【誰準你這樣算的?】別被牛頓嚇倒了(一)

文/Mt.Q |2019.11.15
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文/Mt.Q

牛頓留給我們的並不是教條式的理論,而是一個藉由觀察、歸納來探索自然界的精神,本篇則將利用運動學這歷史悠久的肩膀,試圖窺探這位巨人當時所看到的景象。

從上篇討論中可知道,只要當我們從物體位置隨時間變化的紀錄中,確定物體是處於等速度或等加速度哪種「運動形式」,再加上物體的初始資訊(位置、速度或加速度)後,便總是可以追蹤它的變化。

而牛頓的工作則是將「運動形式」與「力」這個哲學概念做結合,分別定義出有力及沒有力(第一定律)作用的情況,讓力以數值的樣態呈現在人類面前,這不僅符合伽利略的慣性原理,也與我們在生活中對力作用在物體上應該使之加速、減速的認知一致。

但也是牛頓的關係,讓我們對自然界更加困惑,最常見的例子是,當我們在一輛煞車中的車子時,可以觀察到身體會往前傾(運動狀態變化),根據第二定律我們說有一個不知名的力在推自己;但是同樣的事件,在車外相對靜止的人卻會說是剎車的力還沒傳達到我們,並根據第一定律我們因為慣性(比當下車速快)而往前傾。

以上的差異來自於,人們總是選擇「自己是靜止」的座標系統來觀看事件,但其實還是能透過是否需要假想力,便可確認自己所在座標系統的狀態。可是我們怎麼知道哪個力是假想力,哪個不是呢?或者更直接地問:「假設重力是假想力,那該如何描述造成它的座標系呢?」。(待續)

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