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简单物理学 大多数没有接受物理学熏陶的人，可能认为物理学家做着非常复杂的计算问题，但那不是问题的要害。要害在于，物理学是一些概念，不理解这些概念，就无从了解世界运行的原理。 物理学基本概念 ◇ 牛顿力学：加速度、引力、质量、能量、功、动量、角动量、守恒定律、作用量 ◇ 相互作用：电磁相互作用、强相互作用、弱互作用、引力相互作用 ◇ 基本粒子：玻色子、费米子、反粒子、分子、原子、夸克、电子、光子、胶子、引力子 ◇ 场论：麦克斯韦场、杨-米尔斯场、引力场 ◇ 电磁学：麦克斯韦方程、电磁波、电磁场、电荷、波 ◇ 量子力学：薛定谔方程、波函数、波粒二相性、测不准原理、包利不相容原理 ◇ 狭义相对论：参照系、惯性系、相对性原理、光速不变定理、洛伦兹变换、闵可夫斯基空间、事件、世界线、光锥、静质量、质速关系、质能关系 ◇ 广义相对论：引力质量与惯性质量、等效原理、引力场、曲率、黎曼几何、爱因斯坦引力场方程 ◇ 热力学：概率、熵、第二定律、相空间、平衡态、温度、绝对零度、统计力学、孤立系、混沌 ◇ 宇宙学：大爆炸、稳态理论、真空、黑洞、奇点 ◇ 人：生命、基因、大脑、人择原理、自由意识、人工智能 ◇ 终极定理：大统一、狄拉克方程、量子场论、量子电动力学、量子色动力学、量子引力、超弦 ◇ 数学：数系、函数、微积分、几何 ◇ 第一定律：物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。 ◇ 第二定律：物体的加速度跟作用力成正比，跟物体的质量成反比。 加速度：物体的运动状态改变了，也就是物体有了加速度；逆定理也成立。 F=ma 是一个混乱的源泉。 ◇ 第三定律：两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在一条直线上。 ◇ 引力：任何两个物体之间都存在吸引作用，它的大小与物体的质量以及两个物体之间的距离有关。 ◇ 质量（物体中物质的量）： 从第二定律算出的质量称惯性质量MI，从引力定律算出的质量称引力质量MG，定义不同的两个质量，不但成正比，而且常数为1 。 ◇ 静止能量指一个物体所具有的作功的能力；运动能量必定是依附在物质的运动速度。 能量是一份份的，不可能有分数。 ◇ 功是能量转化的量度：做功的过程就是物体能量的转化过程，做了多少功，就有多少能量发生了转化。 ◇ 动量：物体的质量和速度乘积，是个矢量（p=mv）。 动量守恒定律：一系统由两个质点组成，如果这两个质点只受到它们之间的相互作用，则这系统的总动量保持恒定，即：p1+p2=常量 ◇ 质能守恒定律：质量和能量的总和必须永远保持不变。 ◇ 任何一个物理量都是一个“实体”，即客观实在的东西。 ◇ 相对论是关于物质运动与时间空间关系的理论。 ◇ 惯性系与非惯性系 惯性系 牛顿力学中的定义：静止或者作匀速直线运动参照物（参照系）。（这里的时间与空间是绝对的，相对一个绝对的坐标系来说的，这种说法并不正确） 非惯性系 相对于惯性系作加速运动的参照物（参照系）。 说明：没有受任何外力的参照物才是真正的匀速直线运动，但引力无处不在，所以没有真正的惯性系，但是象近似的火车并不防碍我们讨论狭义相对论。狭义相对论则是广义相对论在引力场很弱时的特殊情况。 惯性系和非惯性系之间是可以通过坐标变换变过来变过去的。 ◇ 狭义相对论（惯性系） 有了物质，也就有了时间－空间。 时间是相对的 “假如我以光速跟随一道光束飞行，我会看到哪些奇异景象？比方说，这道光束若是由一座时钟反射出来，我应该看到一座静止的钟，也就是说在我眼中，那座钟的时间是静止的；可是在别人看来，同样的钟却滴答滴答这不是矛盾呢？” 相对论中的时间快慢都是对于一个参照物（参考系）比较的，因为这样才真正有意义。 两事件发生的先后或是否“同时”，在不同参照系看来是不同的（但因果律仍然成立）。 所以