本文緣起自我后一周內(nèi)，一次深陷和噴井式的思索。
牛頓定理印象
一個平時去下班的下午，我像往常一樣在公汽車上一邊刷著抖音，一邊腦海里的心緒則做著布朗運動，嘗試碰撞一些靈感的火花。
于是我老生常談地想起了牛頓和他的定理。這不是哪些新鮮事，雖然小學(xué)這些年對那些所謂“真理”的應(yīng)用已然可入骨髓，甚至都有點洗腦的意味。由于它邏輯閉環(huán)，在試題里如尚方寶劍大殺四方，只在1小節(jié)課中名義上驗證過一次它的創(chuàng)立。
但是即使是我這樣的死腦筋，中學(xué)讀書時也并沒有指責(zé)過數(shù)學(xué)里比如時間，空間，質(zhì)量等最基本數(shù)學(xué)量的定義，包括衍生的力，濕度等等。記憶中應(yīng)當(dāng)是老師教的恰好和所活的化學(xué)世界相吻合，所謂真理與我的體會一致，那還指責(zé)哪些呢？
隨著知識的案例把握得越來越多，我捉住每一個重構(gòu)自己知識結(jié)構(gòu)的機會，去搜救所有呈現(xiàn)背后的邏輯和聯(lián)系。到大專搞物理建模的時侯，我似乎一邊用牛二定理來作為機理模型來預(yù)測未來的精典；同時，由于1N的力竟然是規(guī)定的，建模中了解這世界并沒有這么多真的線性關(guān)系，力的定義本身雖然也含混不清，于是我早就對牛二的的正確性心生怨懟：這玩意兒不會是牛公爵自己定義下來騙錢的吧？就由于他是皇家學(xué)會的，能夠左右人們的認(rèn)知，靠這玩意兒指導(dǎo)湖人上天，估計并不靠譜吧？
碰巧地一次醍醐灌頂
不過那些年過去，我的思維還沒有伸到從根本上提出邏輯漏洞來剖析它的程度。直至碰巧刷到施一公一個講堂里提及的一句話：
“這個世界沒有時間，時間是規(guī)定的，有的只是運動”。
天哪，你能想像，每晚日月星辰下天然存在的時間，完全是人類主觀想像的產(chǎn)物嗎？我們甚至都早已這么習(xí)慣于年復(fù)一年，日復(fù)一日，看腕表，約時間，百米計時等等。而且根本就忽視了，我們所想像的均勻流逝的時間，真的就是想像的，想像的，想像到加上統(tǒng)一的測度，早已在每位人的心智里對齊，能儲存，傳播和復(fù)現(xiàn)，你們都信以為真，不再懷疑。
但早已忘了，我們看見的所謂時間，不是秋冬冬季的季節(jié)變化，晚上黑夜的交替，腕表表針或數(shù)字的跳動嗎？這那里有時間，分明就是某種變化，某種運動，只是用這些特定的運動，在替代時間！假如這個運動的速率變化了，時間就不靠譜了！
但這就是事實！
后來學(xué)了，一年的時間依據(jù)的是一個回歸年的月球公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)的周期，三天則是月球自轉(zhuǎn)周期來的，按照此定義出了三天，一年這樣的時間單位。再依據(jù)太陽直射點，三天內(nèi)的圓周運動拐角，定義了三天再用分?jǐn)?shù)等分的空間根據(jù)。而一些其他的如電子表用的晶振，借助原子躍遷周期定義的時間，也在一定精度內(nèi)可以相互公度，且有一定精度的相互印證的穩(wěn)定性。這一切，只須要有“同時”的概念就好了，即我們對運動界定點的相對對齊。
所以我們當(dāng)前所用的所有實數(shù)時間和間隔的描述，本質(zhì)上都是在講月球的自轉(zhuǎn)運動了多少圈的事。而這個整數(shù)圈和內(nèi)部的界定，依賴于自然數(shù)和有理數(shù)，乃至實數(shù)的存在性。即在物理上構(gòu)建起公理體系，再假定數(shù)學(xué)空間上我們可以如此做。
為此，怎樣看，如何像是時間是一個為便捷描述其他物體的運動等過程的一個相對中間量，雖然說博爾特跑100m須要月球轉(zhuǎn)xrad，雖然更無法理解。而這還不是單位對不齊的問題，而是描述個速率，還要去想像月球如何轉(zhuǎn)的，能夠想像速率究竟算多快，實在是浪費時間。那不如弄個中間想像量，來降低這個思維鏈條寬度，給普通人使用，并忽視這個聯(lián)系。倘若只是為了標(biāo)準(zhǔn)化測度、溝通和復(fù)現(xiàn)，那發(fā)明一個這樣每個人心中都主觀存在的量，也是一種客觀了。這樣規(guī)定下來的共識，反倒我們投入事情發(fā)覺歲月飛逝，在不得志時度日如年的體會，有了一個測度標(biāo)尺。而雖然百米運動還沒有發(fā)生過哪些成績的突變，看上去，還不用害怕我們測度的時間流逝不穩(wěn)定。
絕對時空觀下牛頓的化學(xué)世界
好了，我們暫時先不談假如空間也不可測，不是均勻的這樣的事了，盡管那在化學(xué)學(xué)家眼中司空見慣，但我先假設(shè)其存在，瞧瞧能發(fā)覺哪些景色。
假定世界上只有空間，還有空間上的運動，那由此就可以規(guī)定出時間了。于是就有了時空的函數(shù)，以及其行列式來的速率和加速度的概念。對于它們的感知，檢測，應(yīng)當(dāng)是很輕松了。接著，對于萬事萬物的對象，我們觀察到了它們碰撞，擠壓，還有落地，甚至還觀測到碰撞后的運動軌跡或許和兩個球的相對大小有關(guān)，擠壓的程度和用力的大小有關(guān)，蘋果能落地其加速度竟然不變，而我在平板上推它也能達成這樣的療效。
這種都是零散的規(guī)律，亞里士多德和伽利略時代，就早已對此有零星的觀察和定理推論，例如：兩個鐵塊同時落地，推翻了重量越大的球，速率越快的鐵律。
那那些看見看不到的，萬事萬物之間的各類作用，能不能也像用空間規(guī)定時間一樣，也規(guī)定一個量來統(tǒng)一描述呢？
那就叫力吧，無論壓力，彈力還是萬有引力，通通都叫這個！怎樣樣，這個名子本身是不是就夠偉大，夠劃時代了！其實，它形成加速度的療效和物質(zhì)的多少有關(guān)，這個應(yīng)當(dāng)是物質(zhì)不變的，我們用標(biāo)準(zhǔn)容積的物體在月球上受的力來測度，并遵守乘法和加法的性質(zhì)，用天平來拉齊密度不同的它們；并且經(jīng)過我對合力的研究和實驗，在磨擦面上推一個物體，維持勻速運動須要的力，和絕對快慢無關(guān)；想像一下，不須要力的時侯，運動也能維持，力值可以定義為0；而蘋果下落和天體圓周運動的時侯，作為我想像的力的作用結(jié)果，其速率改變的速率居然不變，那就讓它和速率改變的快慢相關(guān)吧！
那該如何相關(guān)呢？總之力是我規(guī)定的，那就用最簡單的，加法原理，各自呈線性關(guān)系唄！總之大家誰也不曉得力的大小如何描述，那還不是我想如何規(guī)定如何來？
來，F(xiàn)=ma，比列系數(shù)也省了，這樣簡單，他人一定會認(rèn)為化學(xué)很甜美，由于F就如此定義的，哪來的系數(shù)。
牛頓第二定理是定義下來的！
不過這一切并不容易，就亞里士多德都受了在平面上推物體的錯誤引導(dǎo)，主觀判定為了球越大速率越快，還得伽利略冒著生命危險倒戈才昭雪；而蘋果掉落和推力拉力那些能統(tǒng)一，假如我不告訴你你恐怕也想不到；而速率，加速度這種概念，但是伴隨著微積分的發(fā)明才有的，不然，面對一條火花紙帶，你能發(fā)覺里面哪些沒有變嗎？
然而，假若僅僅只有F=ma如此黑壓壓的存在，一定還是會有不少指責(zé)的聲音，憑哪些要按你的線性關(guān)系走？有沒有可能是仿射的，或則其他非線性函數(shù)牛頓第一定律是牛頓提出的嗎，寫上去要么更符合我的手對力的大小的認(rèn)知和判定呢？
我一定還得找點這么簡約的根據(jù)來，牛頓又想。想起要記念一下伽利略們對勻速運植物體的思想實驗，因而給出當(dāng)F=0時，a=0創(chuàng)立，于是物感受仍然勻速運行下去，嗯，值得單獨掏出來一說。另外，前人不是有人規(guī)定過動量守恒嗎？也就是說，在兩個物體碰撞的最簡單的場景下，每時每刻總動量相同，那自然其中一個物體的動量降低，一定等于另一個的降低才是，用我剛發(fā)明的微積分試試，是不是相當(dāng)于每時每刻，兩個物體各自的質(zhì)量除以加速度，等大，反向？
等等，質(zhì)量除以加速度，這不就是我定義的力嗎？一對斥力，等大反向，這不比動量守恒的定理簡單得多？而力，則就是描述它們作用過程中動量的變化率的，看上去是系統(tǒng)狀態(tài)的函數(shù)，例如是不是要碰撞了，是不是要形成互斥的磁力等等。此時，比起不可預(yù)測的碰撞結(jié)構(gòu)，大家是否能像我一樣感知到，一對力一定是等大反向的呢？你在推墻面，墻面也在推你，月球把你拉搬去地面，你也在吸引著地球！我把這等觀念不斷傳授給你牛頓第一定律是牛頓提出的嗎，你也會這么感悟的！
換句話講，正是由于我如此定義了力，力才等大反向，才動量守恒的！
我既然要開宗立派，那自然要拋棄原先動量守恒的說法，重新找尋一次歐幾里得的步伐，寫一套基于力的關(guān)于運動的公理體系下來。
思索的窘境
以上的推測基于牛頓定理呈現(xiàn)的樣子，以及想像當(dāng)時的時代背景駁斥而至。從頭到尾理解出來，我并沒有發(fā)覺牛頓這種理論有哪些長得像真理，讓所有人都有豁然大悟的覺得：噢喲！我如何沒發(fā)覺如此一條規(guī)律呢！相反，不僅早已存在的和動量守恒等價的牛頓第三定理（通常反倒容易被忽略），其他的看上去都是所謂的規(guī)定（時間均勻流逝、質(zhì)量守恒和牛頓第二定理），雖然并沒有哪些驚人之處，反倒像是一篇故意自圓其說的論文。
莫非牛頓就是傳教士之徒，妄想給后人們灌輸他的思想，但是這種東西都是他自己主觀的創(chuàng)造，并非客觀真理？我的夢，破了？
聰明的人類不可能這么不堪，奉為精典的牛頓定理留傳至今一定不會這么難看。它表面的精致呈現(xiàn)的秘密被我戳破之后，如同魔術(shù)一樣，一定還有一些背后愈發(fā)柔美的設(shè)計思想，無論是藝術(shù)還是實用價值，都值得借鑒。
那牛頓定理究竟有哪些樣的歷史價值呢？我們下回接著說。
我們是誰：
，英文“數(shù)學(xué)魔術(shù)師”，原指用物理設(shè)計魔術(shù)的魔術(shù)師和物理家。既取其用物理來變魔術(shù)的本義，也取像魔術(shù)一樣玩物理的意思。文章內(nèi)容涵括互聯(lián)網(wǎng)，計算機，統(tǒng)計，算法，NLP等前沿的物理及應(yīng)用領(lǐng)域；也包括魔術(shù)思想，流程鑒賞等魔術(shù)內(nèi)容；以及結(jié)合兩者的物理魔術(shù)分享，還有一些思辨性的談天說地的隨筆。希望你能和我一起，既能感性思索又保持理智思維，享受人生樂趣。歡迎掃碼關(guān)注和在文末或公眾號留言與我交流！
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