慣性定律的推導? 被公認為繼愛因斯坦之後最睿智的美籍猶太裔理論物理學家——理查德·菲利普斯·費曼（Richard Phillips Feynman，1918年5月11日—1988年2月15日），在談到探索研究有關物體自然存在狀态的“慣性”物理機制這一古老問題時指出:“沒有人找到為什麼物體會按慣性而行的原因，我們不知道慣性定律的來源”【1】 對自然物體存在狀态的探究是一門古老的學問，古今中外有史以來，這門學問涉及有關物體自然存在狀态作慣性運動機理問題的探究一直是困擾着許多物理學家的惱人問題，成為一個懸而未決的物理力學之謎随着現當代人們對有關慣性物理機制問題的深入探讨，形成一些基本的結論性的觀點将會颠覆和改變以往人們在有關物體慣性運動機理問題上的認知形态，今天小編就來聊一聊關于慣性定律的推導?接下來我們就一起去研究一下吧!

慣性定律的推導

被公認為繼愛因斯坦之後最睿智的美籍猶太裔理論物理學家——理查德·菲利普斯·費曼（Richard Phillips Feynman，1918年5月11日—1988年2月15日），在談到探索研究有關物體自然存在狀态的“慣性”物理機制這一古老問題時指出:“沒有人找到為什麼物體會按慣性而行的原因，我們不知道慣性定律的來源”【1】。 對自然物體存在狀态的探究是一門古老的學問，古今中外有史以來，這門學問涉及有關物體自然存在狀态作慣性運動機理問題的探究一直是困擾着許多物理學家的惱人問題，成為一個懸而未決的物理力學之謎。随着現當代人們對有關慣性物理機制問題的深入探讨，形成一些基本的結論性的觀點将會颠覆和改變以往人們在有關物體慣性運動機理問題上的認知形态。

在西方科學話語主導的物理探索世界裡，西諺有言:“對運動無知，也就是對自然無知”之說。的确，在科學發展曆史上，對自然物體“運動”這一根本性問題的探讨，是曆來自然哲學和物理學家們探讨的主題，他們對此問題的研究雖持有不同的見解與看法，但都無一公認滿意的定論，換句話說都不是從解決實際問題出發而針對這一問題展開深入的探究。萬物的存在狀态以“靜止”或“運動”為其自身固有的根本特性。在探究物質體系（物體）存在狀态這個根本問題上，自古以來無數專家學人付出艱辛的努力，作出了不朽的貢獻。16世紀以前，亞裡士多德的運動理論居統治地位。按照他的運動理論觀點認為:“運動物體必需要有推動者 ，即有施力者，力一旦去除，物體就停止運動” 、“越重的物體下落的速度越快，趨向自然位置的傾向性就越大”。後人把亞裡士多德的運動觀概括為“力是維持物體運動狀态的原因”。到了伽利略時代，伽利略通過“理想斜面實驗”和科學推論除了得出物體空間（運動距離）跟時間平方成正比關系以及自由落體加速度定律的結論之外，他還提出具有曆史性進步意義的被後人普遍認為“力不是維持物體運動狀态的原因”的觀點，從而否定了亞裡士多德關于“運動要靠力來維持”的言論。法國科學家笛卡爾于1644年在他的《哲學原理》一書中繼承發展了伽利略的觀點，進一步補充和完善認為:“如果運動中的物體沒有受到原來的力以及更多外力的作用，它将繼續以同一速度沿同一直線運動，既不停下來，也不偏離原來的方向”【2】。1687年，牛頓在總結伽利略、笛卡爾等人有關物體自然存在狀态研究的基礎上，把慣性作為物體本身固有的特性正式提出了自己的觀點:“任何物體都要保持勻速直線運動或靜止狀态，直到外力迫使它改變運動狀态為止”【3】。這就為後人形成并建立了一種根深蒂固的觀點導向認為“力不是維持物體運動狀态的原因，而是改變物體運動狀态的原因”。

針對圍繞分析解決牛頓所遺留下來的問題——即“力究竟是維持物體運動狀态的原因，還是改變物體運動狀态的原因”，我們通過作了進一步的探究。我們認為，實際上現如今人們對牛頓力學關于“力究竟是維持物體運動狀态的原因，還是改變物體運動狀态的原因”所持有的各種見解和讨論從本質上來說是就物體這種慣性自然存在狀态物理機制問題所作的探讨。在批判、繼承和發展完善了從公元前4世紀亞裡士多德至16、17世紀伽利略、笛卡爾和牛頓等人關于自然物體存在狀态及其運動現象研究理論的基礎上；在綜合分析、梳理和科學總結曆代物理學人有關物體慣性問題研讨的基礎上，選擇最宜于人們普遍接受的水輪實驗和伽利略斜面實驗進行類比分析研究，得出了以下三個基本結論： 1、慣性是表征物體自然存在狀态的天生本性，這種天生本性表現在自然力對立統一矛盾的相互作用是産生、維持和改變物體運動狀态的根本原因； 2、自然力對立統一矛盾的作用點位置是決定物體本身固有慣性性狀（靜止或運動）及其内在物理機制的根源； 3、自然力對立統一矛盾的作用點位置在物體運動狀态發生改變過程中始終起着決定性的作用因素。通過對慣性物理機制的探究，我們認為自然力對立統一矛盾相互作用不但是産生、維持和改變物體運動狀态的根本原因，而且相互作用力的作用點位置在物體運動狀态發生改變的過程中始終起着決定性的作用因素【4】，回答了現當代理論物理學家費曼之問“沒有人找到為什麼物體會按慣性而行的原因。我們不知道慣性定律的來源”。

與此同時，我們通過對伽利略斜面實驗及其有關慣性物理機制的研判和探讨，我們以為在現如今形成的主流觀點上俨然笃信經典牛頓力學所主張和固執的“力不是維持物體運動狀态的原因，而是改變物體運動狀态的原因”的力學思想觀，這隻是一種籠統的說法或稱之為一種表象的淺意識，并非合乎理性的科學思想系統觀念，而是喪失具體分析問題能力的一種表現和不務實的心态，缺乏嚴謹、科學研判，可信度低難以服衆。

通過對慣性物理機制問題的進一步深究，結束了古今中外有史以來人們在有關物體慣性運動問題上的争論，根據建立在伽利略斜面實驗和水輪實驗進行類比分析論證獲得有關物體慣性其内在物理機制認識的基礎上，從對經典牛頓力學三大運動定律之間的相互關系和牛頓晚年所遇到的力學困惑問題進行剖析，尤其是由牛頓第三運動定律對于描述、诠釋和闡明物體是如何從靜止到發生運動狀态的動力機制、規律和原理所引發的責難悖論進行深入探讨，進而推導發現了有關牛頓力學的第四條運動定律，即“永動力學定律”【5】。這條定律深刻揭示了自然界一切物體産生運動的内在根源，是作為構成自然物體運動的兩個具有對立統一關系的作用力和反作用力相互矛盾造成的結果。我們不但揭示了一切物體以靜止或運動（無論是微觀、宏觀和宇觀的何種形态的運動）本身固有慣性自然存在狀态的物理機制，而且能夠從科學的意義上闡明處理解決并掌控怎樣使物體處于何種自然存在（靜止或永恒運動）狀态，尤其是從技術的層面上如何借助自然力對立統一矛盾的相互作用獲取無窮動能來解決當下人類面臨日漸枯竭的化石能源危機問題，以及未來星際長途旅行飛行器發動機的研制提供了全新的思路和方法。從物理學史上看，這是最具有重要裡程碑意義的科學新發現。

參考文獻:

【1]】鄧人忠，《物理學基本概念探讨》[M]，氣象出版社，2010：111

【2】] 伏爾泰，哲學詞典[M] 北京：北京出版社，2008年

【3】艾薩克·牛頓著，王克迪，譯，自然哲學的數學原理[M]，西安：陝西人民出版社，2011:101-103

【4】2020年10月10日，黔中愚者，撰文，《關于伽利略斜面實驗及其慣性物理機制的研判》

【5】2020年10月10日，黔中愚者，撰文，《永動力學邏輯推導及現當代意義——就“上帝第一推動力”問題的探讨》

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