一、力的本质
(一)、西学对力的认识
力学是关于力的学问,是西学的重要组成部分,是西学的基础和源泉。力学知识由力学(基础力学)、应用力学、固体力学、流体力学、气体动力学、爆炸力学、工程力学、量子力学、动力学等学科组成。
力是西学的最基本的概念之一。那么什么是力呢?我们对力果真很了解了吗?事实上并不是这样,我们对力了解得还相当的不够。西学只是了解了力的现象、特征、规律、应用,但是对力的本质、起源和生产认识不够。
西学对力的认识是从力现象开始的。例如我们在推拉、提压、举吊、打撞、运动站立的时候,都会感觉到有力产生,都需要力才能够完成。因为力是看不见的,也是不能够直接感觉到的,所以当牛顿提出力的概念的时候遭到了强烈的反对,甚至百多年后的1865年,圣维南还质疑说:“力仅仅是一些用于简化计算的辅助概念”,皮尔逊(1857~1936)也批判说:“力无非是把我们对运动解释的无知掩饰起来的名词”。
西学根据力的现象对力的认识是:
1、力是一个物体对另外一个物体的作用。力不能离开物质而单独存在。
2、力是使物体产生形变(体积和形状发生变化),或使物体的运动状态发生变化的原因。
3、力是使物体获得加速度的原因。任何使物体获得加速度的别的物体的作用都叫做力。
4、力是矢量,有大小、方向和作用点三个要素,叫做力的三要素。力可以用线段来表示,叫做力的图示法。力可以用测力计测量,单位是kg、牛顿(牛、N)等。力还可以用压强的形式表示:压强=压力/受力面积,是单位面积上所受到的力。
5、我们认识到的自然界最基本的相互作用力有四种:万有引力(作用距离无限远,属于长程力)、电磁力(几乎是所有宏观力的缔造者)、强作用力(简称强力,是短程力,作用半径≤10-12厘米)和弱作用力(简称弱力,是短程力。强力和弱力都是量子作用力)。它们分别引起引力相互作用、电磁相互作用、强相互作用和弱相互作用。它们的作用强度之比是:强力∶电磁力∶弱力∶引力=1039∶1037∶1025∶1。这四种力所引起的相互作用不需要物体相互接触。使质子结合成为原子核的力叫做强力。强力的作用范围只有约10-15m,就是原子核的大小。弱力是造成放射线现象的作用力,作用范围和强力一样,作用强度只有强力的10-12倍。强力是量子的吸引力,弱力是量子的排斥力。电磁力是一切接触力的根源。接触力有弹力和摩擦力两类。拉力、压力、推力、支承力等属于弹力。
力能够统一吗?统一场论进行了各种努力,没有统一成功。爱因斯坦进行过引力和电磁力的统一的研究,没有成功。1976年,温伯格和萨拉姆提出了弱作用和电磁作用统一的弱电统一场论,提出在1015K下,这两种力表现为一种力,只有一个耦合系数,由相同的玻色子传递力的作用。1983年欧洲联合核子中心果然就发现了弱电统一的传播子。其后大统一理论出台了,想把强作用力、弱作用力和电磁作用力统一起来,预言其统一温度为1027度。但是统统都以失败告终。
(二)、炁学揭迷解惑
西学从力的现象认识了力,易学从气的现象认识了力,炁学从力的本质认识了力,即从炁体角度认识了力。易学的力学知识请看“炁流学”的介绍。
原子核内是没有其他量子存在的,就是没有质子、中子和其他量子存在。因此强力和弱力是不存在的,只有量子分裂的力和抵抗量子分裂的力存在,就如同把水滴分开成为小水滴所存在的水的收缩力和分离力。量子作用是电磁双重作用,是电场和磁场都同时发生作用,而且电作用比磁作用距离远得多。一切炁粒间的作用力都是源于电磁力,从量子作用、原子作用、分子作用到物体作用都主要是由于电磁场作用。
力可以分为炁粒力和炁流力两大类。
炁粒力是炁粒之间的作用力,是炁粒相互作用形成的力,是通过炁粒直接接触产生的力。炁粒力有量子作用力、原子作用力、分子作用力、物体作用力、固体作用力、液体作用力、气体作用力等,例如浮力、弹力、摩擦力。
炁流力是炁粒通过炁流相互作用形成的力,是炁流对炁粒的作用力,是炁粒的间接作用力,炁粒之间没有直接的接触。炁流力有场炁流作用力——电力、磁力、重力、引力(吸引力,万有引力)、斥力(排斥力、推斥力),波炁流作用力——声压、波压,热炁流作用力——热力,光炁流作用力——光压,射线炁流作用力——射线冲击力共五类炁流作用力。例如电荷之间的作用是通过电场炁流进行的,一个电荷不能够对一个非电荷炁粒产生作用。
从本质而言,力的本质是炁流作用,是炁流力。炁粒作用本质上也是同炁流作用有关的。炁流力是靠炁流作用产生的力,炁粒力实际上也是靠炁流作用产生的。我们知道,物体是由量子和炁子构成的,量子只占物体体积比的亿万分之一以内,其余的都是炁子。炁子也是炁流(电磁场对冲炁流)。因此,炁粒力不是靠量子(核子和电子)碰撞产生的,而是炁子作用的结果。炁子形成了一道炁流屏幕,就像空气流动形成的气幕一样。弹力是炁子效应,不是微炁粒(量子、原子、分子)效应。微炁粒的结合力由炁子反映,炁子则影响和决定了物体的弹性。炁子反映了炁粒之间的引力和斥力的作用关系。
图4.48力的本质