牛顿定律的“bug”

牛顿这位科学家，几乎到了人尽皆知的程度。早在童年时期，我似乎就听过他的事迹，尤其令人难以忘怀的是一位诗人对他的赞誉。

自然界及其法则，深藏于幽暗之中。某个存在宣告：牛顿降生吧，从此万物豁然开朗

这首诗确实属于歌颂性质的，不过依我之见，这种说法并非言过其实，要知道，牛顿的主要成就便是那三大定律和万有引力定律，倘若对这位科学家有所涉猎便会明白。这么几个概念何以能颠覆人们对自然的理解kaiyun.ccm，或许在往后会逐步为大家阐释清楚，若是有意了解，不妨关注一下。

牛顿第一定律，也叫惯性定律。

任何物体若不受外力作用，或所受力相互抵消，就会持续保持匀速直线运动，或者维持静止，直到有外力作用使其状态发生改变。

笛卡尔说：

物体一旦启动，就会保持当前速率，并沿着固定路线行进，除非遭遇外力干扰导致停顿或方向改变。

伽利略说：

一个物体一旦开始运动，只要不受外力作用改变其快慢，就会持续以当前状态前进，不会自行变慢或加速

各位不妨稍作停顿，仔细体会这几段文字的细微差别。尽管其中心观点大体相同，但在那个时代，人们对物理学的诸多认知尚不成熟，也缺乏一个统一的认知框架。不过，我并非要在此处深究这些，我真正关切的是，当今的人们应当怎样更透彻地领悟牛顿定律。

简单而言，针对某个物体，只要不受外界影响，或者说不去招惹它，那么它就会保持静止，或者继续以既有的状态运动，这种状态确实十分理想化，既简单明了，又容易理解。然而，当我们将其应用于对周围环境的观察，或者大脑对自然的想象时，情况就完全不同了。

先说静止的部分：

不动的事物尚且容易理解，只要不去触动它，它通常不会改变状态。这也是我们之所以对魔术产生兴趣的原因，或者说，我们对反常现象的着迷，反映出我们内心深处对自然规律的一种认知。例如，我们普遍认为地球会吸引所有物体回归地面，这已是常识，因此，那些悬浮在空中的物体就会显得格外引人注目。这种现象恰恰与我们的常规经验相悖。依照这项法则的阐述，可知往下这种趋势实为地球施加了阻碍作用。

物体处于静止状态时，往往维持原状。这样的说法看似显而易见。从另一个角度讲，要使静止的物体开始活动，就必须给予外力作用，这个观点也是亚里士多德所阐述的。同时，这也与我们日常的观察结果相吻合。然而，当我们深入探究自然规律时，却不能采用这种思维方式。这一点暂且存疑，后续内容将对此进行详细说明。

那么再说运动的部分

这里要介绍伽利略的斜面实验

在轨道一侧放置一枚钢珠，倘若不计摩擦干扰，当钢珠从左侧滑落，继而向右侧斜面攀爬时，它会抵达与起始位置相等的水平；倘若将右侧轨道的倾斜度调小，钢珠依然能升回初始高度kaiyun官方网站登录入口，不过行进轨迹会比先前更曲折；设想右侧轨道变为平面，钢珠企图返回原处，却终究无法企及，它将持续不断运动。

实验后半部分将予以说明，平面运动的小球若不受外力作用，会持续前行，运动状态不会改变。反之，一旦遭遇阻碍，例如摩擦力，运动将逐渐减缓直至停止。

此刻置身现实，周遭情形或许截然不同，若要促使事物活动，就必须施加外力，譬如骑自行车，需要奋力踩踏，单车才会前行，必须施加作用力，物体才能维持运动状态，这种描述与实际体验相悖。

当前先不考虑速度变化的情况。从过往观察来看，固定不动的物体无需外力就能保持静止状态，而正在运动的物体却需要持续施加力量才能维持其运动。假如这种观点是正确的，那么这表明物体在不同状态下所展现出的性质存在差异。它们并不拥有相同的属性。这似乎也符合我们日常的体验积累。世间存在诸多不可思议的现象，同样也能被视为源于创造者的非凡作为，然而这种观念对于深入探究事物并无益处，究竟为何呢？究其原因在于，这种推理方式可能导致一个极端情况，即任何无法被理解或缺乏逻辑一致性的事物，都可以用这种方式进行说明kaiyun全站网页版登录，它们被赋予了某种超乎寻常且独一无二的属性，那么，如果我们渴望真正了解周遭的世界，就必须逐一分析每个个体，因为它们各自拥有不同的本质特征。

依照牛顿原理来分析,物体保持静止或运动状态无需外力维持,仅在状态转换时才需作用力,又将这一观点延伸至微小物体,推断其普遍适用于各类物体,即不同情境下物体表现均相同,且所有物体固有属性无差异。

从之前的分析来看，牛顿定律虽然可能与我们的日常感受有些出入，但依照它来认识世界会变得清晰，它阐明，在不受外力作用时物体如何运动。假如观察到物体运动既非静止也非匀速，那么研究重点就应当放在探究其运动原因，以及是什么因素导致了这种变化，而不是寻求超乎寻常的解释。

以骑自行车为例，根据经验，需要运用不同的力度，或缓或急，想要研发出更加省力的自行车也是能够实现的。不过这需要逐步进行试验。然而对于牛顿而言，过程就简单多了，他明白施加的力只是因素之一，只要思考如何降低摩擦力就可以了，这样就可以单独进行探讨，然后再整合起来。处理自行车都行，但思考方法不同，哪种更优，可以说各有看法。

此处另设一项无需奖金的趣味问答，关于先前演示的小球实验，在现实环境中进行实验小球运动必然会有停止的时刻，如果，小球的直径为1厘米，那么探讨的问题是运动多长的距离可以被视为永恒的运动状态，{否则这个定律将无法得到验证}

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