Re: [問題] 力學第一定律的必要性

[condensed (我的冒險生活)]

我實在看不出過度計較＂牛頓是不是為了要定義慣性系＂很有意義，
這就好比問狹義相對論的第二基本假設是否多餘一樣。

這裡有些歷史背景的因素，應該被理解。
在加利略提出來以前，很多人以為運動中的物體天生就喜歡趨於靜止。
所以加利略提出慣性定律，主要目的是區別於前人的認知。
因為在當時，你根本還不知道物體是否有加利略所說的慣性，
那你如何拿他來定義所謂的慣性系？？？
連依此定義出的這種慣性系的＂存在性＂都是個問題了。

類似地，狹義相對論，第一基本假設，
就說明物理定律在任何慣性系形式相同，
因此電磁學定律在任何慣性系都相同，
電磁波的波速也就是不變量。

所以從這個角度，第二基本假設光速恆定就成了第一假設的自然結果。
豈不是顯得多餘而廢話嗎？
愛因斯坦當然不會這麼傻，沒有察覺到這個邏輯。

只是光速恆定在當時還不是普遍被確定的事情，
加利略變換與電磁學定律究竟哪一種要修正，大家都還搞不清楚。
所以光速恆定這種觀念，在當時是革命性的。

現在回頭去看，也許我們可以說狹義相對論只是一種數學變換，沒有什麼物理。
反而是應該看物理定律是否滿足相對論性不變。
但我認為這是有點偏頗的說法。

物理就是在推翻或修正我們過去對世界的認知，
在我們更新了這種認識後，我們才有辦法把它當成是一種定義。
可是在更新的過程，與過去的認知相比，更符合世界運作的模式，
這是為什麼我們把她叫做定律的理由。

在牛頓第一定律前，連慣性系存在與否都是個問題了。
所以，的確有被特別強調的必要理由，而不只是為了去定義而已。

我覺得弄清楚這個歷史背景即可，
只要牛頓書上沒說過，那其他的就沒必要過度猜測或計較，
他到底是不是真的為了定義慣性系了。
因為就數理上，我也不覺得定義慣性系只能有這麼一種方式。

從牛頓的絕對時空觀點，這種慣性系的存在性可能是直接被默認在他的體系裡的。
如果第一定律真的只是為了做定義，直接定義好就好了不是嗎？
大可以直接把F=ma當作第一定律，而不必特地再寫一條。




※ 引述《qna (freely falling)》之銘言：
: : 我認為第一定律還是必要的，因為考慮第一定律不在的時候，取一個質量為零的物體
: : ，讓他受力為0，那這時候關於任意時間點這個物體的加速度我們根本無法確知，換句
: : 話說他的加速度是0,1,2,3,4等任意數我們根本也無法說明哪個是錯的，那這樣不就會
: : 導致很莫名其妙的結論─在某一個時間點這樣的物體加速度會有無限多個。基於這樣
: : 的理由我認為需要第一定律去補充說明
: 我是覺得
: 如果只是在牛頓力學結構裡 意義確實不大
: 解釋成適用的座標  其實有點循環論證的味道
: 可是把物理發展歷史的觀點帶入 會比較明顯
: 第一定律重點是"沒有力的時候"  --- 靜者恆靜 動者恆動
: 這要是個先驗事實 當時伽利略其實不知道力如何影響運動
: 但知道不受力時是如何
: 也就是說不管第二定律如何描述  他要包含慣性定律
: 第二定律要處理"力如何影響運動"
: 牛頓的貢獻F=ma  今天如果牛頓寫出F=ma^2 他也要包含"靜者恆靜 動者恆動"
: 如果和相對論做個比較 : F=ma在相對論裡做了細微的修正
: 但..慣性定律一樣依舊成立...是不會被更動的 乃至於在廣義相對論中依然
: 也就是似乎  這是個更"基本"的事實
: 做個粗糙比喻 第一定律之於第二定律 就像 等價原理之於愛因斯坦方程
: 有點像引言和本文
: 引言的地位是必須是直觀 顯然的經驗事實
: 本文的主結構就會含有比較多的假設成分

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◆ From: 140.112.4.195
推 TDOJ:推
推 Frobenius:推
→ irrotation:但是狹相第一個假設不能推論出 光速=const.的結果
→ irrotation:第一個假設(慣性座標上物理定律皆同)是僅在慣性座標系
→ irrotation:第二個假設(光速恒定)則不論是否在慣性座標 都是光速=c
→ irrotation:也就是說 第一假設本來就不包括第二個假設
→ condensed:是哪一本書告訴你第二基本假設沒有限定在慣性系上的？
→ condensed:目前為只，我所知道的狹相兩大基本假設，都指明慣性系。
→ irrotation:不論觀察者的運動速度如何 在真空測得之光速皆相同
→ irrotation:所以觀測者與光束就算有相對運動(即不論是否在慣性座標
→ irrotation:系上) 測得光速均是c
→ condensed:所以是哪本書有說第二基本假設不要求慣性系嗎？
→ condensed:你只是敘述你的想法，還沒告訴我是哪本書看到的，至少就
→ condensed:我看過的書，沒有這樣敘述第二基本假設的。
→ condensed:另外，你對光速恆定的認知也不到位。在非慣性系討論速率
→ condensed:時，怎麼定義距離與時間，都要說清楚，才能談何謂光速恆
→ irrotation:因為不論如何和光速相對運動(靜止 加速等) 光速=c
→ condensed:定。事實上，光速是可以被視為在等校重力場下不恆定的。
→ condensed:你的想法還停留在絕對時空觀，很難在有限文字內跟你說清
→ condensed:楚。言歸正傳，第二基本假設，就是特指不同慣性系上，
→ condensed:光速接為同一個值，並沒有所謂的非慣性系。
→ condensed:非慣性系，雖然就現代觀點來看，仍屬狹義相對論的處理範
→ condensed:圍，但並非明確於狹相的兩大基本假設中。探討加速系，也
推 qna:廣相裡 "局部"光速 是不固定的 取決於metric
→ condensed:是愛因斯坦建立廣義相對論的原始動機之一。
→ condensed:如果是平坦時空中的加速系，那光速在每個局部中，當然還
→ condensed:是c。但是對於一個定點上的人來說，等效重力位勢造成的
→ condensed:時間收縮效應，會導致光在不同位置，有不同速率。
→ condensed:對於理解這種現象，較恰當的一種方案就是考慮某種加速系
→ condensed:稱之為Rindler Space的加速系，它的4加速大小總是恆定的
→ condensed:在Minkowski時空圖上，恰為-t^2+x^2=const > 0的雙曲線
→ condensed:Minkowski將SR視為視為4維時空中的某種旋轉(boost)，此
→ condensed:時光速為不變量。從這個觀點出發，我們自然可以推測，
→ condensed:加速系只是每個局部都做了某種boost，就類似直角座標變
→ condensed:換到極座標，使得metric看起來不再是 I 。
→ irrotation:麥克生莫雷的光速恆定實驗就不是慣性座標系了 因為兩道
→ irrotation:分開的垂直光束 在地球公轉自轉下 不論是以年月日為周
→ irrotation:期 都是得到相同的光速
推 qna:那慣性定律電磁學都是在非等速的地球上量的.那廣義協變原理..
→ qna:自動成立
推 zi98btcc:cond 牛頓第一律不是定義慣系，那是不是第二定律的特例
推 qna:我錯了 局部光速是固定的
推 zi98btcc:cond 就數理上，覺得定義慣性系還有什麼方式？
→ condensed:回Zi:我在內文中，已經把我的觀點說清楚了
推 realtemper:不錯的觀點耶！推
→ sneak: 光速接為同一個值，並沒 https://muxiv.com
→ sneak: 自動成立 https://daxiv.com