一個靜止球在無外力作用下突然滑動,並且無法預測其運動時間和方向,挑戰了直覺因果觀。
一個球停在一個圓球頂上。根據標準物理學,它應該會一直保持不動,至少直到這個球或圓頂受到干擾。然而,它開始向下滑動而沒有任何外部力的作用。這是怎麼發生的?
儘管這種情況違反了我們關於每個物理效應都必須有一個前導原因的直覺觀念,但匹茲堡大學哲學家 John D. Norton表明,在經典牛頓力學中這種現象是可能存在的。最令人驚訝的是,無法預測運動何時開始或者質點會以什麼方向移動。
「沒有任何因素決定質點是否會自發加速或其運動的方向。」Norton解釋說,「圓頂上的物理條件在激發前的所有時刻和表面的各個方向上都是相同的。」
這不是一種違反牛頓定律的數學技巧。該系統在每一個瞬間都完全遵循了牛頓運動定律:「當 t= T時[即運動開始的時間],沒有力的作用,質點處於不加速狀態;任何 t> T的時候,存在非零力,並且質點會以相應方式加速。」關鍵在於:不存在真正的「第一個時刻」的運動,任何一個候選的時刻都由一個更早的時刻所先定,在那個時刻質點已經開始移動。
雖然這個例子看起來有些人為化,但它揭示了即使是在通常被認為已經徹底理解的經典物理學中,仍然存在一些行為能夠挑戰我們的直覺因果關係。
圖/Midjourney