概述
世界是物質的
“人不能兩次踏入同一條河”這句話是
赫拉克利特說的。英文為: People can not step twice into the same river.
世界是物質的,物質是運動的,整個世界就是永恆運動著的物質世界。哲學講的“運動”是指一切事物的變化和過程,這種變化和過程是物質的固有屬性,是物質存在的形式。一切事物都在運動。有些事物的運動是明顯的,人們可以直接感覺到,如賓士的汽車,流動的河水,劃破夜空的流星等。有些事物變化是緩慢的,人們不容易覺察到。俗話說“穩如
泰山”,但科學研究表明,泰山在100萬年間升高了幾百米;世界第一高峰
珠穆朗瑪峰在50萬年間升高了1600米。還有些物體雖然
運動速度快,但距離遙遠,或者是物質本身太小,也不容易感覺到。恆星看起來是不動的,其實,
織女星和
牛郎星分別以每秒14公里和26公里的速度飛奔。微觀世界的原子、分子基本粒子同樣是在不停的運動,許多
粒子從出生到“衰變”,只有幾百億甚至幾萬億分之一秒,運動速度非常之快。
機械運動
在物理學中,把一個物體相對於另一個物體位置的變化稱作為
機械運動,簡稱運動。
相對性
自然界中一切物體都在運動,因為地球本身在自轉,所以絕對靜止的物體是不存在的。通常所描述的物體的運動或靜止都是相對於某一個參照物而言的。同一個物體是運動還是靜止,取決於所選的參照物,這就是運動和靜止的相對性。
相對靜止的條件:兩個物體向同一方向,以同樣的快慢前進。
物理形式
機械運動的形式有多種多樣,有沿直線運動的,有沿
曲線運動的;有在同一平面上運動的,也有不在同一平面上運動的;有運動得快的,有運動得慢的······在各種不同形式的運動中,
勻速直線運動是最簡單的機械運動。
勻速直線運動
定義:
勻速直線運動 物體沿直線運動時,如果在相等時間內通過的路程都相等,這種運動叫勻速直線運動
勻速直線運動是最簡單的
機械運動,是研究其它複雜運動的基礎。做勻速直線運動的物體在任意相同時間內通過的路程都相等,即路程與時間成正比;速度大小不隨路程和時間變化。
(一)路程:運動物體通過的路徑的長度稱為路程。在國際單位中,路程的單位是米(m)
(二)比較物體運動快慢的兩種方法
1.比較物體通過相等路程所用的時間的長短,所用時間短的運動得快
2.比較物體在相等時間內通過路程的長短,通過路程較長的運動得快
(三)物體通過的路程和時間都不相等時,比較路程與時間的比值(單位時間內通過的路程),比值大的運動得快
(四)速度的物理意義、定義及公式
1.物理意義:速度是表示物體運動快慢的物理量
2.定義:做
勻速直線運動的物體,單位時間內通過的路程稱為該物體運動的速度
3.計算公式:V=S/T
4.
國際單位:米/秒(m/s);常用單位:千米/時(km/h);
1米/秒=3.6千米/時變速直線運動
1.
變速直線運動:物體沿直線運動,如果在相等時間內通過的路程不相等,這種運動就稱為變速直線運動
2.平均速度
1.定義:做變速直線運動的物體通過的路程除以所用的時間,就是物體在這段時間內的平均速度
平均速度只能粗略地描述做變速直線運動物體的運動快慢。求平均速度時,必須明確是哪段時間或哪段路程內的平均速度
2.計算公式:V=S/T
物理定義
機械運動是宇宙中最普遍的現象,運動是絕對的,靜止是相對的。
物體之間或同一物體各部分之間相對位置隨時間的變化叫做機械運動。它是物質的各種運動形態中最簡單,最普遍的一種。例如,地球的轉動、彈簧的伸長和壓縮等都是機械運動。而其他較複雜的運動形式,例如,
熱運動、化學運動、電磁運動、生命現象中都含有位置的變化,但不能把它們簡單地歸結為機械運動。
一切物體都在運動,絕對不動的物體是沒有的,這就是說運動是絕對的,我們平常說的運動和靜止都是相對於另一個物體
參照物而言的,所以,對靜止的描述是相對的。
參照物
1)要描述某一物體的位置變化,就必須選擇另外的一個物體作為標準。這個被選來作為標準的另外的物體,叫做參照物。
2)選擇不同的參考系來觀察同一物體的運動,觀察結果可能會有所不同。比如生活在地球上的人,覺得地球是不動的,其實地球在以30km/s的巨大速度繞太陽公轉。這就是
物理運動和靜止的相對性。
一般來說,直線運動是要比曲線運動簡單一些的。但是,直線運動它也有千差萬別,所以有必要對直線運動在進行分類研究。
1)快慢不變,經過的路線為直線的運動叫做勻速直線運動;
2)物體沿一直線運動,如果在相等的時間內通過的路程並不相等,這種運動叫做變速直線運動。
相對靜止
靜止是存在的,但只是
相對靜止。相對靜止是物質運動的一種特殊形式,是物質處於相對穩定的不顯著的變化狀態。人坐在房子裡固然沒有運動,但人和房子隨著地球的自轉和公轉在不停的運動。同時,人在不停的呼吸,體內血液不斷的循環,都在運動。所以,運動是絕對的,靜止是相對的。
其它相關
關係
凡是物質都在運動,凡是運動都是物質的運動。世界上的各種現象都是物質運動的表現形式。根據科學已達到的水平,按照低級到高級的發展順序,物質運動分為:
機械運動、
物理運動、化學運動、生物運動、社會運動五種基本形式。
物質運動的原因
時效波這樣論述物質的運動:“物質是運動的,運動的物質是相互聯繫、相互作用的,慣性維護平衡與作用造成變化這一物質最基本屬性的矛盾決定了物質的運動屬性,進而推動著物質的演化和生命的進化,推動著事物的發展變化。”
原理
電子就好像一個光量子在一個極小的黑洞裡的臨界面上打轉。電子處於
相對靜止時,這個光量子就在原處的一條閉合的直線上運動,我們習慣把這條閉合的直線看成是一個圓環,當把電子放入一個彎曲的空間裡,空間的
曲率會讓這條閉合的直線轉變,圓環展開成一條
螺旋線,電子開始做線性運動,構成這個電子的所有的
暗物質運動方向的矢量和有了一個值,並隨時間而累積增大,這條螺旋線也越展越開,螺距越來越大,這就是常見的自由落體的下落。
力的作用
在這一過程中,電子始終沒有接受到任何力的作用,因此,引力實際上是不存在的。如果要想使電子保持在原來的
空間位置,就必須不斷地以力的作用形式,將一定量的向上運動的
暗物質去交換同等數量向下運動的暗物質,使電子內部的暗物質的運動方向的矢量和保持原來的值不變。而交換出來的暗物質使我們感到力的作用的存在。因此,就錯誤地將它當作了引力的存在。這一觀點對整個宇宙結構的認識關係很大。首先,原先認為引力的存在是由
引力子的交換來實現的,這一概念給物理學帶來了許多問題。另一方面,自從
牛頓提出
萬有引力以來,一直擔心整個宇宙會因引力的作用而收縮成一團,只要宇宙中的物質保持大尺度的平均分布,這些物質產生的
空間曲率被相互抹平,因此,這些物質就會處在一個
相對靜止的平衡狀態里。我們就不必擔心宇宙會收縮成一團,由於不確定性因素的存在,空間出現了小尺度下的起伏,
暗物質在小尺度的空間起伏作用下,原本的運動狀態被打破,這樣一來,基本粒子、物質、天體及星系逐漸形成,與此同時,新的
動態平衡逐步建立起來。事實上,宇宙中的所有物質並不具有引力,而運動是物質的結構特徵與本性。
電場
現將電子放入電場中,或將兩個電子相距一定位置放置,這樣一來,兩個電子外圍的
暗物質就相互渾雜在一起,處在兩個電子中間且分別屬於兩個電子的暗物質所表達的電場方向相反。相互抵消,電場減弱。而處於兩個電子兩側且分別屬於兩個電子的暗物質所表達的電場是一致的,被相互疊加,電場增強了,結果,兩個電子的暗物質重心產生了外移。如果要使兩個電子保持在原來的相對位置,就需要以作用力的方式不斷地給予一定量向內的暗物質迫使電子回到原來的位置上,並把電子中的一部分向外運動的暗物質交換出來,這些被交換出來的暗物質使我們感覺到力的作用的存在。這就是
電場力。這種情況跟物質間的
萬有引力一樣,實際是不存在的,是電場使電子產生了位移,使我們認為兩個帶有同種電荷的電子會相互排斥而離開。為了阻止這一運動,我們需施加一個力的作用,這使得我們感覺到一種相反的斥力的存在。
線性運動
當電子或其它基本粒子在做線性運動時,內部
暗物質的運動軌道變成了螺旋線形,隨著運動的加快,螺距被拉長,這樣,暗物質在這些基本粒子中運動一周要走的路徑變長了,將這個
螺旋運動在圓周方向展開來看,當基本粒子處於
相對靜止時,內部的暗物質做圓周運動,所走的路徑為DE。當基本粒子以速度ν做線性運動時,基本粒子中的暗物質就會做螺旋運動,圖中展開後,螺旋運動就成為斜坡運動,所走的路徑為DF。在
相對空間靜止時的基本粒子中的暗物質從D點運動到E點相當於暗物質在基本粒子中運動了一周,也可以認為是完成了一個運動周期。在基本粒子相對於空間以速度ν做線性運動時暗物質從D點運動到F點。暗物質在基本粒子中完成了一個運動周期,由於
暗物質都是以光速C運動,因此,做相對運動時的基本粒子相對於處於靜止時的運動變化周期變長了,也就是在同一宇宙基準時間T內,運動物體相對於靜止時的變化速度變慢了,因此,
運動系統中的時鐘相對於靜止系統中的時鐘變慢了,測得的時間值T′也變小了,T′與T的關係可根據圖4中的三角形關係得到:
時間相對性方程
(1)
因為C即為DF,ν即為EF,代入(1)式並變換式子可得:
(2)
這就是運動物體的時間相對性方程,還可用這種方法,得到運動物體中
暗物質數量的變化即運動物體質量的相對性方程 ,其中 為物體靜止時的質量, 是物體運動時的質量,也由此,我們可以看出:①物體的運動都是建立在暗物質的光速運動之上的,因此,物體的運動速度也不可能會大於光速。②物體的運動是
相對空間而言的,而不是相對另一物體而言的,如果兩個物體在空間裡做線性運動,只要
線速度相同,它們的運動結果都是一樣的。兩個孿生兄弟做高速運動時,只要相對於空間的線速度相同,不管方向相同或相反,他們就會一同延宛變老,當一個相對空間靜止,另一個相對空間做高速運動,不管做直線運動還是
曲線運動,只要達到一個相對空間效大的線速度,運動的一個就會比
相對靜止的一個變老得要慢,這樣,孿生子的問題就不會讓我們頭痛了,
時間悖論也就不再存在。事實就是這樣,
相對性原理就是這么的簡單易懂,看來,當初
愛因斯坦對相對性原理的理解也存在著誤區,以至於在這一百多年裡,會招來那么多人的懷疑、抵制和反對。
哲學家
像赫拉克斯特(
Heraclitus,約公元前530年——前470年),
亞里士多德(前384—前322年),
芝諾伊拉(
Zeno of Elea)等。