最大作用实例？

戴榕菁

 

1．简单背景

在生活中人们对于物体的这样两种运动已经习以为常：1）物体在压力或撞击力或抛掷力作用下获得初始动量而向上运动然后再由于重力的作用而下落；2）滑轮一侧的链条在向下的拉力作用下借助滑轮的杠杆作用将滑轮另一侧的链条及捆绑在链条上的物体拉向上方。

但是，以英国科普网红史蒂夫莫德命名的莫德效应即著名的链珠喷泉（Chain Fountain）现象【[1]】却向世人展示了与上述经验常识相悖的情景：链条的一侧受到重力作用而下落的运动没有经过任何滑轮的杠杆作用，直接将链条的另一侧往上拉向空中；不仅如此，对于上升侧的链条来说，从被拉动开始上升到超出容器口继续上升的整个过程是连续的，并不存在人们所熟悉的向上抛掷或撞击的瞬间突发作用力，而且如本人在2022年分析指出的【[2]】：上升侧的链条内的拉力是越往上越大。这显然与由于地下压力而喷向空中的自然喷泉的原理完全相悖，因而如我在上文“莫德律与机会欲望”【[3]】中指出的，“链珠喷泉”这个名字具有误导性而且迄今为止主流学界对于该现象的困惑和迷茫在很大程度上恐怕与该名字的误导有关。

相应地，我认为所谓的莫德效应不应被称为链珠喷泉（Chain Fountain）现象，而应被称为“无形的动力滑轮现象”或Invisible Dynamic Pulley Phenomenon简称IDP现象。

2. 最大作用实例假设

对前文“莫德律与机会欲望”【3】的讨论让我对于莫德效应即IDP现象或所谓的链珠喷泉现象突然有了一种新的想法：这种现象不但明显违背了18世纪由皮埃尔·路易·莫佩尔蒂（Pierre Louis Maupertuis）, 莱昂哈德·欧拉（Leonhard Euler），以及约瑟夫·路易·拉格朗日（Joseph-Louis Lagrange）发展出的经典力学中的最小作用原理（Principle of Least Action），而且连本世纪初人们在最小作用原理基础上提出的驻定作用原理(Principle of Stationary Action)【[4],[5]】都不满足。

最小作用原理被当作了20世纪物理学尤其是量子理论的基础（尽管这是一个逻辑上有严重缺陷的基础【[6],[7],[8],[9]】），而人们在本世纪初又论证了一般的动力学过程不一定是作用（action）的最小路径也可以是作用（action）的鞍点路径【4,5】。但是，莫德效应所反映出来的似乎应该是作用（action）的最大路径。

我之所以在本文标题上打了个问号是因为我并没有从数学上严格地证明莫德效应或称IDP现象或所谓的链珠喷泉现象所走的是最大作用（action）的路径，但我非常强烈地感觉它应该是沿着最大作用（action）的路径进行的，所以就暂且将它作为一种假设（hypothesis）提出来吧。

3. 结束语

人类对于自然的认识是一个不断深化和纠错的过程。自十多年前人们发现了被称为莫德效应的现象后，主流学界将之命名为链珠喷泉现象（Chain Fountain）并至今一直受到这个名字的心理暗示误导，从而试图找出该现象背后可以与自然界的喷泉原理类似的原理。但是，自然界在这里给轻视哲学思维的主流学界开了个玩笑。如我自2022年开始指出的，莫德效应的作用原理不是自下而上的推力，而是自上而下的拉力；因此，该现象在作用原理上与自然界的喷泉并无共同之处，反而更象是链条的一侧在重力作用下通过一个“无形的滑轮”将链条的另一侧拉向空中，所以被称作“无形的动力滑轮现象”更为贴切。。。。这种现象在物理理论上的重要性在于它提供了一个严重违背最小作用原理（Principle of Least Action）而且很可能也不符合已知的鞍点作用原理（Principle of Stationary Action）的实例。。。。。。

 

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[[1]]Chain Fountain, Wikipedia, Retrieved from: https://en.wikipedia.org/wiki/Chain_fountain. Last edited on 3 January 2025, at 01:36 (UTC).

[[2]]Dai, R. (2022). The Dynamics of the Chain Fountain. Global Journal of Science Frontier Research: A Physics and Space Science Volume 22 Issue 8 Version 1.0 Year 2022 Type: Double Blind Peer Reviewed International Research Journal Publisher: Global Journals Online ISSN: 2249-4626 & Print ISSN: 0975-5896. pp. 1-6. Retrieved from: https://globaljournals.org/GJSFR_Volume22/E-Journal_GJSFR_(A)_Vol_22_Issue_8.pdf

【[3]】戴榕菁（2025）莫德律与机会欲望

【[4]】Wikipedia. Action principles. Retrieved from: https://en.wikipedia.org/wiki/Action_principles. Last edited on 26 November 2024, at 16:21 (UTC).

[[5]]Gray, C. G. and Taylor, Edwin F. (2007). “When action is not least”. American Journal of Physics. 75 (5): 434–458. Bibcode:2007AmJPh..75..434G. doi:10.1119/1.2710480. ISSN 0002-9505. Retrieved from: https://www.eftaylor.com/pub/Gray&TaylorAJP.pdf

【[6]】戴榕菁（2024）薛定谔方程与量子化

【[7]】戴榕菁（2024）探秘薛定谔方程的推导

[[8]]Dai, R. (2024). A Short Survey of the Defects in Schrödinger’s Derivation. Retrieved from: https://www.researchgate.net/publication/383751232_A_Short_Survey_of_the_Defects_in_Schrodinger's_Derivation

[[9]] Dai, R. (2024). Schrödinger Equation and Quantization. Retrieved from: https://www.researchgate.net/publication/385379588_Schrodinger_Equation_and_Quantization