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　　译者注：原作者是美国东南路易斯安那大学物理系副教授，其文章经常出现知识性错误。(Universal History Archive)
　　又是这个东西。我好不容易找到一个蛮有趣的物理知识视频，兴冲冲地点开来看，结果第一篇开头他们就在讨论牛顿三定律。真是有完没完。我们人类真的有那么差劲吗？我们的学生在学习物理的时候，就一定得遵循旧时代的法则吗？
　　牛顿哪三定律？
　　首先让我们来看看什么是牛顿三定律(Newton's Laws of Motion)。在几乎所有入门级的物理课本上(除了)，我们都能找到这样的定义：
　　牛顿第一定律：不受外力的任何物体都保持静止或匀速直线运动状态。
　　牛顿第二定律：物体加速度的大小跟作用力成正比，跟物体的质量成反比。
　　牛顿第三定律：相互作用的两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。
　　某些地方的表述略有不同，但大体上意思一样。
　　被分开的第一与第二定律
　　还记得亚里士多德吗？在伽利略和牛顿之前，人们都依赖于他的物理学理论。的确，亚里士多德没有做过真正的实验，他不是一个科学家。但这并未阻碍他对西方世界那个时代物理学的统治 。
　　你可以慢慢阅读他的著作，但我不是研究他的专家，我在这里只讨论他对力学的解释。一些人将其总结为亚里士多德运动定律(Aristotle's Law of Motion)，很简单的只有一条。
　　亚里士多德运动定律：不受外力的任何物体都保持静止状态，只有当它受到力的作用才会运动。
　　许多刚刚接触物理的同学会感到困惑：牛顿第一定律和第二定律难道不应该被结合在一起？但了解了亚里士多德的定律后再回头看看，会发现牛顿把这两个定 律分开，其实是在直接回应亚里士多德。亚里士多德说物体的自然状态是“静止”的，牛顿就表示物体的自然状态是“速度不变”。明白了就好。
　　混乱的科学定律
　　在英文中，&定律&和&法律&都是&Law&，会引起混淆。我就这写了进行详述。牛顿的定律已经成为&Laws&，就意味着它们是正确的吗？错了――科学中只有模型，没有真理。而模型只分好用或不好用，不分对错。现在让我们写下牛顿第二定律的数学表达式：
　　这个模型很有用，但并在一些情况下并不通用。如果你找到一个以光速的二分之一速度移动的质子，向其施力，你就不能使用牛顿第二定律来求出质子的新速度。因此，或许我们不应该把它叫做&Law&。
　　另外，我也觉得用人名来命名科学定律怪怪的。随便翻开一本初等化学书，估计你就可以看到这样的一堆东西：
　　有没有发现什么问题？这不全都是理想气体定律(Ideal Gas Law)么？还是说只是我自己一个人吃醋，嫉妒没有科学定律以我的名字命名？
　　如何取代牛顿运动定律？
　　如果说科学中有什么是一定要坚持的――那就是对建模的执着。所以怎么用模型来表示力的作用效果？我们可以拿出动量定理(Momentum Principle)。当合力不变，其表达式可写作：
　　此处的矢量p为动量(质量与速度的乘积)。该公式的效果跟牛顿第二定律时一样的。这时，你只需要强调对于任何作用力，存在大小相等、方向相反的反作用力，就可以。
　　那我们应该把牛顿三定律都从课本中删掉？倒不至于。我们要铭记探究力和物体运动关系的那段科学史，以及牛顿对其做出的贡献。但一个名为“牛顿第二定律”的章节对学生没帮助，完全没必要保留。
　　我一直觉得，有种至今仍反复出现的考试题目应该消失：
　　下列物体规律中的哪一个表达了物体不受力时会保持匀速直线运动？
　　A. 牛顿第一定律
　　B. 牛顿第二定律
　　C. 牛顿第三定律
　　此题的问题在于：
　　是第一第二还是第三有毛关系？　　2. 严格来说，A和B都对。　　3. 只考察了阅读记忆，不考察对力与运动的理解。
　　我相信我们能做得更好。仅是因为绝大部分物理教科书(并非全部)都对牛顿运动定律有着详细的解析，并不意味这种表述方式最有利于学生的理解。
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知名IT评论人，曾就职于多家知名IT企业，现是科幻星系创建人
未来在这里发声。
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立足终端领域，静观科技变化。深入思考，简单陈述。
智能硬件领域第一自媒体。实用物理学之解析牛顿运动定律之一：
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以上网友发言只代表其个人观点，不代表新浪网的观点或立场。牛顿定律被颠覆？我的高中物理白学了……
　　最近物理学界有大新闻！
　　就在11月21日
　　NASA发表了一篇论文
　　证实有人做出了
　　违反牛顿物理学的装置！！
　　这是一件轰动世界的大事
　　有可能意味着自牛顿开始的
　　整个经典物理学
　　遇到了前所未有的挑战
　　事情是这样的
　　1999年，英国的一个民间爱好者
　　罗杰?索耶尔发明了一个
　　“违背牛顿第三定律”的装置
　　叫做EmDrive
　　无工质微波推力器
　　他自称在当年
　　这台原型机已经试验成功
　　图：无工质微波推力器和发明人索耶尔
　　请记住它的名字和样子！
　　因为它曾经因为违反牛顿第三定律
　　被学术界耻笑了14年
　　直到有一伙中国科学家强行介入
　　才引起包括NASA在内的西方学术界的关注
　　最终NASA证实
　　这个装置确实有效！
　　牛顿物理学在这里好像行不通了！
　　具体原理我们还没弄清楚！
　　这个装置在1999年诞生之后
　　在长达14年的时间里
　　没有在学术界引起任何重视
　　其实你现在凭空跟我说有这么个东西
　　它这不符合牛顿定律！
　　但是它有效果。。。
　　我也不信啊！
　　我没学过微积分又怎么样
　　我不信啊！
　　更不要说各位大科学家了
但是万万没想到
　　故事在上个月发生了惊天反转！
　　我们一起来捋一捋
　　索耶尔叔叔在发明这个装置之后
　　他一度对自己很有信心
　　甚至在2001年
　　自己创立了一家公司
　　叫做Satellite Propulsion Research
　　航天器推进研究中心
　　打算把这件事大搞一通
　　这个叔叔取名字也是敢
　　但是到目前为止
　　这家公司还查不到任何更多的信息
　　他的网站页面甚至是长成这样的
　　而且，当时有了试验成功之后
　　索耶尔叔叔并没有在
　　任何有学术认可的杂志期刊上
　　以自己的名义发表过
　　关于无工质微波推力器的论文
　　原因很简单：
　　要在杂志期刊上发文章
　　是需要有学术经历
　　是需要有同行愿意来评议他的文章的
　　而索耶尔叔叔是一个
　　毫无学术背景的爱好者而已。。
　　他根本没有机会发表文章
　　这一切都仿佛让人联想到了
　　“民科”这两个字。。
　　民科：自称民间科学爱好者的一类人，本质是梦想着不需要学习，只凭借胡思乱想就推翻科学大厦的“妄人科学家”
　　就这样一个惊天动地的机器
　　眼看就要被埋没
　　好在日
　　英国老牌科学杂志NewScientist
　　选择以无工质微波推力器为封面
　　并且发表了文章
　　认为这个装置似乎是可信的
　　但是即使是这种程度的认可
　　也在学术圈引起了轩然大波
　　科幻作家伊根发表公开信
　　表示这篇文章
　　“一味追求轰动效应，作者缺乏基本的科学知识。”
　　翻译：你们啊，不要动不动就想搞个大新闻！
　　这个民科竟然敢违反牛顿定律！！
　　真是笑死人了！！
　　几百年来，这么多天才物理学家
　　前赴后继的理论研究
　　你一个连硕士文凭都没有的人
　　说颠覆就颠覆啦？？
　　其实，话说这个伊根自己
　　也只是个科幻作家而已。。
　　也属于被科学家看不起的那类。。
　　我们都还没嫌你缺乏科学知识。。
　　你为什么要苦苦相逼。。
不过这个伊根只是个开头
　　他的批评文章很快被
　　美国数学物理学家John C. Baez
　　转发在自己的博客上
　　正规学术圈一股声势浩大的声讨
　　仿佛正要展开
　　甚至有人说
　　这玩意儿跟永动机是一路货色。。
　　我觉得还不如永动机。。
　　我们为什么要讨论民科的发明。。
　　我们是不是疯了。。
　　关键的问题是
　　索耶尔叔叔确实说不出
　　这个看似违反牛顿物理学的装置
　　是什么样的原理
　　他屡次三番被追问
　　但是他都只是模模糊糊地说
　　我不知道是怎么回事。。
　　但是无工质微波推力器的发明过程中
　　并没有用到新的理论。。
图：索耶尔叔叔正在接受采访
　　其实仔细想想这也是人之常情
　　你总不能叫他直接开口说
　　对啊，就是牛顿搞错了啊！
　　这样一来肯定是
　　更加被各种科学家喷出翔啊。。
　　不信你打个电话给你高中老师
　　告诉他，你觉得牛顿搞错了
　　你看他会不会打死你
　　于是，New Scientist杂志
　　迅速发表了澄清声明
　　并附上专家们对无工质微波推力器
　　持否定意见的公开信
　　翻译：我们也是不同意的！
　　只是拿出来大家乐一乐！
　　图：日，New Scientist杂志刊登了对无工质微波推力器的批评文章
　　就这样，索耶尔叔叔再次难逃
　　被扣上“民科”帽子的厄运
　　他就这样一直受尽嘲笑和冷眼
　　几乎没有人给他的发明任何支持
　　直到2010年。。
　　一伙带有神奇东方力量的
　　吃瓜群众加入了！！
　　远在中国的西北大学杨涓教授
　　关注到了无工质微波推力器这个机器
　　也看到了学术圈的相关讨论
　　觉得很有意思
　　也许她和蛋蛋姐一样
　　有一颗吃瓜群众的八卦之心
　　正在熊熊燃烧
　　于是2013年，她带领一支队伍
　　制作出了无工质微波推力器原型机
　　并发表论文(中文)公布测试结果：
　　2.5千瓦的电量产生了
　　720毫牛(约72克)的推进力。
　　请注意的是，她最初只是把中文论文
　　发布在了中文杂志上
　　但是这个实验的消息确实令人震惊
　　因为按照这样来计算的话
　　如果以这种方式
　　真的可以产生这么神奇的力量
　　那么人类到达月球只需要4小时！！
　　而阿姆斯特朗的那次登月
　　前后历时多少时间呢？
　　4天6小时45分钟！
　　这是25.6875倍的差距啊！！
　　如果它能够变为现实，
　　将会对整个中国航天业
　　产生无与伦比的影响。
　　雷锋网的一篇文章，
　　这样描述无工质微波推力器的革命性：
　　现阶段的航天器需要携带大量的沉重燃料才能飞上外层空间，燃料没了，航天器也不能再运行。
　　以NASA为火星之旅准备的SLS火箭为例，整个火箭的体积和质量最多的部分，是红色和蓝色的液态燃料罐。
　　无工质微波推力器不需要任何此类的燃料，所以相比于传统燃料罐，轻地不可思议！！只需要太阳能，它就可以累积速度，最后达到极快速度飞至外星球！！
　　眼看着这一研究
　　似乎对中国的航天事业是重大利好
　　不知道为什么
　　这个中文论文
　　就被不知道被哪个好事之徒
　　翻译成了英文
　　在西方媒体和学术圈流传了开来
　　图：中文论文作者杨涓教授
　　于是，仍然是2013年
　　NASA立即开始高度重视此事
　　他们动用了专注推进器装置的
　　顶级研究团队“ Eagleworks”
　　在德克萨斯州的林顿?约翰逊太空中心
　　开始了为期3年的闭关研究
　　图：无工质微波推力器的工作原理
　　看到了吧，
　　西方自己已经拥有了14年的发明
　　在学术界没有引起重视
　　被中国教授发了一篇中文论文
　　马上NASA就成立了项目组！
　　我他妈还能说什么呢？
　　搞了半天
　　NASA最信任的背书方式
　　原来是中文论文啊。。
　　我就问一句
　　还有谁敢说中国学术的
　　世界影响力不够。。
　　好了，NASA就这样开始了
　　长达三年的研究
　　中间他们屡次透露阶段性的实验结果
　　2013年，实验数据显示，在28瓦的电力的刺激下，产生了30-50微牛(1毫牛=1000微牛)的推力。
　　2014年夏天和2015年初，实验表明，无工质微波推力器在50瓦的电力下测出了50微牛的推进力。
　　2015年7月，德国的德累斯顿理工大学Martin Tajmar教授在AIAA的推进和能源论坛展示了自己更加精密的实验结果，证明了其确实能产生推进力。
　　其实大家本来是等着
　　NASA出来辟谣的。。
　　没想到变成了被NASA打脸。。
　　这一下，无工质微波推力器火了
　　各大主流媒体争相报道，
　　《牛顿物理学或被颠覆》
　　这样的标题
　　登上各种新闻头条
　　那么，为什么说这个东西
　　把牛顿颠覆了呢。。
　　讲真蛋蛋姐也是研究了很久。。
　　才差不多搞懂了
　　首先，牛顿第三定律
　　我们是知道的啊
　　现在来复习一下
　　不要怕，物理老师的棺材板
　　我已经按住了！
　　牛顿第三定律：当两个物体相互作用时，彼此施加于对方的力，其大小相等、方向相反。两道力分别称为“作用力”和“反作用力”。
　　噢作用力和反作用力啊
　　我好像想起来了啊。。
　　就是说，由于老板一直不给我涨工资
　　我就抡起拳头暴打了老板
　　老板被pia飞了，这是我给他的作用力
　　我也会吃不住劲后退两步，因为有反作用力
　　好了，明白了
　　那么这个叫做
　　无工质微波推力器的新装置
　　是如何颠覆牛顿第三定律的呢？
　　无工质微波推力器的工作原理：它吸收了太阳光(此时没有产生运动)，把它转化为微波(此时没有产生运动)，又把微波发射到一个密闭的箱子里，结果整个无工质微波推力器就动了！
　　这是什么意思呢。。
　　每个字都看懂了
　　但是没明白是什么意思。。
　　很捉急啊。。
　　不要慌，蛋蛋姐已经调查过了
　　这个意思是这样的
　　刚才我们说到的一系列过程
　　都是在密闭的情况下进行的
　　也就是说，整个过程中
　　无工质微波推力器没有接受到
　　外力带来的作用力
　　它就是把太阳光转化成了微波
　　然后在自己的内部发射来发射去
　　接着它就动了！！
　　就动了！！
　　动了！！
　　了！！
　　这就好比
　　老板由于长期没有给我涨工资
　　然后心生愧疚
　　就抡起拳头打了自己一下
　　就把自己pia飞了！！
　　讲真我都懵逼了
　　如果这个装置真的没问题的话
　　上述实验结论真的没问题的话
　　那么也许可能大概或许
　　我们几百年来的物理学
　　这也是为什么
　　如今，索耶尔叔叔成为了
　　民科翻身做主人的代表人物
　　他多次到世界高端航天会议上
　　发表演说
　　并发表了多篇论文
　　索耶尔叔叔的youtube实验视频
　　也已经点击量接近100万次
　　甚至在youtube上
　　有很多科学爱好者
　　纷纷上传了自己制作的
小型无工质微波推力器的实验视频。。
　　人们纷纷表示
　　哎呀妈呀，我也成功了！！
　　图：youtube上爱好者的试验视频，标题为：它当然有效！播放量43万次
　　终于，到了日
　　NASA正式发表了
　　自己憋了三年的论文
　　而他们的结论基本上就是：
　　我们认为无工质微波推力器是有效的，能产生原理不明的推力。
　　翻译：不管你信不信，反正我信了！！
　　不得不说，NASA的论文
　　让整个学术圈结结实实的懵逼了
　　因为以现在的经典力学理论
　　完全没办法解释
　　无工质微波推力器这个货啊！
　　这个世界怎么了？
　　难道说，这个世界
　　根本就不是按照我们理解的规则在运行？
　　哎呀我去。。
　　我忧国忧民的小心脏啊。。
　　大家已经开始各种漫无边际的联想
　　甚至出现了这样的海报：
　　图：星际迷航就要成为现实了！
　　有人猜测道
　　这个索耶尔叔叔
　　可能是从未来穿越回来的工程师吧？
　　所以他知道这样的机器有用
　　但是说不出其中具体的原理！！
　　细思恐极！！
　　难道这就是传说中的超光速旅行？
　　这个装置就是可怕的“曲速引擎”？
　　(曲速引擎：科幻小说中一种想象出来的装置，其原理是超光速旅行，通过改变发动机前后的时空来产生推进力。)
　　外星人要来殖民我们了？？
　　索耶尔叔叔是未来人类
　　派回来拯救我们的？
　　本文转自酷玩实验室
　　参考资料：
　　知乎@孙越在问题“如今确实存在的最黑的黑科技是什么”下的回答：/question//answer/?from=singlemessage&isappinstalled=1
　　雷锋网亚萌《10周把人送上火星，EmDrive引擎堪称未来科技》
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本文转自：
编辑：叶双莲责任编辑：黄作敏
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