希望能講淺顯一些,我數學不好


以前高中的時候和題主有過相同的想法,還傻乎乎的去問一位力學教授「大學力學是不是都沒有力啊」。

我當時產生這樣的想法還是因為看了一整本理論力學,發現裡面基本上沒有關於力的公式。現在我是這樣考慮的:

「力」的定義來自牛二 [公式] ,我們知道了一些約束條件,通過受力分析可以知道力,於是可以通過牛二求解加速度 [公式] 。所以很多時候力只是我們求解的一個中間過程。我們知道的條件是一些幾何約束條件,想求的是加速度(運動方程),那除了通過力來算,還有沒有辦法通過其他辦法呢?有的,有兩種和牛二等價的方法。

第一種是拉格朗日力學,寫出一個拉格朗日量 [公式] 為動能-勢能, [公式] 又滿足一個叫拉格朗日方程的東西,於是直接能求出運動方程。

第二種是哈密頓力學,寫出一個哈密頓量 [公式] 為勢能+動能, [公式] 滿足正則方程,可以直接求出運動方程。

上面兩種方法就用另一個量代替了力,用另一個方程代替了牛二,於是我們不需要算力就能解出我們想要的東西。這兩個量都有能量量綱,在量子力學等等的地方能量是比力更基本的,所以有些領域不用力的概念,但並不是說現代物理都不用了,題主這麼說,牛頓他老人家會很傷心的。


不知道題主從哪裡得到的這個結論。

因為從來沒有哪個物理學家說過要廢除力的概念,只有可能因為研究領域不同,所以用不到/有更簡單的物理量和規律可以使用。

例如在量子力學領域,對客體的描述多用波函數進行,而力的使用很不方便,因為波函數是分布在空間中的,因此一般使用空間勢分布函數來表示,力在這裡是勢能函數的梯度;

在相對論領域,力和加速度是關聯在一起的,而加速度的四維矢量的表示、推導和洛倫茲變換都比較複雜,因此大多數情況下都採用四維動量來描述客體狀態,用張量來描述場,力在這裡是動量的導數以及場張量的表現。

這就好比小學先學的加法,但之後出現重複的加法之後就過渡到乘法計算,沒有人會在這些特定的問題面前不使用乘法而使用加法,但並不意味著加法就被廢除了,它依然有著其最本質的意義;同樣對於力而言,它是最直觀的表現相互作用的方法,只是在某些更前沿的領域,由於對物質間相互作用並不太關注,而為了數學上的簡便採用了其他量(比如能量和動量這樣的守恆量)來計算。


你聽說的是錯的。

力在任何領域,不論是經典的牛頓力學,還是量子力學,還是廣義相對論等等,都是非常有用的概念,對物理學家理解物理很重要。如果你聽他們討論物理,即使是量子物理,也會經常聽到:「這個粒子受到這個力對作用這樣運動」,「這個系統在這個力的驅動下被加熱」。

儘管數學的描述為了簡單往往不直接用「力」,但是人們對物理的理解是離不開「力」的概念的。


下面的文字出於這裡

很多人認為牛頓第二定律給給出了力的定義。但牛頓第二定律給出的力的計算式has no independent meaning([4])。 力的定義有一定的任意性, 它也許毫無道理,但並不奇怪(It may be gratuitous, but it is not bizarre[4])。Feynman先生認為上述定義是無用的([3]12.1:The Newtonian statement above, however, seems to be a most precise definition of force, and one that appeals to the mathematician; nevertheless, it is completely useless), 似乎不存在力的精確定義([3]12.1: If you insist upon a precise definition of force, you will never get it!)。

3.費曼物理學講義, http://www.feynmanlectures.caltech.edu/4. Frank Wilczek: Whence the force of F=ma? http://ctpweb.lns.mit.edu/physics_today/phystoday/%20Whence_cshock.pdf

可以參考。


怕是題主想說統一場論整合所有力的概念。。。。。

然而那只是統一了力的來源,而且是純粹的理論物理學。我等工科絕對離不開力的作用


用場來表述,矢勢場和標勢場


力一開始就只是一種對客觀物理現象的簡單描述,表示物體之間的相互作用。現代物理學中只是對現實世界進行更加細緻的分類,說明物體之間相互作用差別


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