- 主题:开普勒行星第三定律的一个有趣现象
开普勒行星第二定律说,行星环绕运动与太阳的连线在相同的时间内扫过的面积相等。这一定律的物理意义是说行星的环绕运动一个变速运动,接近太阳时速度加快,远离时变慢。
第三定律就是大名鼎鼎的r3/t2=k,而第一、第二定律告诉人们,r是一个变量,t是一个恒量,一个变量的三次方与一个恒量的二次方的比值是一个常数?当年开普勒是咋给r取值的呢?——大概用的是平均值,这也太粗糙了吧?一个数值的三次方和二次方会进一步放大原有的误差
这样的误差值别说是基本定律了,就是工程技术上的经验公式也不敢用。建一座摩天大楼,如果说混凝土框架倾斜了5度,尽管还没有比萨斜塔的倾斜度大,但这样的大楼你敢住吗?打个比喻:假如身高取1.5-1.6米,年龄是15岁,然后你跟我说身高的三次方与年龄的二次方的比值是一个常数?——我哭死呢,还是笑死?虽然不懂张量分析,也没见过黎曼几何,但咱是全程学完了算术的
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修改:md2006 FROM 112.9.186.*
FROM 112.9.186.*
以下是针对您提供的帖子内容进行的错误分析。帖子主要讨论开普勒行星运动定律(特别是第二和第三定律),但其中存在多处科学概念错误、逻辑错误和比喻不当。我将逐一指出错误,并解释原因。分析基于天文学和物理学的基本原理(开普勒定律本身是经典力学的基础,已被牛顿力学和现代天文观测反复验证)。
### 帖子原文关键部分回顾
- **第二定律部分**: “开普勒行星第二定律说,行星环绕运动与太阳的连线在相同的时间内扫过的面积相等。这一定律的物理意义是说行星的环绕运动一个变速运动,接近太阳时速度加快,远离时变慢。”(这部分基本正确,但后续推理有问题)。
- **第三定律部分**: “第三定律就是大名鼎鼎的r3/t2=k,而第一、第二定律告诉人们,r是一个变量,t是一个恒量,一个变量的三次方与一个恒量的二次方的比值是一个常数?当年开普勒是咋给r取值的呢?——大概用的是平均值,这也太粗糙了吧?一个数值的三次方和二次方会进一步放大原有的误差”。
- **比喻部分**: “这样的误差值别说是基本定律了,就是工程技术上的经验公式也不敢用。建一座摩天大楼,如果说混凝土框架倾斜了5度,尽管还没有比萨斜塔的倾斜度大,但这样的大楼你敢住吗?打个比喻:假如身高取1.5-1.6米,年龄是15岁,然后你跟我说身高的三次方与年龄的二次方的比值是一个常数?——我哭死呢,还是笑死?虽然不懂张量分析,也没见过黎曼几何,但咱是全程学完了算术的”。
### 错误分析
帖子中的错误可以分为三类:**科学概念错误**(对开普勒定律的误解)、**逻辑错误**(推理不合理)和**比喻不当**(无效类比)。以下是详细拆解:
#### 1. **科学概念错误:对开普勒第三定律中 r 和 t 的误解**
- **错误描述**:帖子声称第一、第二定律表明 r(行星到太阳的距离)是变量,t(时间)是恒量,因此质疑第三定律 \( \frac{r^3}{t^2} = k \) 中“一个变量的三次方与一个恒量的二次方的比值是常数”不合理。帖子还推测开普勒可能使用了 r 的“平均值”,并认为这会放大误差。
- **正确科学原理**:
- 在开普勒第三定律 \( \frac{r^3}{T^2} = k \) 中:
- **r 不是变量,而是半长轴(semi-major axis)**:对于椭圆轨道(开普勒第一定律),r 指的是轨道的半长轴(通常记为 a),这是一个固定的几何参数,描述轨道的大小,不随时间变化。例如,地球轨道的半长轴约1.5亿公里,是常量。
- **t 不是一般时间,而是轨道周期 T**:T 是行星绕太阳一周的完整时间,也是一个常量(例如,地球的轨道周期是1年)。第二定律中的“时间”指的是相等时间间隔,但第三定律中的 t 是周期 T,不是变量。
- 因此,第三定律的公式是 \( \frac{a^3}{T^2} = k \),其中 a(半长轴)和 T(周期)都是常数,k 是太阳系常数(对所有行星相同)。这不是“变量的三次方与恒量的二次方”,而是两个常量的比值。
- **为什么错误**:
- 帖子混淆了 r 的含义:第一和第二定律中的 r 是**瞬时距离**(变量),但第三定律中的 r 是**半长轴**(常量)。开普勒没有使用“平均值”,而是基于第谷·布拉赫的精确观测数据,通过数学推导得出半长轴 a 作为轨道参数。
- 误差放大问题:半长轴 a 是定义清晰的轨道属性(通过观测直接拟合椭圆得出),不是粗糙的“平均值”。开普勒的工作误差很小(例如,火星轨道的误差仅几分弧),后来牛顿的万有引力定律从理论上证明了第三定律的精确性。放大误差的说法不成立,因为 a 和 T 都是精确测量的常量。
#### 2. **逻辑错误:对定律精度和科学方法的误解**
- **错误描述**:帖子认为第三定律的公式会“放大原有的误差”,并以“工程技术上的经验公式也不敢用”为例,质疑其作为“基本定律”的可靠性。还声称“一个数值的三次方和二次方会进一步放大原有的误差”。
- **正确科学原理**:
- 开普勒定律是**经验定律**(基于观测数据),但精度极高:开普勒使用第谷的数据(精度达弧分钟级别),第三定律的 k 值在太阳系内高度一致(例如,地球和火星的 \( \frac{a^3}{T^2} \) 差异小于1%)。牛顿力学后,它被纳入更普适的理论( \( k = \frac{GM}{4\pi^2} \),G为引力常数),精度进一步提升。
- 科学定律 vs 工程公式:科学定律描述自然现象(如行星运动),不直接用于工程;工程公式则需考虑安全边际。开普勒定律的精度已被无数观测验证(如行星探测器轨道计算),绝非“不敢用”。
- **为什么错误**:
- 帖子错误地将科学定律与工程应用类比:开普勒定律是描述性的,不是设计规范。工程中5度倾斜的危险性(如摩天大楼例子)与天体运动的数学描述无关。
- 误差推理错误:第三定律中的 a 和 T 是独立测量或计算的,没有“放大误差”问题。例如,半长轴 a 的测量误差在立方运算中确实会放大,但天文观测精度高(现代技术达毫米级),且开普勒时代的数据已足够支持定律。帖子忽略了历史背景——开普勒的发现是革命性的,为牛顿奠基。
#### 3. **比喻不当:无效类比导致逻辑谬误**
- **错误描述**:帖子用“身高1.5-1.6米,年龄15岁,身高的三次方与年龄的二次方的比值是一个常数”来类比第三定律,并嘲讽“我哭死呢,还是笑死”。
- **正确科学原理**:
- 开普勒第三定律只适用于**天体在引力场中的轨道运动**,由物理规律(如万有引力)决定。身高和年龄是生物学变量,无类似物理关系(身高不立方依赖于年龄)。
- 合理比喻:如果必须类比,应使用轨道系统,例如“不同行星的轨道半长轴立方与周期平方的比值恒定”,这类似于“不同弹簧振子的周期平方与质量成正比”(胡克定律)。
- **为什么错误**:
- 错误类比:身高和年龄的比喻是荒谬的,因为它忽略了开普勒定律的物理本质(引力动力学)。身高变化(1.5-1.6米)是随机变量,而行星的半长轴 a 是固定参数。这种类比犯了“错误等价”的逻辑谬误。
- 摩天大楼倾斜比喻:5度倾斜的工程问题与开普勒定律无关,后者是精确数学模型,不是结构设计。这属于“稻草人谬误”(攻击无关点)。
#### 4. **其他次要错误**
- **对数学的误解**:帖子提到“没学过张量分析、黎曼几何,但学完了算术”,暗示开普勒定律需要高等数学,但实际开普勒仅用初等数学(几何和代数)。定律的简洁性正是其优点,牛顿后才用微积分解释。
- **历史背景错误**:开普勒并未“粗糙地取平均值”,而是通过迭代计算(如《世界的和谐》)得出半长轴。例如,他分析火星轨道时,用了8年数据,误差极小。
### 总结:帖子的核心问题
- **根本错误**:帖子误解了开普勒第三定律中 r 的含义(半长轴 vs 瞬时距离),导致后续推理全盘错误。
- **影响**:这种误解引发了不必要的质疑,但开普勒定律是科学基石,已被广泛应用(如航天任务)。比喻部分更是离题,削弱了论证可信度。
- **建议**:理解科学概念时,应区分变量和常量(如半长轴 a 是常量),并避免无效类比。开普勒定律的精度问题可通过阅读历史(如开普勒与第谷的数据)或现代验证(如NASA轨道计算)来澄清。
如果您有具体问题(如开普勒定律的细节或误差分析),我可以进一步解释!
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FROM 39.144.194.66
【 在 zdg102 的大作中提到: 】
: 以下是针对您提供的帖子内容进行的错误分析。帖子主要讨论开普勒行星运动定律(特别是第二和第三定律),但其中存在多处科学概念错误、逻辑错误和比喻不当。我将逐一指出错误,并解释原因。分析基于天文学和物理学的基本原理(开普勒定律本身是经典力学的基础,已被牛顿力学和现代天文观测反复验证)。
: ### 帖子原文关键部分回顾
: - **第二定律部分**: “开普勒行星第二定律说,行星环绕运动与太阳的连线在相同的时间内扫过的面积相等。这一定律的物理意义是说行星的环绕运动一个变速运动,接近太阳时速度加快,远离时变慢。”(这部分基本正确,但后续推理有问题)。
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水星的近日点0.3,远日点0.46,差别好像也不是很大,差不多得了
提这问题,小学毕业就足够了。
我咋觉着自己越来越傻了呢,智商一路下降,从不好意思讲的职高到初中,现在是小学毕业,再下去可就是小学三年级,幼稚园大班了
谁能借咱点儿智商?
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修改:md2006 FROM 112.9.186.*
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【 在 zdg102 的大作中提到: 】
: 人工智能,DeepSeek可以
把咱俩的智商平均一下,我是不是就可以大本了?
看拥趸们光着屁股扭大秧歌——美了美了
可别怪咱小刀划屁股,刀刀见血
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FROM 112.9.186.*
猜测开普勒当年应该是使用了错误的观测数据,他当时要是知道水星近日点0.3,远日点0.46的话,绝不会得出那个关于行星的第三定律,这么大的差异,无论如何r是没法取舍的,他没有理由自取其辱
这事的责任在于后人,是后来者失职,如今这么详尽的观测数据,不去纠正过去的错误,一味无原则地吹捧,直到把人捧杀
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修改:md2006 FROM 112.9.186.*
FROM 112.9.186.*
【 在 zdg102 的大作中提到: 】
: 以下是针对您提供的帖子内容进行的错误分析。帖子主要讨论开普勒行星运动定律(特别是第二和第三定律),但其中存在多处科学概念错误、逻辑错误和比喻不当。我将逐一指出错误,并解释原因。分析基于天文学和物理学的基本原理(开普勒定律本身是经典力学的基础,已被牛顿力学和现代天文观测反复验证)。
: ### 帖子原文关键部分回顾
: - **第二定律部分**: “开普勒行星第二定律说,行星环绕运动与太阳的连线在相同的时间内扫过的面积相等。这一定律的物理意义是说行星的环绕运动一个变速运动,接近太阳时速度加快,远离时变慢。”(这部分基本正确,但后续推理有问题)。
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帖子误解了开普勒第三定律中 r 的含义(半长轴 vs 瞬时距离),导致后续推理全盘错误。
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百度了一下:半长轴是椭圆长轴的一半长,长轴是过焦点与椭圆相交的线段长。半长轴长即是行星离主星的平均距离。
用大白话来讲,半轴长不就是行星与太阳的平均距离吗?当这个距离变化较大时如何取它的平均值?不会失真吗?行星环绕太阳运行,这个半轴长始终在变
如果是一般的计算,取个平均值也未尝不可,但这里是定律,要的就是一个普适的常数,常数,常数。其实,开普勒第一、第二定律的存在就已经从原理上否定了这个第三定律,开普勒画蛇添足了
AI是个好东西,用来做题挺好
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修改:md2006 FROM 223.79.30.*
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【 在 zdg102 的大作中提到: 】
: 别人说的是半长轴, 请不要曲解概念,平均距离这个是你说的,当然不对。 不要活在自己的意淫里面。
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半轴长不就是椭圆上经过焦点的轴长的一半吗?轴长就是椭圆上两点经过焦点的连线,有无数条
只要运动轨迹是椭圆,你再怎么取它都是个变量,变量除以常量是个常数?——就拿这个考验干部——不对,是小学生,哪个小学生经不住这样的考验?
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修改:md2006 FROM 223.79.30.*
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【 在 zdg102 的大作中提到: 】
: 你先了解一下椭圆的焦点, 经过焦点的连线只有一条
要是只有一条的话,那开3就更扯了,难道行星只在椭圆的两个点上来回蹦跶?
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FROM 223.79.30.*
【 在 zdg102 的大作中提到: 】
: 鸡同鸭讲
经过太阳所在位置的焦点,椭圆上任意2点间连线,看看你能画出多少条来
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FROM 223.79.30.*
人类科学技术史上的两个从来都不会吸取的教训就是迷信权威和迷信自己
1,迷信权威就会失去自我
拿牛顿和爱因斯坦来讲,迷信的结果就是,哪怕他们说了句梦话,也会有许多人去研究,发一堆论文出来。因为这些东西吸引眼球,用现代人的话来讲就是有流量,至于有没有意义,没人关心。就说牛顿那几张被火烧过的手稿纸拍出了300多万的事,据说是牛顿家的猫打翻烛台造成的,猫打翻的和狗打翻的有啥区别?
2,迷信自己就成了井底之蛙,每天就知道在井底呱呱呱。扪心自问:我迷信过自己吗?曾经有相当长一段时间都是惶恐的——坚持一个没有意义的东西值不值?前一个帖子还在讲“为什么说超光速不可能?”,后一个就是“尝试一种宏观物体超光速的可能”。甭管有没有意义,至少咱没被自己迷惑
破除1和2不难,就是实事求是
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修改:md2006 FROM 223.79.30.*
FROM 223.79.30.*