关于天体力学的一个大胆而不敬的推测

wayne

关于天体运动, 我觉得真正有实质贡献的人是开普勒,而不是牛顿.原因在于 开普勒三大定律是基于大量的数据总结发现出来的,是属于古代版本的大数据挖掘的工作, 是渐次的从几何学的角度解释了天体运动的几何规律, 而牛顿在此基础上引入了神秘的力学属性, 只是在此基础上加入了神秘学的解释.他假设万物之间都有神秘的吸引力,而且万有引力是所有天体运动的唯一根本原因.

牛顿想解释天体运动的成因的动机固然是不错的,但实际上是多此一举,从后人的角度是可以解决牛顿当时的困惑的:
1)几何学是一种现象, 是不需要 力学来参与成因解释的.  
只要几何的约束是成立的,那么我们就能得到变化规律. 就是说,只要物体是椭圆/二次曲线的运动轨迹,就势必得到关于时间的二次导数是平方反比定律.
2) 牛顿研究天体运动规律的方法论是不靠谱的.
我在地球上, 也是完全可以模仿造物主的万有引力的.
我用3D打印技术,用电钻锤子 随便建立一个椭圆轨道,然后 用电机驱动 一个带有单片机板子的物体在 椭圆轨道上运动, 那么,无知的我们, 要解释该物体之所以有这种椭圆运动的运动成因,总不能 说他受到了一个来自于 轨道焦点处的 某个神秘的 引力的作用吧,更可怕的是你还敢 推而广之,说万事万物都有引力,还把引力的计算公式都给出来了,后面你自己感觉都不好意思,量纲有问题,但你不甘心放弃这种创新,继续在这条道走到黑,干脆就再加一个超级夸张的引力常数来调和一下,这个显然是 荒谬的,  而牛顿加入了万有引力工作,其本质就是这样的.而无数个后人, 包括爱因斯坦,依然还把万物之间都有引力作用, 并且引力大小是有万有引力公式的 视作为 真理, 甚至于 还发展了 引力场,引力波 这种概念, 我不能理解,  甚至还有无数高智商的先辈们 苦哈哈的 想把万有引力 纳入到四大基本力的大一统里,  我只想说  皮之不存毛将安附焉,这么浅显的道理难道没人知道吗....

大家怎么看

uk702

个人以为，牛顿是真牛叉，建立了古典物理学。牛顿比开普勒多就多在多了一层理论抽象，使得 xxx 由经验&实验变成了一门学科（科学不科学不知道，但学科是错不了的）。
搞理论抽象才是太难太难的，中国几千年来，数学还停留在三字经、口诀的水平。

aimisiyou

你这是站在上帝视角看问题，人是四维空间生物（算上不可回溯的时间）。就像平面上的圆锥曲线（似乎毫无关系），拿到空间中（平面切割对顶圆锥面的结果）就很好的统一起来。所在维度不一样，看问题的结果就不一样。相对正确与绝对正确的问题。在目前维度空间做到“拟合”统一，且适用范围还比较大，可看做一种很实用的算法。可能在高维度空间，这些各种力就能统一起来。

kastin

牛顿的《自然哲学之数学原理》就是用几何方法来研究的。里面关于月球对地球潮汐的影响也是用几何方法研究的。
另一方面，引力常数好比弹簧刚度系数，是为匹配量纲不一致而产生的系数，是测量出来的，但可以反复检验。至于本质是否真的就是引力，实际上不重要，因为只要能等效就行。于是爱因斯坦考虑了惯性系之间的等效和非惯性系的之间的等效，提出《相对论》。

lsr314

实验物理不可避免地带有误差属性，只知其然不知其所以然，且难以用来预测。牛顿的厉害之处就是给出了一个理论的解释，即只要万有引力公式是正确的，那么一个星球围绕另一个星球的运动轨迹必然是二次曲线（先不考虑其他天体对这二者的影响）。并且给出了很多基于此的预测。虽然这个定律也存在问题，但是不影响其伟大。至于引力常数的具体值，其实并不重要，最重要的是其不变性。

wayne

lsr314 发表于 2021-3-18 11:01
牛顿的厉害之处就是给出了一个理论的解释，即只要万有引力公式是正确的，那么一个星球围绕另一个星球的运动轨迹必然是二次曲线（先不考虑其他天体对这二者的影响）

嗯,我这里的疑问不在于引力公式的数学意义. 因为引力公式 里的 加速度与距离的平方反比定律 本质上是开普勒定律的等价变换.,是 可以互推的 ，但我会归功于开普勒，而不是牛顿.否定了这块内容就是否定了开普勒的实验观察出来的规律，而不是否定了牛顿的功劳。
要论牛顿的功劳，咱们得讨论 万有引力公式 外延的部分.

wayne

kastin 发表于 2021-3-18 10:16
至于本质是否真的就是引力，实际上不重要，因为只要能等效就行。.

嗯，但是因果关系变了。牛顿的万有引力是非常雄心勃勃的，他是在解释成因。
本来一个在固定轨道运动的物体 咱们用微分几何的手段描述一下就行了，咱们只需描述椭圆运动是 这个是物体的几何 本征属性。
至于天体运动为啥会是椭圆的几何属性 跟我们在 问为啥地球的形状是圆的 是一样的，没有意义[人就是有两条腿两个眼睛两个耳朵，这是人的定义]。 但牛顿在这里多余发挥的地方是 引入了成因解释，因为万物相互吸引，所以才有这种天体运动学的几何属性。

wayne

aimisiyou 发表于 2021-3-18 09:54
你这是站在上帝视觉看问题，人是四维空间生物（算上不可回溯的时间）。就像平面上的圆锥曲线（似乎毫无关系 ...

我很喜欢你的评论、 不过我更倾向的解释是 宇宙天体 很可能用 四维或者更高维的几何空间[不算 时间] 解释最恰当。

kastin

wayne 发表于 2021-3-18 11:49
嗯，但是因果关系变了。牛顿的万有引力是非常雄心勃勃的，他是在解释成因。
本来一个在固定轨道运动的 ...

所以他把时空绝对分开了，正是因为如此，才导致他回答无法回答“第一推动”问题，晚年只能研究上帝去了。而爱因斯坦看到了这种对于因果解释有着不同看法，认为不是引力导致几何属性，而是先有自然的“直线”运动，然后时空弯曲造就了“二次曲线”轨道。

aimisiyou

引用书上的一段话：科学的每次进步，都是因为站在了前人的肩膀上,但这绝不代表是对前人成果的全部继承,而是去其糟粕，取其精华的过程。科学的发展史,是个肯定与否定的辩证过程，世上本无超人，每个人都有犯错的可能，如果对权威的成果不加批判的全部继承,科学就不会诞生,更不会有现代的科学成就，从伽利略、牛顿直至爱因斯坦,无不如此。