題主你好。科裏奧利力是慣性力,洛倫茲力不是慣性力。前者是因為選擇非慣性系作為參考系而導致的,後者則沒有這個要求。此外,洛倫茲力必須要有電荷存在,而科裏奧利力不需要這個要求。

具體來說,兩種力涉及的物理圖像不同。科裏奧利力很普遍:地球自轉能導致科裏奧利力,而小孩兒玩的轉盤也能導致科裏奧利力。只有要轉動,就可以出現科裏奧利力。但是洛倫茲力不同,洛倫茲力必須是有運動電荷、有磁場的情況下,纔可能出現。另外,磁場和電場存在相對論協變,可以證明洛倫茲力需要改寫為下面的形式才能保持它是相對論協變的:

F=q(E+v×B)

這個式子和科裏奧利力就完全不同了,它不再是垂直於速度的。

而科裏奧利力本質是一種慣性力,它的來由是因為選擇了轉動參考系而出現的。如果要對應到相對論,需要引入一大堆的東西,比如費米-沃克導子,比如角動量的微分形式以及對偶形式等。科裏奧利力的相對論描述存在許多有趣的地方,但是要注意一點,閔可夫斯基時空裏的轉動物體,歸根結底還是狹義相對論問題。可以證明,轉動參考系下的時空度規對應的黎曼曲率張量嚴格為0!!但是,考慮含有引力情形,那麼就複雜了。比如說,Kerr-Newman時空,由於轉動的存在,而導致了一些比較奇妙的事情。由此可見,科裏奧利力不是那麼簡單地可以和洛倫茲力聯繫起來。

題主的想法很好,但是不要學形式主義那套,要把握內容和形式的統一。比如說,牛頓萬有引力和電磁力都是平方反比。我們能說這種力有聯繫嗎?不能。這是因為到了廣義相對論那裡,萬有引力要出現負三次方項的修正,這就沒有可比性了。再比如說,早期電磁理論曾提出了磁荷模型,用磁荷來激發磁場,也得了一些很不錯的結論——比如從磁場力的平方反比出發,可以得出和用畢奧-薩伐爾公式幾乎一致的結論(有一些區域裏的磁場解不一致)。但是這麼多年的物理實踐都沒找到磁荷,因此這種類比就沒有意義。我們不能因為形式一致,而認為內容是相關聯的甚至是一致的。物理學存在一類反例,那就是內容一致,但形式不同。比如麥克斯韋方程可以用協變勢來寫,寫出來的方程簡單;也可以協變場強來寫,結果就是方程複雜。它們在內容一致,但是形式不同。


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