于是,不少小场景就拼成了一个大场景,问题也就更加复杂了。这就像《猫和老鼠》里经常出现的一个机关触发另一个机关的场景,不停的运动。
架势看上去很吓人,但只要把每一个过程都分析清楚了,串起来的总过程也不会很难。
好,到这里,关于牛顿第二定律F=ma,关于力怎样让物体运动的分析,就先告一段落。
从这类观点看世界,力处在最核心的地位。理论上来讲,只要我们知道物体此刻的状态,知道它受到的力,我们就能根据F=ma算出物体后面任意时刻的状态(速度、位移都不在话下)。
牛顿也是根据这个,将“上帝”逐出了太阳系。决定物体怎样运动的,不是所谓的“上帝”的意志,而是它受到的力。
因此,这类以“力”为核心观念的理论被称为牛顿力学也是非常贴切的。
接下来,我们换一种眼光看世界。
21
另一种角度
从牛顿力学的观点来看,只要我们知道了物体的初始状态和受力状况,就知道了物体的一切。可是,理想很丰满,现实却很骨感, 许多问题理论上能够测算,实际操作起来却复杂无比。
你想啊,牛顿力学的核心思想是物体下一刻的状态由上一刻的状态以及受力状况决定。这么,我们分析第二个状态,就要依赖上一个状态,而上一个状态又依赖于上上一个状态。
这就像多米诺骨牌,我们必须对物体运动过程中的每个状态都了如指掌才能给出最终的答案。
可是, 许多时候我们并不关心物体运动的中间过程是什么样,我们只关心最后的结果。
又或者,我们完全没有能力(受限于观测水平、测算能力等)把中间过程根本搞清楚,但我们很期望知道最后的结果是啥样的。
比如,你经营一家超市时,很可能不是很关心每个月都有谁买了什么具体的东西。可是,你一定关心这个月总共卖了多少钱,进货花了多少钱,房租人力成本又花了多少钱。
因为你知道,对于你来讲:钱既不会凭空产生,也不会凭空消失(你没有能力印钱,也不会发疯去撕钱),它只会从一个地方流入到另一个地方(从买家手里流入你的手里,从你的手里流入上游供货商手里),可是总量维持不变。
好,目前我们发现了一条关于金钱流通的定律,我们姑且称之为“金钱守恒定律”。
有了金钱守恒定律,我们就不用知道每天每笔账的具体细节,只要知道了总收入和总支出,就能知道这个月赚了多少钱。
同理,大自然在不停地变动,物理世界也在不停地运动。那样,在这类运动和变动之中,有没有什么东西就像钱一样,也是变来变去但总量不变的呢?
比如,一个运动小球撞击一个静止的小球,撞击前仅有一个小球在运动,撞击后两个小球都在运动,可是原来小球的速度却变慢了。
想想这个过程,似乎是原来的小球拥有一部分“运动”,撞击以后它把一部分的“运动”分给了另一个小球,然后自己拥有的“运动”就变少了。再多撞几次,它的“运动”就越来越少,于是它就慢慢减速,直到最后停了下来。
发现没有,小球失去“运动”的过程,跟我们失去金钱的过程非常类似。
我手上有一笔钱,给这个分一点那个分一点,然后我的钱就越来越少,最后没钱了。小球有一笔“运动”,它给这个分一点,那个分一点,最后“运动”分完了它就不动了。
金钱和“运动”如此类似,既然有“金钱守恒定律”,那会不会也有什么跟运动相关的守恒定律呢?
提到守恒就要比大小,几个量加起来等于另外几个量才叫守恒。
那问题的重要就是:金钱我知道怎样衡量它的大小(立即用人民币的面额就行),那运动我用什么去衡量它的大小呢?
22 运动的能力
一个小球以肯定的速度运动,那它具有的“运动的能力”是多大呢?分给另外的小球以后,它们拿走了多少,我自己又还剩下多少?很显然,那些账必须算清楚,否则没法玩。