第337章保罗·潘勒韦的奇点理论

作者:蔡泽禹 加入书签推荐本书

增大。到点p达到点o时,引力会增长至无穷大,这时点p就无法从点o逃逸出来。那么,无穷大的速度和并不亚于它的引力,哪一个会占据上风呢?

经典力学领域的权威专家保罗·阿佩尔(paul appell)用他自己的方法解决了这个问题。在他的《经典力学教程》(urs de mecanique rationnelle,1888),还有后来著名的《经典力学》(traite de mecanique rationnelle,1893)中,他给了一个解释,指出质点p是不可能到达引力中心的,因为“这个运动物体接近点o时,速度无限增加,这显然是无法实现的:在这两个物体距离为0之前,它们会先发生碰撞。”但是这一解释根本没有回答上文提出的那个纯粹理论问题。我们都知道,在这个问题里,引力中心仅仅是一个几何学上的点。

达朗贝尔的答案

当时法国最伟大的数学家达朗贝尔,在他的《数学手册》(opuscules mathematiques,1780)第七卷中论述了这一棘手的问题:“很显然,(质点p)会越过(引力中心),并不断远离,直到它与点o间的距离与它开始运动时的距离相等。之后,它将重复这个过程,不断振荡。”也就是说,运动物体p会在直线方向上以引力中心点o为中心来回振荡。实际上,达朗贝尔刚接触到该问题,就立刻毫不迟疑地得出了这样的结论:运动物体将会越过引力中心继续沿直线运动。他只从动力学方面考虑,由于物体在点o获得无穷大的速度,这个运动必将持续下去。但他没有考虑到,在点o,引力也会增加到无穷大。

让·勒朗·达朗贝尔认为,在点a释放的质点受到引力中心o的吸引而运动时,会穿过点o,继续运动到点a关于点o的对称点a',然后再掉头回来,在点a和点a'之间来回振荡。

在1780年出版的著作中,达朗贝尔给出了质点振荡这个答案,但在同一本书中他也介绍了欧拉得出的另一个答案。欧拉,这位18世纪最著名的瑞士数学家先于他的法国同行,得出了一个达朗贝尔本身没有想到,但也不信服的结论。后者在书中写道:“欧拉先生在《力学》(mecanique)一书中提出,一个直接落向(加速中心o点)的物体,当中心对它的作用力与距离的平方成反比时,会在到达(o)后原路返回。但很显然,这位伟大的几何学家在这点上是错误的。”

毫无疑问,当时与欧拉关系疏远的达朗贝尔很乐于否定欧拉的结果,他称这个结论很荒谬。欧拉是怎样得出这个结论的,确实让人好奇,因它太反直觉了,竟然认为物体会在速度无穷大时突然掉头。这个结论没有考虑两个引起争议的无穷大量,不论是质点p在点o时沿下落方向的速度,还是它在这点受到的引力。

欧拉的奇特结论

借助牛顿曾经用过的方法,欧拉在用拉丁语编写的《力学》

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