vvFma在任何参考系保持形式不变的质点动力学方程之构建#陈驰一*510（杭州师范大学物理系，杭州310036）摘要：本文主要阐述如何构建在任何参考系保持形式不变质点动力学方程的思路和物理逻辑。在经典力学的框架下,通过分析质点动力学的因果形式问题,获得了一个比牛顿第二定律更普适的新动力学方程（见（5）式）。论文的目的旨在改进经典力学的理论体系。其作用和意义主要体现在以下几个方面。首先，我们在质点动力学中去除了惯性参考系的概念，宇宙中所有物体，包括参考物在动力学上都是等价的。其次，我们证明所谓的惯性力的本质就是在力的相对统计中需要被扣除的，参考物所受到的力，从而在理论上去除了惯性力的概念。最后，我们在质点动力学首次以明确的方程形式实现了广义相对性原理。关键词：质点动力学；惯性系；广义相对性原理中图分类号：O0415OntheConstructingofaParticleDynamicsInvariantinAnyReferenceFrameChenChiYi(DepartmentofPhysics,HangzhouNormalUniversity,HangZhou310036)20253035Abstract:Thisarticleaimstomakearapidcommunicationofhowtorealizegeneralprincipleofrelativityinparticledynamics.Inthisarticlewediscusstheformulismofparticledynamicsundertheframeworkofclassicalmechanics.Butweproposeanewdynamicalequation(5)whichhasthesignificantadvantagesthanNewton'ssecondlaw.First,weremovetheconceptofinertialreferenceframefromparticledynamics.Second,weprovethattheessenceofinertialforcesistherealforcewhichmustbedeductedinarelativecountingofforcesbetweentheobjectunderstudyandtherealobjectcorrespondingtotheoriginpointofreferenceframe.Finally,thegeneralprincipleofrelativityisfirsttimerealizedontheparticledynamics.Keywords:particledynamics;inertialreferenceframe;generalprincipleofrelativity0物理动机和逻辑1，经典力学框架下，牛顿第二定律存在什么问题？①理论上只在惯性系成立，即使在非惯性系中引入惯性力，其计算还是要先找到惯性系②实践上找不到严格对应惯性系的参考物③惯性力的本质模糊不清，争议较多而经典力学的自然哲学基础，包括牛顿绝对时空观是清晰的，明确的，这说明牛顿第二定律在经典力学的框架下，还有改进的余地。2，牛顿第二定律为什么存在这样的问题？因为在形式上是因果不对称的。牛顿第二定律表示为pp−O（1）40方程的左边为物体的全部受力，只和所研究质点p有关，而方程的右边，同时既质点p有关，又和参考物O有关。如果把受力看作是因，加速效应看作是果，牛顿第二定律存在基金项目：浙江省自然科学基金(No.Y6110778);中国科学院知识创新工程(No.KJCX2.YW.W10)作者简介：陈驰一，(1978-)，男，副教授，粒子宇宙学。iamchiyi@gmail.com-1-Fmpv(X,Y,Z)−(X,Y,Z)和实际的参考物O。都满足同样的基本动力学：FmOmOpOmOpFp−mFm2v((X,Y,Z)pO)mOpd2dxp−Odtdt2vvFp−FO形式上的因果不对称和不一致。正是这一点导致牛顿第二定律理论上只能在惯性系成立，而实践中找不到一个惯性系。3，如何来解决因果一致问题？45对于一个质点的全部受力，其对应的果应该怎么来表示呢？质点的全部受力应该是客观的，不随观测者的变化而变化的。所以与此相对应的果，也必须是客观的，不能和任何参考系有关，所以只能表示为在宇宙背景空间中的加速运动：vpd2dt2(X,Y,Z)p。（2）这里特别用大写字母(X,Y,Z)p表示质点p在宇宙空间背景中的客观位置。。顾名思50义，空间背景就是空间中移去物体以后留下的区域，宇宙空间背景就是宇宙中移去所有可移动万物以后留下的背景；在经典力学牛顿绝对时空观的框架下，客观宇宙空间背景的存在是没有异议的。但问题是我们只知道宇宙空间背景应该是三维，而对宇宙空间背景中的客观位置则不能直接度量。我们真正能够度量的是两个客观位置之间的差异，客观上构成一个数学的矢量：55xp−OpO。（3）4，真正能为观测者所用的质点动力学应该如何写？宇宙中任何物体在最基本的动力学规律上应该都是等价的。包括任意想研究的物体pvOd2dt2(X,Y,Z)O。参...