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动静总相宜,匆匆数千年:引子

来自薄克   
分类:动静总相宜,匆匆数千年
  
2017-03-19 23:53:46

关于运动和静止, 故事越千年。

动静相宜,世界才如此生动。一行白鹭上青天,白鹭是动,青天是静;树叶随风飘落,叶是动,树是静;夜空偶见流星雨,流星是动,夜空是静;大江东去,江水是动,江岸是静;俊马奔驰草原上,俊马是动,草原是静。。。

动静相依,无时不在,无处不在,难免让人好奇。所以研究运动和静止,了解它们,利用它们,贯穿了几千年的文明史。简单说来,对运动和静止的认识,大约有三个阶段:古希腊自然哲学时代、经典物理时代、近代物理时代。

在古希腊时代,科学只是自然哲学的分枝。古希腊人从日常生活的常识中,总结出许多规律,再通过精致的哲学思辨,建立了系统的运动理论。他们已经清楚的认识到,运动是物体在空间中的运动,确切地说,就是物体在空间中的位置随时间变化。那时主流的看法是,地球是绝对静止不动的宇宙中心,所以静止是可以绝对的。这样一来,宇宙万物体动与不动,都可以用地球来衡量。对于不知道地球也在运动的古人,这种感觉相当真实。

经典物理时代的运动理论,是对日常生活“常识”的颠覆。“日心说”让地球动了起来,绝对静止的概念模糊了,于是相对运动不期而至。同时,人类开始用大自然的语言——数学,来讲述运动的故事。一组组公式,表达出运动的确定性:运动的物体,在每个时刻都有确定的运动轨迹,也就是确定的位置和速度。除此之外,经典物理相信绝对空间和绝对时间。

当数学更抽象、想象力更神奇时,就到了近代物理时代。狭义相对论首先在宏观世界里,彻底颠覆了绝对空间和绝对时间。当物体运动速度接近每秒三十万公里的光速时,就会有所谓空间收缩和时间膨胀效应。紧接着,量子力学又在微观世界里,彻底颠覆了运动的确定性。微观粒子电子如此之小,直径不及10-18米。和宏观世界的物体运动不同,电子运动时并无确定的运动轨道,只有种种可能性:在每个时刻,可能的位置范围,可能的速度范围,此所谓微观粒子测不准关系。

运动和静止那些事儿,看似简单,可是深入进去才发现,要准确理解其实蛮难。不过没有关系,不妨走近古往今来的博学大家们,看他们观察、想象、假设、推理;看他们超越常识、超越感觉;看他们讲述、颠覆、重述;然后让想像力飞一会儿,也许一切就豁然开朗了。

就从脚下的地球开始吧,因为我们熟悉的运动和静止现象,大多和它有关。

下一章:天之涯,地之角

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