何谓绝对时空观

何谓绝对时空观？

答绝对时间是指时间的量度和参考系无关，绝对空间是指长度的量度与参考系无关。这也就是说，同样两点间的距离或同样的前后两个事件之间的时间，无论在哪个惯性系中测量都是一样的。经典力学总结了低速物体的运动规律，它反映了牛顿的绝对时空观。绝对时空观认为时间和空间是两个独立的观念，彼此之间没有联系，分别具有绝对性。绝对时空观认为时间与空间的度量与惯性参照系的运动状态无关，同一物体在不同惯性参照系中观察到的运动学量（如坐标、速度）可通过伽利略变换而互相联系。这就是力学相对性原理：一切力学规律在伽利略变换下是不变的。绝对的、真正的和数学的时间自身在流逝着，而且由于其本性而均匀地、与任何其他外界事物无关地流逝着”；“绝对的空间，就其本性而言，是与外界任何事物无关而永远是相同的和不动的”。这就是牛顿力学的“绝对时间”和“绝对空间”。这种观点统治了人类几千年。直至今日，绝对时空观念还在影响着人类的思维方式和哲学观点，因为绝对时空世界是低速世界，几乎我们全部物理理论都是建立在“低速世界”基础之上的，这是谁也无法改变的事实。在这一“现实”面前，物理学家们所要做的事就是把主观与“客观”的距离缩小到最小范围。

经典力学总结出哪三大守恒定律？请举出实例并分析之。

答经典力学总结出动量守恒定律，机械能守恒定律以及角动量守恒定律。

1.动量守恒定律的实例就是火箭的。根据动量守恒定律，当一个系统向后高速射出一个小物体时，该系统就会获得与小物体相同大小但方向相反的动量，即系统将获得向前的速度。火箭喷管收缩后的燃烧室中气体分子和燃烧室壁的碰撞次数，单位时间单位面积是没有收缩的左图中燃烧室壁的4倍。但是在喷气口上则没有碰撞，这么多的碰撞的动量是来自于哪里呢？很显然，一个气体分子的每一次碰撞必然是遵守动量守恒定律的。采用喷管扩张的技术来对燃气分子的热能进行第二次利用则是变成很简单的问题了。并且会增加火箭燃料的有效利用率。

2.机械能守恒定律的实例就是如无外力做功或外力做功之和为零，系统内又只有保守力（见势能）做功时，则系统的机械能（动能与势能之和）保持不变。外力做功为零，表明没有从外界输入机械功；只有保守力做功，即只有动能和势能的转化，而无机械能转化为其他能，符合这两条件的机械能守恒对一切惯性参考系都成立。这个定律的简化说法为：质点（或质点系）在势场中运动时，其动能和势能的和保持不变；或称物体在重力场中运动时动能和势能之和不变。这一说法隐含可以忽略不计产生势力场的物体（如地球）的动能的变化。这只能在一些特殊的惯性参考系如地球参考系中才成立。如图所示，若不考录一切阻力与能量损失，滚摆只受重力作用，在此理想情况下，重力势能与动能相互转化，而机械能不变，滚摆将不断上下运动3角动量守恒定律的实例就是航天器的运动以及跳水运动员在空中把身体卷曲起来使转动加快，而在接近水面时又将身体放开使转速减少，这些都是角动量守恒定律的应用。

何谓对称性？三大守恒定律分别对应着哪种对称性？为什么守恒定律比牛顿定律适用范围广泛的多？

答 1.有一类对称性是指某个系统或具体事物的对称性，另一种对称性是物理定律的对称性，它是指经过一定的操作后，物理定律的形式保持不变，因此也称不变性，一个物体包含若干等同部分，对应部分相等。不改变物体内部任何两点间的距离而使物体复原的操作，称为对称性操作，物理学中也称反演操作。对称性操作主要有：旋转、反映、反演、象转、反转；旋转和反映是基本对称操作。完成对称操作的几何元素称为对称元素，包括：旋转轴，镜面，对称中心，映轴，反轴；对称轴和对称面是基本的对称元素。2.对应于空间均匀性有动量守恒定律，对应于空间的各项同性有角动量守恒定律，对应于时间平移对称性有能量守恒定律。3.因为牛顿运动定律一般只适

用于恒力作用下的物体的运动，即使同一问题中加速度可能会有变化，但每一段的加速度都是恒定的。然而守恒定律是不受恒力的限制的，因为它是从能量的角度考察物体运动的，研究的是力在空间上的累积效应，只与初末状态有关，可适用于变力的情况。所以比牛顿定律更适用。