为了联系运动学与力学,使得它们处在于一种绝对密切、相互可知的关系之中,牛顿引入了微积分,使得两者得到一致的数学表达。在微积分下,位移对时间的微分便可得到速度,速度跟位移一样,都是矢量,有一定的方向性,这方便在全空间进行讨论。
运动速度的匀速与变速,对建立参考系有着重要影响。由于对称性,物体在匀速下,有着完美的协变,因此对于参考系有更多的选择;而在变速下,将会带来一些方法上的麻烦,因此在讨论变速运动下,是要格外地细致的。
在希格斯机制下,所有的粒子除了规范玻色子外因与希格斯粒子相互作用而获得质量——在此处,质量这个基本属性只不过是粒子在希格斯场中的相互作用而已。所有的物体,可设想是在具有一定黏度的时空中运动。而其速度,就是与时空之间的一种相互作用。如同广义相对论中,物体有沿测地线运动的趋势,而趋势的大小,表现为力,在对时间的积分下,进而表现出了速度。所以在这个黏度下的时空,运动速度将会带来一些奇妙的结果,而不仅仅只是代表物体相对于某一参考系而远离或靠近的快慢一个程度而已。
在经典力学中,我们的认识是,只要物体能在力的作用下对时间进行无限积分,那么就能够得到无限大的速度。然而并不能,因为在狭义相对论中,没有任何速度可以超越光速。从这个重要因子 中,可以得到了光速是宇宙中的极限速度,无法被超越;这是从数学上得到的,但从目前的实际情况中,也没有任何反例(量子纠缠除外,在这里不做讨论)。当不断接近光速时,质量将极度膨胀,以至于想要进一步提高速度,只能用无穷大的力去作用——就同实际流体如液体或气体中的情况相同,时空就像是种粘性流体,速度越大,质量越重,越是寸步难行。
速度是物理世界中许多奥妙的关键所在!特别是在确定光速并不是无限大并且在所有参考系下都是定值之后,这种情况更是显而易见,这不仅在物理实验中得到证明,而且也得到精确的数学方程解释。速度带来空间的变化,也影响到了时间,质量也不再是不变值等等。所以真是惊叹,造物主在设计宇宙的时候,一定是把速度设为最基本的变量,从而影响其它因子;他操纵着速度,进而再驾驭着时空这匹骏马,才能有条不紊地飞奔驰骋。宇宙的大部分密码,就深藏在这运动速度之上!
2016/6/1
网友评论