【物理啟發】牛頓定律為何會失效?

「 科學是人類主觀意識對客觀世界的描述方法，或許它無限的接近真相，卻未必代表真實。故而，數學是真實世界的近似，物理是客觀規律的表象。」

科學定律通常基於概念假設和邏輯推理，而後建立起來。假設性概念雖然符合當下實驗觀測卻未必代表自然本質的現實（科學定律存在時代局限性，需要不斷完善）。牛頓第一定律：任何一個物體在不受外力或受平衡力的作用時，總是保持靜止狀態或勻速直線運動狀態，直到有作用在它上面的外力迫使它改變這種狀態為止。

1）提出「慣性」概念，指明一切物體都具有慣性，慣性是物體的物理屬性。
2）將「力」與物體分開，認為物體只會被迫「受力」，自身不產生「力」。量子不確定性原理提出，微觀粒子的位置和它的速度存在不確定性關係，量子在空間以概率方式出現，而不是靜止狀態或勻速直線運動狀態。卡西米爾效應正是由於電磁場的量子真空漲落而作用於兩個緊密平衡的不帶電導體板之間的一種小的引力。
既然空間自身產生「力」，它就不能保持「靜止」或「勻速運動」狀態（比如，宇宙空間膨脹）。
牛頓第二定律：物體的加速度跟物體所受的合外力成正比，跟物體的質量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同。

 圖源：www.sohu.com

牛頓第二定律的假設條件：物體的質量不依賴於速度的常量。牛頓第二定律在相對論中失效：在相對論中F=ma是不成立的，因為質量隨速度改變，而F=d(mv)/dt依然使用。牛頓第三定律：兩個物體之間的作用力和反作用力，在同一直線上，大小相等，方向相反。牛頓第三定律的假設：要改變一個物體的運動狀態，必須有其它物體和它相互作用。牛頓第三定律在量子場論中失效：在量子場論中，量子的狀態完全由場的機制決定，場是宇宙固有的性質（場不需要和其它物體發生相互作用）。牛頓定律的失效揭示了「物理定律」構建過程中使用的方法，同時揭露出「科學理論」存在的缺陷，使我們更好地認識到科學是什麼。1、科學理論必須依賴基本「概念」才能建立，故而，理論學家創立科學定律首先要明確並定義「基本概念」。
2、科學定律基於「假設」而成立，「基本概念」往往是科學家對客觀現象做出的主觀判斷而提出的科學性假設。
3、科學定律具有局限性和猜想的特點，需結合實驗數據不斷更新和完善。

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