物理谜题：静止的球突然在无外力的情况下移动了

物理谜题：静止的球突然在无外力的情况下移动了

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煎蛋

1.

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一个静止的球在没有任何外力作用的情况下突然开始移动，这听起来像是违反了物理学的基本定律。然而，匹兹堡大学哲学家John D. Norton的研究表明，在经典牛顿力学中，这种看似违反直觉的现象是可能存在的。

图/Midjourney

想象一个球停在一个圆球顶上。根据标准物理学，它应该会一直保持不动，至少直到这个球或圆顶受到干扰。然而，它开始向下滑动而没有任何外部力的作用。这是怎么发生的？

尽管这种情况违反了我们关于每个物理效应都必须有一个前导原因的直觉观念，但匹兹堡大学哲学家John D. Norton表明，在经典牛顿力学中这种现象是可能存在的。最令人惊讶的是，无法预测运动何时开始或者质点会以什么方向移动。

“没有任何因素决定质点是否会自发加速或其运动的方向。”Norton解释说，“圆顶上的物理条件在激发前的所有时刻和表面的各个方向上都是相同的。”

这不是一种违反牛顿定律的数学技巧。该系统在每一个瞬间都完全遵循了牛顿运动定律：“当t=T时[即运动开始的时间]，没有力的作用，质点处于不加速状态；任何t>T的时候，存在非零力，并且质点会以相应方式加速。”关键在于：不存在真正的“第一个时刻”的运动，任何一个候选的时刻都由一个更早的时刻所先定，在那个时刻质点已经开始移动。

虽然这个例子看起来有些人为化，但它揭示了即使是在通常被认为已经彻底理解的经典物理学中，仍然存在一些行为能够挑战我们的直觉因果关系。