宇宙中存在不可再分割的粒子,这样的粒子可以看成刚体吗?

点击次数:59  更新时间:2017-10-01 02:00 

       

 

在物理学研究的方法中,质点与刚体是两个理想模型。在现实中是不存在的。

理想刚体模型的提成,事实上也是物理学发展过程中的一个历史因素。牛顿力学提出,到发展,前后要300多年历史。理想刚体模型就是在这个阶段提出的。

理想刚体,简单的说,就是在物体运动的时候,它“不变”,不会因为压力而变形。这当然是非常非常简化的模型,无非是为了做数学计算方便。

这个问题本来也没有任何问题,因为,牛顿力学是在低速运动情况下来描述物理世界非常好的理论。

但是,到了相对论提出后,事情就复杂了。因为运动,以及时-空,不再是彼此割裂的概念。时间-空间是与速度有关的物理量。刚体本身是占据空间的物体,有形状、有体积。所以在相对论框架下,运动的物体,占据的空间是会变化的。最简单的一个相对论例子,就是运动的杆子,长度会缩小。

因此,在相对论框架下,是没有理想刚体概念的。我们一般都是用点粒子来讨论问题。

事实上这个问题的核心就是,在物理世界中,有没有最小的时间间隔?有没有最小的空间间隔?有没有最小的粒子?而这些概念,我们从量子力学的角度来说,是有的。但在量子力学的世界里,“实物粒子”这个概念跟传统质点概念又不一样。微观粒子的运动特点是波粒二象性。

而量子力学与广义相对论的真正统一以及理解,至今是摆在我们面前的一道难题,特别是认识论的难题。我们至今没能真正理解这个世界的这一方面。

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