求牛顿第三定律 要求详细说明其推理导出过程 带图 急用 谢谢（最少1000字）

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2000年7月,《发明与革新》杂志发表了我们的《鱼尾巴挑战牛顿第三定律》一文之后,引起了大家对这个问题的关注和争论.表示赞同的人们认为：我们提出的新结论“F反＝F阻≤－F”合乎客观实际,应当给予充分的肯定.表示反对的人们提出了两方面的意见：首先是那篇文章的理论高度不够,难以同牛顿第三定律抗衡；其次是《发明与革新》不属于物理学的专业性杂志,不能构成权威性的结论.
反对者们提出的第一条意见属实,被发表出来的那篇文章只是我们在研究这个问题的过程中所写的一份初稿,其理论水平自然就比较差.对于他们提出的第二条意见我们却不敢苟同,《发明与革新》虽然不是物理学的专业性杂志,但是,它却是由中国发明协会主办的全国首家发明创造专业期刊.该杂志的编辑们能够及时地发现那篇文章的闪光之处,并把它放在“争鸣栏目”来发表,这正是他们在发明创造方面专业性很强的具体表现.
对于普通工作来说,专业性可以代表权威性.但是,对于发明创造却大不相同,历史上有很多伟大的发明都是由非专业人士完成的.例如：发明飞机的莱特兄弟原来是修自行车的,发明电话的贝尔原来就对电学一窍不通等等.为什么会出现这种怪事呢?主要是因为许多从事专业的人们都过于迷信前人的教条,往往不敢越雷池一步.恰如有两句古诗所云：不识庐山真面目,只缘生在此山中.因此,希望广大的力学专家们不要笼统地否定非专业人士的观点,有时候真理也会被他们发现.为了早日与物理学界的专家们达成共识,我们这里尽量从专业性的角度发表以下观点供大家参考.
一、“定律”与“定理”的差别

关于这两个名词,《辞海》对它们作了如下的解释.定律：对客观规律的一种表达形式,通过大量具体事实归纳而成的结论.定理：通过一定论据而证明为正确的结论.单从这两个解释就可以看出,虽然这两个名词里都有一个“定”字,但是它们的含意之间却有很大的差别,千万不能等同视之.
“定理”的关键在于,它是通过严格的逻辑推理证明之后才能确立的结论,一般都可以保证其百分之百的正确.只要有一个反例存在,它就不能叫做定理.例如最著名的“哥德巴黑猜想”,根本就没有哪个能找出一个反例来说它不正确,但是,由于古今中外的数学家们都不能用一种严格的逻辑推理方法来证明它成立,所以仍然只能叫做“哥德巴黑猜想”,而不能称之为“哥德巴黑定理”.
“定律”则大不相同,它是在大量分析实验或统计数据的基础之上,用不完全归纳法得出的一种结论.由于没有经过严格的逻辑推理来证明它成立,因此就不能保证其百分之百的正确.只是一种相对正确的结论,其地位随时都有可能面临挑战.或者说它是在还没有定理之前临时使用的一种“代用定理”.
通过上述分析可知,牛顿第三定律既然被物理学界称之为“定律”,就标明它也只不过是一个相对真理,并不是什么永恒不变的绝对真理.为什么它的地位在人们的心目中就如此难以动摇呢?认真分析起来可能有以下两个方面的原因：一是使用的时间长达几百年之久；二是出自经典力学的创始人——牛顿那部伟大的头脑.几百年来的顶礼膜拜,给人们形成了一种牢固的心理定势,在短时间内自然也就难以打破平衡.
二、关于“反作用力”的定义
大家经常在使用“反作用力”这个概念,但是,对于究竟应该把什么样的力叫做“反作用力”却不甚了解.我们查阅了许多物理教材和词典,都没找到关于“反作用力”的确切定义,而只是依照牛顿第三定律来进行描述：“两个物体之间的作用力和反作用力总是同时存在,大小相等,方向相反,我们把其中的任意一个力叫做作用力,那么另一个力就叫做反作用力”.
根据这个定义,就可以导出“我打你＝你打我”的荒唐结果.原因就在于这个定义犯了一个严重的逻辑错误,在定义概念的过程中包含了被定义的概念.它不仅没有反映出“反作用力”的本质属性,而且还把“反作用力”和“反向作用力”这两个概念混为一谈,使“反作用力”的研究工作失去了意义.所以长期以来,反作用力的有关性质都末能得到人类的充分认识和利用.
那么,究竟应该把哪些力叫做“反作用力”呢?让我们先来分析下面的一些具体实例.
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相互作用的物体 作 用 力 反 作 用 力
书放在桌子上 书的重力 桌子的支撑力
手拉绳子 手的拉力 绳子的张力
手折筷子 手的折力 筷子的应力
手推秋千 手的推力 秋千的惯性力
手拉弹簧 手的拉力 弹簧的弹力
马拉雪撬 马的拉力 雪撬的摩擦力和惯性力
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通过上述实例可以看出,作用力和反作用力的本质属性完全不同.作用力总是主动地作用于物体,具有明显的攻击性；而反作用力却总是被动地作用于物体,具有明显的防御性.根据逻辑学中定义概念的一般方法和规则,我们认为应该明确地把“反作用力”定义为：物体在受到外力作用时,被动地反抗施力物体而产生的一种应力和阻力.例如物体抗拉的张力、抗压的应力、摩擦阻力、惯性阻力、弹性阻力等等都是构成反作用力的因素.
在明确地界定了反作用力的内涵和外延之后,大家就会发现我们正在使用的中学物理教材里,在导入“反作用力”的概念时所列举的个别实例就有些欠妥.例如在两个滑冰的同学互推时所受的力中,既存在反作用力,同时也存在反向作用力.教材把这两种力混在一起,都说成是反作用力就非常欠妥,应该及早地予以纠正,以免再给学生形成错误概念.
作用力与反作用力之间虽然有着本质性的差别,但是,它们在一定的条件下却可以相互转化.例如我们在拉弓射箭时,手的拉力是作用力,弓的弹力是反作用力.当我们把手松开后,弓的弹力就变成了作用力,而箭的惯性阻力又成了反作用力.
三、“F反＝－F”与传统力学中的矛盾
牛顿第三定律既然有错误,它就不可避免地要使传统力学产生许多的矛盾和冲突.然而,过去的力学专家们不但没有认真地分析导致这些冲突的原因,为了使传统力学能够自圆其说,反而还无意识地应用了一些诡辩手法把它们掩饰得天衣无缝.使大家觉得力学总是那么高深莫测,颇有几分“玄学”的味道.
例如：一个运动员从10米高的跳台上落到水面和从10米高的楼顶上落到地面时所具有的作用力完全相同,但是,她所受到的反作用力却显然不等.力学专家们就会说：这个问题不该用牛顿第三定律来解释,而应该用动量定理来解释.又如：二力平衡和牛顿第三定律的条件一样,都是“大小相等,方向相反,作用在同一条直线上”.但是,二力平衡时物体只有静止和匀速直线运动两种状态,而F反＝－F时物体却可以是任何运动状态.力学专家们所作的解释是：二力平衡是两个力作用在一个物体上,而作用力和反作用力是分别作用在两个不同的物体上.请问：二力平衡时的这两个力来自何方?这一个物体对那两个物体就没有反作用力吗?再如：力学理论一方面在强调“作用力和反作用力总是同时存在”,而另一面却又说“惯性力不存在反作用力”等等.但是,在“F反＝F阻≤－F”面前,这些矛盾统统都会迎刃而解.
传统力学的逻辑关系为什么会如此混乱呢?为此,我们还特地比较了一下“经典力学”和《逻辑学》的发展史,这可能与《逻辑学》的发展相对滞后有关,到十九世纪才在英国形成比较完善的理论.虽然《逻辑学》在牛顿创立“经典力学”时期就已经取得了很大的成就,但是,那些在《逻辑学》方面有所贡献的学者都不在英国,而是在法国和德国.也许是牛顿对《逻辑学》不感兴趣,要不然他也会在这方面有所贡献；也许是牛顿对《逻辑学》不够重视,否则传统力学中也不会有这么多的逻辑问题.因此,希望当今的力学专家们不要过于地迷信牛顿的“经典力学”,而应该实事求是,用现代科学的思想和方法,客观地评价和整理牛顿的经典力学,才能使力学理论得到进一步的发展和完善.