今天咱們來填一個(gè)老坑……

之前有期視頻留了思考題，后來就一直有人來問答案……其實(shí)思考題就是用來引發(fā)大家的思考的嘛，如果問答案的話就失去了出思考題的意義了 ╮(╯▽╰)╭

問：F=ma是誰的定義？很多人想回答“這是力的定義”。如果你這么想，那接下來可以考慮一下這件事情：F=ma（或者F=dp/dt都行）是牛頓第二「定律」，如果一個(gè)「定律」是“定義”了一個(gè)概念，那它還是「定律」嗎？

舉個(gè)貍子，有人宣布一條定律：我在幸運(yùn)日買的股票都能漲。你問他「幸運(yùn)日」的定義是什么？他說股票漲的日子就是「幸運(yùn)日」的定義啊。那么這就不是一條定律，如果是定律，它將永遠(yuǎn)都是成立的，沒有可證偽性。所以它實(shí)際上是一句偽裝成定律的「定義」。

或者，有人宣稱：中醫(yī)不科學(xué)。你問那青蒿素的發(fā)現(xiàn)也不屬于科學(xué)嗎？他就說那不屬于“純中醫(yī)”，他想宣稱的是“純中醫(yī)”不科學(xué)。然后你跟他不斷深入交流后就發(fā)現(xiàn)，他對“純中醫(yī)”的定義就是：凡是科學(xué)的就劃在定義圈外，不科學(xué)的就在圈內(nèi)。論點(diǎn)完全等價(jià)于定義，那他宣布的就不是一個(gè)「定律」，而是他個(gè)人的「定義」。

再說F=ma這件事，其實(shí)牛Sir本人是將定義和定律區(qū)分的很清楚的，在他的《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》里，對力的定義是寫在定律的前面的：

牛頓定義力靠的是【窮舉】，確實(shí)只有這樣才能賦予牛頓力學(xué)體系以可證偽性：如果我哪天在實(shí)驗(yàn)上看到偏離F=ma的現(xiàn)象，且我認(rèn)識的力都已經(jīng)找遍了，那就要么認(rèn)為窮舉清單錯(cuò)了，存在新的我不知道的力（原力、魔力，隨便取啥名字，反正要加入到窮舉清單里），要么認(rèn)為F=ma錯(cuò)了需要修正。不這樣想，F(xiàn)=ma就沒有可錯(cuò)性。

有人問了：現(xiàn)實(shí)中的力有那么多種，如果現(xiàn)今為了讓理論體系嚴(yán)謹(jǐn)，得讓物理學(xué)窮舉多少種力??？實(shí)際上，以現(xiàn)代物理學(xué)的眼光來看，【窮舉】這個(gè)工作反倒沒那么復(fù)雜了，因?yàn)檫€原到最基本的力（相互作用）只有4種，很容易就窮舉完了。趙凱華在編寫新概念力學(xué)教材時(shí)就注意到了這一點(diǎn)，將牛頓第一定律的主語的表述調(diào)整為“自由粒子”：

牛頓定律的問題其實(shí)被很多物理學(xué)家批判過，（為了避免讀者太長不看），簡單來說答案就是：F=ma是關(guān)于力的半個(gè)定律，另外半個(gè)是胡克定律F=kx、引力定律F=GMm/r2、庫侖定律F=kQq/r2等等……這兩個(gè)半邊如果單說一邊，都不是完整的定律，所以才會(huì)出現(xiàn)牛二名叫定律但其實(shí)又像是定義的迷惑現(xiàn)象……但兩邊合在一起后就是個(gè)有效的定律了。

但這還不是最精彩的部分。當(dāng)整個(gè)理論體系照這種方式構(gòu)建時(shí)，還有一個(gè)更宏偉的物理規(guī)律被蘊(yùn)含在理論框架中傳達(dá)給我們，即：這些不同定律算出的力F全都是可以相加相減（矢量的）混在一起運(yùn)算的！力F就像各類物理效應(yīng)之間的“通貨”，像溝通它們之間進(jìn)行交易的貨幣一樣。這便是牛頓理論最意義非凡的貢獻(xiàn)，他所發(fā)現(xiàn)的是整套“金融體系”??！讓后輩的科學(xué)家得以在他建立的體系下“掘金”大自然。我們的教材從未以這種史詩的視角來講授科學(xué)，僅僅是讓學(xué)生枯燥地學(xué)一條條浮于表面的“交易規(guī)則”，不同來源的力能夠放在一起運(yùn)算仿佛是輕描淡寫理所當(dāng)然的事。如果你能思考到這一步，那么你就已經(jīng)通過了思考題的檢測。

如果要省流，你來問答案：“F=ma是力的定義嗎”，我回答“是”，你說“好的我記住了”，這有什么意義呢？這樣根本不是在學(xué)物理，思考的過程才能讓你提升自己啊。你以為答對答案就是終點(diǎn)了，但可能答案完全不是以你想的那種方式而成為答案的…（這也是很多同學(xué)一直做題對答案來學(xué)習(xí)卻沒有提升水平的原因之一）

既然是貨幣，那F不是唯一能用的工具也就沒啥好奇怪的了。哈密頓量H、拉格朗日量L、作用量S這些人造的工具都可以取代F來完成力學(xué)的計(jì)算和預(yù)測工作。（當(dāng)然這些是大學(xué)思考的內(nèi)容，中學(xué)的同學(xué)不必困惑不知道這些。）

有些初學(xué)的同學(xué)說，拉格朗日量、作用量這些感覺像人類虛構(gòu)的概念，我的回答是，其實(shí)力F也是人類虛構(gòu)的概念……人類覺得用力F建立的力學(xué)易于理解，完全是因?yàn)槿祟愑惺直?，手臂肌肉里有相?yīng)的感受器，在搬磚時(shí)能感受到肌肉緊張的那種感覺，于是力的概念能夠最早被人類所理解……但自然界沒有任何理由要遵循人類的喜好來安排自己底層的自然法則，如今人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在涉及相對論和量子的物理理論里，拉格朗日量、作用量這些人類根本沒有相應(yīng)感官的物理量反而比力F更好用。

視頻里還有另外幾個(gè)思考題，這些思考題又會(huì)不斷引申出新的問題，要都講一遍挺復(fù)雜的（比如質(zhì)量的定義，得分慣性質(zhì)量和引力質(zhì)量來講）……所以我對問答案的同學(xué)的回復(fù)一般都是：只要你看到問題感興趣，愿意深入思考，而不是滿足于做題對答案，就算通過檢測了。實(shí)際上要深入回答這些問題，上限是非常高的。如果要我回答完這些問題，我可能得寫一本書那么厚……而且我很清楚我物理學(xué)的就是個(gè)蔡雞 (lll￢ω￢) 我的答案也可能是片面的，一個(gè)人的思考能力終究是有限的，讓這些思考題激發(fā)各位將來得出比我更好的思考，比叭叭分享我個(gè)人的答案更有價(jià)值