Question

为什么动量守恒定律既可以在经典力学也可以在高速运动的粒子中使用?

学过力学后我们知道，动量守恒定律是从牛顿经典力学中推到出来的，经典力学不适用在高速运动中使用，但是为什么动量守恒定律可以呢？

Answer 1

能够从牛顿力学推出来,并不意味着动量守恒的根源在于牛顿力学。动量守恒的根源在于空间的平移对称性,这里引用一下 诺特定理物理学发展到现在,还没有发现违背动量守恒的现象(见下),所以科学家们认为动量守恒(还有能量守恒、角动量守恒)是要比牛顿定律什么的更为基本的规律嗯。当人们发现某些现象好像违背了守恒定律的时候,总会建立新的模型来解释这一现象,使之能够满足守恒~最经典的一例当属β衰变与中微子的发现了,这里不做赘述。只引用费曼对于守恒定律的一段精彩诠释来解释物理学家们为了守恒究竟干了什么吧:一个孩子有28块积木,这些积木完全一样,而且不可破坏。每天早晨妈妈将这孩子和他全部的积木关在一间房子里,晚上她回来后总仔细地把积木的数目点过。不错,多少天来一直是28块。一天积木只剩下27块,她在室内细心地寻找后,发现有一块积木在小地毯下面。又有一天积木剩下26块,室内遍寻不着,然而窗子开着,她探头向外张望,发现两块积木在外边。再有一天,她惊愕地发现积木变成30块。后来她才知道,是一个小朋友带着他同样的积木来玩过,多出来的积木是这孩子留下来的。她处置了多余的积木后,把窗子关起来,再不让别的孩子进来。于是在相当一段时间里情况正常,直到有一天她只能找到25块积木为止。这孩子有个玩具箱,妈妈想打开这箱子找积木,孩子尖叫起来,不让她开箱。妈妈只好称一下这箱子的重。她以前知道,每块积木重3盎司(1盎司=28.35g),28块积木全在时箱子的重为16盎司,她计算一下得到:眼前的积木数25+(箱重-16盎司)/3盎司 =常数28于是她确信,缺失的积木被锁在玩具箱里。这箱子没再打开过,可是积木又少了许多。仔细调查发现,澡盆里脏水的水位升高了。显然,孩子把一些积木丢进了澡盆,但是水太浑浊,妈妈无法看清,然而她知道,澡盆里的水原来有6英寸(1英寸=25.4mm)深,每块积木使水位升高14 英寸,于是她的计算公式里又添了一项:眼前的积木数+(箱重-16盎司)/3盎司 +(澡盆的水位-6英寸)/ 1/4 英寸 =常数28随着事态一步步地复杂化,越来越多的积木跑到她无法看到的地方。可是她找到一系列附加项,需要添加到她的计算公式里,以代表那些找不到的积木块数。这个复杂的公式保持着28那个数目不变。
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