属性、质量、最小作用量原理、三大守恒定律的统一

400 2022-03-22 11:14

又到了老村长讲物理,呃,讲故事的时间。今天我们就讲一个词,属性。但是可能会涉及到一些高等数学、大学物理的概念。只是概念,不推导不解释。因为启发性的故事永远都是让他看神奇的现象和简单到拿去用就相信的理论。
在我小时候记得是在亚运村参加了一个电脑展。我妈以为我会操作电脑。但是我那时候也不懂。只知道鼠标两个键,左键是选择,右键是选项。左边是一个确认,右边是很多功能。然后点开了桌面的电脑。关闭,然后换用右键。然后看到了一个其他我都看得懂,但是唯一压轴的我不懂的单词:属性。似乎这个选项里面藏着一切我不知道但是电脑里最重要最神奇的核心。
后来带着这个疑问我将所有学过的知识慢慢的解释这个单词。一晃就是十几年。总觉得那个词也许就是翻译不行。没有找到一个中国的单词可以内涵一个外语单词的么?
再之后我成为了一个工程师,设计语言中用的最多的就是面向对象语言。理念中解构世界、架构事件最重要的思想就是面向对象。而抽象一个对象的第一步就是封装。将对象描述成属性和方法。碰到了熟悉的单词:属性。用计算机的思维,属性就是数据、方法就是变化。没问题,程序不就是算法加数据结构么。但是拿来教人的时候。发现这么说给没有专业知识的人。是无法理解的。因为变化也有不变的时候。比如物体静止,我们说它不变,当物体动起来,那么就是变化了。但是物体做匀速直线运动的时候。我们说它的运动状态没有变化,直到我们用位置与时间的二次导数得到了加速度。牛顿力学三大定律中的牛二就指出了力的作用效果。一种看不见摸不着的东西影响了物体,使它在惯性系下的运动发生了变化。然而,为我们又可以说我的力度不变。于是加速的状态也变成了不变。比如旋转。力道不变但是方向角速度匀速。这形成了现实世界完美稳定展现着的不变。这稳定让你不知道你该把力归为属性还是方法。当你说它不变的时候。可以表述为约束力不做功。力学系统所受理想约束力的总虚功为零。用倒置的思维看问题你会发现历史的必然。在闵氏时空度规的洛伦兹号差会解释Hamilton最小作用量原理和Galileo相对性原理,封闭质点系的拉格朗日函数直接无视力这个中间变量。只看现象就能证明拉格朗日方程从列出到解出都不涉及力了呢!完了,最后把要研究的东西整没了。再从头说吧。首先我们看到的物体。然后物体运动了。我们看到了变化。然后我们对这些变化,都可以要求它变化的度可以不变化。也就是固定它的变化让变化不变。然后层层递推。掌握了很多知识。而这些知识就像是周星驰功夫中的唐诗三百首。苏乞儿的降龙十八掌。只要你打碎了从后向前看。你就能理解泰勒展开式来重新认识微积分的线性主部。你就能用最小作用量原理来统一三大守恒定律:能量、动量、角动量。这时候你再回想当初学物理时的困惑。你才知道不到大学毕业、不到你去自学欧拉-拉格朗日方程。不到你去学相对论的光速不变的量子场论解释。你永远也理解不了初中物理老师给你解释不清的两个问题:什么是电子、什么是质量。电子的故事我之前讲过了。如果是一般学生。听不懂也就不问了。我那时候初中、高中都是物理第一。我坚信如果我不懂。在座的各位就没一个懂的。所以我的问题就代表老师不懂。没错。现在看来老师也许是不懂,也许是无法跟我解释。只能告诉我求你了老先生,你记住、背过考试的时候就没人说你不懂了。现在我懂了。我也知道谁懂谁不懂。那些不懂也无所谓的人确实也不耽误他们继续学后面的知识。但是从此以后他们学的所有的知识可能就都会不求甚解了。那么现在我解释我才懂了的另一个初中物理知识:质量。初中我第二大的困惑就是为什么惯性只和质量相关。如何引入质量的概念?我们需要一个被认为是与物体本身无关的势场(例如 Hooke 场 ,也就是弹簧)通过实验,我们发现同样的物体,我们拿一份在弹簧中和拿两份在弹簧中做实验。结论是:在相同的力的作用下,加速度与某个可加的属性成正比。人类的应对措施为牛二:F=ma。力来了,质量也来了。而唯一我们观察到的只有加速度。实际上质量成了物体在运动上的唯一的神奇的属性。太tmd烧脑了。几年之后我会不会忘了我今天怎么写的这篇文章。

 

由上可知,当我们要把力也化作属性的时候。那么它的状态也就固定了。那么他在一定的过程中就是固化的属性了。也就不会变化了。

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