如果把一个完美球体,放到绝对平的平面上,接触面是不是无限小?

这是一个非常有意思的问题 , 这牵涉到数学上的绝对以及物理中的现实 , 两个方面存在着假设和现实之间的差异问题 。 就像在纸上画一个点或者一条线一样 , 我们的初衷或者说假设 , 其实是想构造一个一维的无限小的点、以及一条无限细的线段 , 而实际上我们在现实中 , 是无法做出理论上的点和线的 。
如果把一个完美球体,放到绝对平的平面上,接触面是不是无限小?
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问题中描述的 , 绝对圆的球体与绝对平的平面接触 , 和上面的点、线有“异曲同工”的地方 , 下面简单予以分析一下 。
数学中的球体与平面接触
学过平面几何的朋友 , 都知道这样一个理论上的结果 , 我们把一个圆与一条直线相切时 , 直线与圆的接触处 , 仅仅是圆周上的一个点而已 , 如果交点不是一个 , 那么圆与直线就不是数学意义上的相切 。
如果把一个完美球体,放到绝对平的平面上,接触面是不是无限小?
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同理 , 把一个绝对圆的球体 , 放到一个绝对平的平面上 , 在数学上 , 表达的即是平面与球体相切 , 也就是说两者的接触处也只能有一个点 , 否则也不是数学意义上的球体与平面相切 。
如果把一个完美球体,放到绝对平的平面上,接触面是不是无限小?
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我们可以想象一下 , 在球体与平面的相接触处 , 如果我们不断放大这一区域 , 理论上这个点的大小是不会发生任何变化的 , 因为只有一个点 , 而且这个点是处于无限小的状态 , 也就是说不能把它划分为更多的点 , 否则也就违背了相切的数学理论 。
如果把一个完美球体,放到绝对平的平面上,接触面是不是无限小?
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但是 , 如果在现实中 , 我们把一个球放到很光滑的平面上 , 当把接触区域放大到一定程度后 , 我们就会发现 , 它们接触的地方是一个面 , 而不是一个点 。 所以 , 数学特别是几何理论的构造 , 是以“绝对”为基础的 , 与我们现实中的体会和感觉 , 有时候显得格格不入 , 因为在现实中根本无法找到绝对意外上的案例 。
现实层面的球体与平面接触
如果把一个完美球体,放到绝对平的平面上,接触面是不是无限小?】现实是与物理紧密相连的 。 虽然物理与数学也有千丝万缕的联系 , 但仅是计算和数理方面的应用 。 而现实则不一样 , 它是完全遵循着物理规律、脱离不了物理理论体系的 , 物理理论需要通过现实来验证和检验 。
如果不考虑现实中球体和平面接触后的形变 , 那么接触处的实际情况 , 也不可能做到接触处只是一个无限小的点 , 拿球体来说 , 无论是什么材料制成 , 即使是最圆、最光滑、最为完美的球体 , 它也是由原子或者分子聚集在一起 , 所形成的一种结构 。 原子或者分子间 , 以相应的共价键结合形成立方晶体 。
如果把一个完美球体,放到绝对平的平面上,接触面是不是无限小?
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如果我们把球体表面放大许多倍 , 就能看到由无数原子或者分子组合的立方晶体结构 , 其最外面应该是一个平的而非曲面 。 这就像用方砖垒砌的大烟囱一样 , 一圈的砖头数量够多的话 , 我们从外面看一圈就是个圆形 。 正因为原子或者分子的大小非常小 , 我们并不能用肉眼观察到立方的晶体结构 。
如果把一个完美球体,放到绝对平的平面上,接触面是不是无限小?
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所以 , 在现实中 , 无论是什么球 , 用物理理论来看 , 就不存在绝对的完美球体 。
物理层面的压强因素
在地球上 , 如果考虑到球体对平面的压强因素 , 那么我们就会更加明显地看出 , 它们之间的接触处更不可能只是一个点 。