍的經(jīng)驗規(guī)律人為地?zé)o限擴(kuò)大，有時可以產(chǎn)生“偉大”的發(fā)現(xiàn)，但是，同時又是風(fēng)險極大的“發(fā)現(xiàn)”，非常容易造成極大的認(rèn)識錯誤。這也就是科學(xué)哲學(xué)家波普爾“證偽主義”能夠可以成立且有“用武”的地方。因為，我們?nèi)说乃季S的歸納（經(jīng)驗）語言（不僅僅是語言，也是認(rèn)識。）一般都用“所有格”。?美國科學(xué)家說在宇宙尺度水平上，牛頓的“萬有引力定律”就不

6、再有效，也就是說“萬有引力定律”存在局限性，只在一定條件下成立。實際上是說反了，“萬有引力定律”恰恰是在宇宙尺度（太陽系尺度）上有效。在我們與我們飯桌上的“燒雞”之間，恰恰沒有一點“效”。有效不等于精確，因為“引力定律”是經(jīng)驗公式。引力定律僅在“九大行星”范圍內(nèi)“精確”（也不是絕對的），因為“平方反比律”就是由此得出的。在“冥王星”軌道之外，或在“水星”軌道之內(nèi)，就不一定絕對按平方反比律。所以，“先驅(qū)者11”、“伽利略”以及“尤利西斯”等探測器偏離按照“萬有引力定律”計算的軌道，是很正常的。如果把此“偏離”現(xiàn)象當(dāng)作另外的什么莫名其妙

7、的“力”在起作用，則是不正常的，這是我們思維的“不正?！?。經(jīng)驗公式不一定精確，是不是理論的基本定律就一定精確了？這要從什么角度來看了?；径墒恰叭藶椤币?guī)定的，當(dāng)然在理論內(nèi)部是精確的了。但是，基本定律如果要運(yùn)用到實踐中去，一般的來說，必須經(jīng)過“經(jīng)驗命題”這個中間環(huán)節(jié)，才能與現(xiàn)象世界建立“聯(lián)系”，所以，同樣不會是“精確”的。牛頓慣性定律是基本定律，產(chǎn)生它的“經(jīng)驗命題”是“同一質(zhì)量同一初速度的物體阻力大則運(yùn)動的距離短，阻力小則運(yùn)動的距離長?！彼?，我們把牛頓慣性定律運(yùn)用到實踐中去，就得通過此“經(jīng)驗命題”來與現(xiàn)象層次建立聯(lián)系。因為我們不可

8、能看到“物體在沒有外力的作用下，永遠(yuǎn)地做勻速直線運(yùn)動”。?說一千道一萬，產(chǎn)生這些糾纏不清的問題的根源，還是由于牛頓力學(xué)體系本身的缺陷所造成的。在沒有重力場的前提下，牛頓力學(xué)體系（牛頓第一第二定律；注：牛頓第三定律是力學(xué)體系定律，不受有