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只要知道一个粒子的速度,我们就能知道它下一秒会向什么方向移动多少距离。
而知道了粒子的位置,我们就可以通过它的速度算出它下一秒的坐标在哪里。
因此,原则上只要知道了某一个时刻宇宙中所有微观粒子的位置和速度,我们就说这个宇宙在这个时刻的状态,是完全确定的。
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牛顿第二定律可以进一步帮我们算出,随着时间的推演,宇宙中所有粒子将会如何运动。
前面我们已经论述,只要知道所有粒子的位置和速度,就能预知它们下一时刻会怎么变化。
但是速度会根据粒子的受力情况而发生改变。
牛顿第二定律告诉我们,粒子的加速度正比于它所受的外力。
所谓加速度,就是随着时间的流逝,速度如何改变,是速度相对时间的变化率。
所以,知道了粒子的受力,就能算出它们的加速度。
算出了加速度,就能知晓粒子的速度如何随时间变化,从而就知道粒子的位置如何随时间变化。
由此,根据牛顿第二定律,我们只要清楚某个时刻宇宙中所有粒子的位置和速度,就能算出以后所有时间中这些粒子的位置和速度会如何变化。
也就是我们能够预测出今后宇宙究竟会如何变化,这就是机械宇宙观。
牛顿第二定律,开启了物理学的定量时代,或者说开启了整个物理学的进程。
但机械宇宙观其实到了量子物理时代就被轻易地推翻了,因为量子力学当中有不确定性原理,它告诉我们,在微观层面上,基本粒子的位置和速度是无法同时确定的。
也就是宇宙的未来并非确定的,它与我们对粒子的探测紧密相关。
但是在经典物理层面,在相对宏观的尺度下,牛顿第二定律是十分准确的,原则上,它确实可以预测宏观力学系统的所有行为。
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