试述牛顿力学与开普勒定律的理论冲突

UFO中文网

王万欣:

牛顿是英国物理学家、数学家、天文学家和自然哲学家。经典力学、万有引力定律、微积分、光的研究成果，使牛顿成为“科学史上最有影响力的人”（2005年，英国皇家学会）。从科学实验中发现自然规律，通过理性概括和提炼发现物理规律，并创造新的数学工具来抽象模拟物理世界，是牛顿留给后人的巨大精神财富。
       举世公认，牛顿创立万有引力定律，理论上来自对开普勒的行星运动定律的深层加工和提炼。而开普勒定律与牛顿力学之间的理论冲突，至今似尚未进行过深入讨论。
       众所周知，开普勒第二定律——行星的矢径在相等的时间内扫过相等的面积，意味着行星相对于太阳的动量矩守恒。由此推知，行星所受之力是指向太阳的有心力，即太阳对行星的万有引力。这表明：在非径向方向上，行星是不受任何作用力的，亦即非径向力为零。

        由开普勒第一定律（行星的轨道是椭圆，太阳位于椭圆的一个焦点）知道，行星的绕日速度的量值和方向均随时而变。牛顿运动第二定律表明，速度的变化必然因与之相应的作用力所引起。显而易见，这个力是随时而变的非径向作用力。由此断言：开普勒第一定律和牛顿运动第二定律，与开普勒第二定律之间，存在二律背反的理论冲突。

       一代天骄牛顿大师已察觉到这一理论迷雾，迫于当时历史条件的限制，他无可奈何地把它归结于“上帝的第一次推动”。

       希望网友对此各抒己见，深入切磋交流。本人的看法在拙文《地球动力学创新成果简介》中。

       与此文密切相关的其他理论冲突，也会在近期发表，以促抛砖引玉之效。