第6节力与惯性

前面几节，介绍了不同的力。

力总是作用在某物体上，为了衡量力对物体的作用关系，需要对力的大小进行度量。

而进行度量，则需要制定标准。

前面我们给出了长度，温度的标准。

现在要给出力的标准，但力是依附并作用在物体上，所以先要制定物体的标准，即物体如何体现自身存在的标准。

对象在外因作用下，发生某些状态变化。

对象体现自身存在的标准，就要体现抵抗外因的能力。

那么定义对象的标准，就必须能衡量在外因作用下，对象保持原状态的能力大小。

换而言之，与原状态相似程度大小。

总之是衡量对象维持原状态的能力。

现在我们把这个标准，称为惯性。

我们看到，惯性定义是泛定义，并没有具体到某个特定对象。

而惯性是和外因一同出现的，不存在没有外因对应的惯性。

这样就建立外因与惯性的固定结合，这种结合可以称为模式。

只要在使用前作出说明，你也可以命名结合为任意想到的名字。

实际中，我们总是直接定义好惯性，其中蕴含着对应的外因。

对象是某物体，外因是力，此时惯性是反映对力的抵抗能力，这就是通常狭义的惯性定义。

对象是物体的温度，外因是热量，惯性就是反映温度对热量抵抗能力，命名为热惯性。

对象是人的思维，外因是其他人的不同看法或思维方式，惯性就是人对不同看法的不接受程度，命名为固执。

外因是不熟悉的情况，惯性是依然按照熟悉情况对待，命名为创造力缺乏。

对象是人身体的健康，外因是疾病或不良状态，惯性就是身体对疾病的抵抗能力，命名为抵抗力。

对于力为外因对应的惯性，使用质量衡量其大小，用英文字母m表示，单位是千克（公斤），用英文kg表示。

现在我们谈论某物体的惯性，就可以用此物体的质量是多少来表述。

这里是首次使用质量，前面对物体的描述中，使用重量描述！

重量是地球对物体的引力大小，不是惯性的大小。

当物体离地球很远时，引力就很小了。

但是惯性不变！

质量是物体内在属性，重量是物体在地球特定环境下受的力。

在我们日常生活环境中，重量和质量在数值上有固定关系，以至于经常使用质量的单位来描述重量。

比如买了2公斤（4斤）苹果，或者使用重量来代替质量。

在前面我们引入密度时，使用的就是重量来代替质量。

密度是一定体积内的质量，而不是重量。

事实上我们在描述大小时，所有的重量都采用质量单位来描述。

我们重新描述密度：

密度（希腊字母p，发音）=质量（m）/体积（v）

所有物质中密度最大的是金属锇（带臭味的金属），224克/立方厘米

当物体的惯性概念引入后，所有涉及物体的概念就可以描述完备了。

前面提出热量的单位：卡，1卡是1克水升高1摄氏度所需的热量。

与密度概念类似，可引入热密度概念，称为比热。

热量与质量及温度都相关，描述如下：

比热（c）=热量（j）/[质量（m）温度（c）]

水的比热就是1卡/（克c），是所有物质中最大的。

在涉及人的思维世界时，就很难用这样精确的数值来描述。

我们无法用什么公式或数值精确描述固执、创造力、抵抗力。

当然可以给出一些评估数值，但这些与物理世界无关。

力的基本单位是牛顿（n），以英国人牛顿的名字命名，因为他最早精确描述了力及其规律。

使用熟悉的重量和质量对应来描述力的大小更易直观感知。

在地球表面，1kg的物体重量是98n。

粗略计算时，可当10n来对待。

在讨论杠杆原理时，曾给出了1000斤力气这样描述。

这对应的就是500kg，或5000n。

牛顿最著名的推理就是万有引力定理。

宇宙万物相互之间都有引力，仅仅是大小和方向不同。

在地球这个局部环境下，就是重力。

思考：

1日常生活中重量使用质量的单位来描述，会带来一些混乱。

比如有人问1kg铁和1kg棉花，那个重？

当1kg是对应重量，是描述力的时候，那么自然完全相等。

如果1

（本章未完，请翻页）kg是对应质量时，那么重量大小会涉及很多因素。

如果铁和棉花都在同一位置称重，按理重量完全相同。

但体积不同，收到空气浮力不同，造成测量的重量不同。

同时称重的手段不同结果也不一样。

使用杠杆原理的秤，其实是质量比较（因为区域非常小，可以认为地球对物体的作用效果不变），并不是测量力的工具。

如果使用类似弹簧秤的工具，测量力本身大小的话，在地球不同同一位置称重，结果完全不同。

而原问题中根本没有提及是否在同一位置测量，采用何种测量方式。

那么条件缺乏，需要我们自己填补空白。

这种方式不是严格的物理推理方式。

这个最终这个比较结果无法确定。

当问题的提问形式变化时，变成，我们可能又认为是比较质量大小。

问题的自然语言中描述有很多含糊的地方，因此要用物理概念精确给出，避免含糊的提问。

在学习自然规律时，原因和结果之间经常出人意料。

直接给出结果（比如重量值），经常是理想中的原理分析。

给出原因求（测量）结果（给出质量求重量），有大量细微的因素影响结果。

如果仅仅是粗略地进行，只为了解原理的话，可以忽略这些。

但精确进行测量分析时，所有的影响因素都必须考虑在内，如果这些因素对原理造成干扰的话，要设法消除这些干扰因素。

这就是从理论到实验的思维转变。

事实上大量的原理都是依赖测量完成的，因为科学本身就是不断分析、验证、修正分析、验证这样的过程。

2同一概念，可以有多种定义，区别在于看待的视角不同。

我们可以定义质量是物体所含物质的多少。

这个是静态的定义，着眼于物体自身。

质量是物体的惯性大小，这个是动态的定义，没有外因无法体现惯性存在。

外因可大可小，但无法改变质量大小。

所以质量还是物体的内在属性，但外因必须出现，只是不必在意形式。

同样是惯性，德国人马赫和牛顿的观点完全不同。

马赫认为：惯性源于物体与整个宇宙物质间相互作用的结果，称为马赫原理。

牛顿认识：惯性是物体自身与一个超然在外的绝对存在相联系的属性。

这个绝对存在称为绝对空间。

掌握基础知识后改变视角，可以更清晰地看待规律的发展。

形而上者谓之道，大约是这个意思吧。

3伽利略比牛顿更早研究过力，但没有成为一个完整体系。

拉格朗日和哈密顿给出了力的另外一个体系，称之为分析力学，但比牛顿晚。

所以力的原理以牛顿的名字命名。

分析力学的视角比牛顿力学视角更开阔，很容易扩展到统计力学、量子力学。

而牛顿力学无法这样扩展。
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