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解密暗物质珍藏版第45集-牛顿力学和概率论相辅相成

已有 180 次阅读 2025-8-29 19:47 |个人分类:解密暗物质珍藏版|系统分类:科普集锦

解密暗物质珍藏版第45-牛顿力学和概率论相辅相成

解密暗物质共有400集,此为第45集。

对于单个粒子或粒子集合的较为精准的动力学分析,无论是宏观的,还是微观的,都离不开牛顿力学。人类研究微观世界的基本方法一直是基于碰撞,关于粒子碰撞的分析依然使用牛顿力学,即动量和能量守恒。电场、磁场中的带电粒子的速度、加速度、位置与轨迹的较为精准计算,依然要依靠牛顿力学。也就是说,离开牛顿力学,对于单个质点或粒子集合的较为精准动力学计算都会无法实现,无论是在宏观世界还是微观世界里,都没有任何例外。

宏观世界和微观世界都充满着不确定性,幸运的是人类已经找到了一个有效的方法,那就是进行理想化处理。抓住主要受力,忽略平衡力以及环境干扰,就能够进行较为精准的受力分析。宏观和微观世界都存在可以被理想化处理的事物,也同样都存在无法被理想化处理的事物。只要能被理想化处理,就能采用牛顿力学进行较为精准的动力学计算,只要不能被理想化处理,就无法采用牛顿力学进行动力学计算。

牛顿的伟大之处就是在于对事物运动的理想化处理,否则根本就不会存在经典力学。

实际上,不仅微观世界普遍无法较为精准地受力分析,宏观领域也一样。抛硬币、掷色子、打靶子、漂浮尘埃、飘落雪花、飞舞花瓣等众多宏观事物都无法被较为精准地受力分析,因此无法采用牛顿力学进行较为精准的动力学计算。人类只能采用概率模型统计分析进行预测。另外,能够理想化处理的各种事物,所忽略的次要影响因素根本无法真正消除。航班、公交车、列车、轮渡的正点率根本无法达到100%,就是因为现实就是现实,无法被真正地理想化,人类只能采用概率模型对各种不确定性进行预测。抛硬币、掷色子、打靶子、漂浮尘埃、飘落雪花、飞舞花瓣的概率统计模型与量子力学的微观粒子概率统计模型没有任何本质区别。

无论能否被理想化处理,都改变不了世界的不确定性。幸运的是人类找到了一个有效的方法,那就是概率论。通过统计分析,人类能够把各种不确定性通过概率论来确定。牛顿力学是科学,概率论也是科学,两个理论让人们了解了物质的运动规律。

宏观和微观都充满着不确定性,但人类通过只考虑主要因素而忽略次要因素的理想化处理的牛顿力学进行较为精准的动力学计算,以及考虑各种因素的概率论对所有事物进行概率分布预测。在这种意义上,人类采用牛顿力学和概率论将不确定的世界大体确定下来。

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