第二章 自然界中的基本现象
在宇宙中存在的事物非常复杂，但归结起来只不过是物体及其运动、作用和变化三个基本现象或说是物体的演化现象(或说是物质关系或质空关系变化现象)。在力学和物理学中，关于运动、作用和变化三个现象的认识存在着模糊不清与混乱状况。要建立作用学，首先必须将这些作用学基本概念搞清楚。本章的核心任务是：（1）搞清运动、作用和变化是自然中的三个基本现象，三者具有统一关系规律；（2）认识运动量、作用量和变化量间的统一关系规律；(3)掌握作用、作用量和力三者间的统一规律，明确力是瞬间量、作用量是积累量。
§2.1. 运动及其量
运动仅是指独立体在自身动量控制下改变其所在空间位置的现象。运动不象存在，运动只是物体的一种现象。运动本身是在它的动量控制下进行的，而存在与运动又是导致进一步作用的原因。运动现象的量叫运动量，记为Φ. 运动量等于物体的质量m与物体的位移距离L之积，等于物体质量m与物体的运动速度v、时间t之积。即，
　　　　　φ=mL=mvt
单位时间产生的运动量叫动量，记为I；I等于质量m与速度v之积。即，
I=mv=Φ/t
动量是指物体在单位时间产生的运动量。运动的单位量还有运动距离和运动速度。运动距离是指单位质量在运动时间t内运行的空间距离，即
　　　　　 L=φ/m
速度v是物体在单位时间内运行的距离，即
　　　　　v=L/t=φ/mt
若单位质量是ρ，那么，
　　　　　V=φ/ρ
叫运动物体在运动中所占有的空间(体积)量。
关于运动概念认识，传统理论认为，凡是物体改变其所在空间位置的作用现象都叫运动，并且，在传统理论中，广义的运动包括所有自然现象，即，包括运动、作用和变化三个基本现象、包括变形、生物生长、所有自然体演化或物质关系变化等所有自然现象。很显然，这样一个具有多重含义的运动概念有些概念不清与混乱、是会把人们的认识头脑搞糊涂的。所以，我们有必要重新确立运动的定义。确立运动的定义主要是为了搞清运动与作用和变化等现象之间的关系、认识各种自然现象的本质。因此，运动、作用和变化等不同概念的俄含义也不能相互重叠与混淆。
运动只是物体的现象，运动的量及其单位量都是现象的量，都没有存在的特性。现象只是一种影象、一闪而过，可以连续不断地发生。现象不像物质，也不象空间，它不是存在，也不是虚无，只是物体的现象。现象有量，我们必须将物体、现象和现象的量三种概念区分开来。在力学中有许多种力。无论什么力，它们都只是作用现象的单位量——单位时间或瞬间作用量。
§2.2.作用、作用量和力
2.2.1.作用、作用量和力的基本含义
在力学产生之前的200多万年慢长历史时期之中，在人们的头脑思维意识中始终认为：“作用都是指由诸多神的超常本领与能力所产生的支配控制作用、世上一切事物的存在及其发展演化都是由神一类事物的支配与控制所规定的”。这种思想学说叫神作用说。随着时代的发展和人类认识领域的扩大，人们发现：世间根本没有神类存在，所以，在力学形成时期，人们又认为：“自然物自身有支配自然物发展演化的（能）力（引力和斥力）、自然发展与演化都是由自然物的力来控制的”，所以，大约在300多年前的牛顿时代，产生了以“由物的力（产生的作用）控制自然发展演化”的思想学说为核心的力学。事实上，自然的发展与演化都是由错综复杂的物质关系或质空关系的动态变化规律所决定的。作用只是动态关系变化规律中的一种现象。在这个问题上，传统科学中的基础理论存在很大误区，所以，作用学重新对作用、作用量和力的概念进行重新认识如下：
○1作用　作用是发生在相互作用物体之间、为相互作用物体共同所有的现象，是指作用物体使受作用物体的运动或形态（物质关系或质空关系）发生变化的现象。作用只是一种现象。作用是因为存在与运动差异而造成的相互对立、相互联系、相互影响、相互冲突、相互改变、相互制约的现象。作用是变化、新的存在、新的运动与新的质空关系或新的物质组合关系状态形成的原因；作用是差异存在与差异运动的结果。作用发生在：（1）物质与空间之间，(2)物质与物质之间，（3）物体与物体之间。不仅物体对物体的改变现象是作用，物体或物质占有空间的现象也是作用，物体对空间的改造也是作用；不仅克服阻力、排除障碍是作用，躲闪与屏护也是作用。然而，最基本的作用现象是物体与物体之间的接触作用，如推、拉、冲撞、碰撞等等都是最基本的、只发生在两者之间的作用现象，其它一些作用如吸引、排斥、屏护等都是在基本作用现象基础上形成的。
○2作用量　作用现象的量叫作用量，记为A. 在人类科学历史上，关于作用量的定义与取值范围很少有人考虑，只是在1668年伦敦皇家学会倡导“通过实验将碰撞现象弄清楚”的背景下，牛顿在实验基础上提出“在碰撞中起决定作用的是动量”。由于当时人们要确定的是力而不是作用量，并且，当时人们偏重于考虑“运动与力之间的关系”，更重要的是，当时人们还受“神力作用”思想的控制，一时还不能完全摆脱神力思想的束缚，在人们的头脑思维意识中总是存在“作用量就是力”的观念，所以，关于作用量的定义与取值范围始终没被正确确定。通过笔者近20多年的反复研究与实验证明：作用量就等于作用物（相对于受作用物的相对）动量。由于作用现象仅由作用物的运动引起（反作用物对作用物形成的基本作用叫反作用），作用量仅由运动着的作用物的动量直接产生，作用物对受作用物之所以能形成作用，就是因为它有动量，所以，作用量就等于作用物（相对于受作用物的相对）动量。即，设作用物的质量是m，运动速度是v，那么,作用量
　　　　A=mv.
绝对动量是很难测到的，而且，在接触作用现象中，产生作用的只是相对动量。因此，作用量实际上由作用物相对于受作用物的相对动量产生，作用量等于作用物相对于受作用物运动的动量。即，若作用物体相对于受作用物体运动的动量是mu，作用物体将对受作用物体形成的作用量是
　　　　A=mu
物体运动是由作用物体自身的动量来控制的。即，控制运动物体运动的作用量等于运动物体自身的动量。若物体的动量mv，那么，控制它自身运动的作用量就是
　　A0=mv.
控制作用物体对受作用物体产生接触作用的作用量是作用物体与受作用物体间的相对作用量。可见，控制运动的作用量与控制运动变化的作用量之间的联系与统一。那么，使物体运动速度发生变化的作用量与使物体变形的作用量之间有什么区别与联系呢？据研究，使物体变形和使物体改变动量的作用量都是该定义所确立的作用量A值，而受作用物体获得的动量增量仅等于实作用量＊。关于这一点，还需在明确作用的对立统一规律条件下搞清，对此，将在作用的对立统一规律一章讨论。
　　○3力　关于力，在300多年前，牛顿基于他对碰撞实验结果的认识和他的自然观（关于力是什么的思想观念）确立了一个力的定义及其取值范围。牛顿给力的定义是：“力是使受作用物体改变运动状态、产生加速度的作用（量）”；牛顿给力的取值范围是：“力等于受作用物的质量m与其运动加速度a之积；等于作用物的质量与其负加速度之积”。即，
　　　　F=ma
牛顿的这一定义是否科学呢？据研究认为，力的这一定义犯了很大的片面性错误：其一，该力的定义掩盖了“力与作用、作用量间的统一关系规律”；其二，该力的定义掩盖了“力由虚力和实力合成”的客观规律；其三，该力的定义扭曲了“作用、合作用与阻碍作用（包括反作用）”三者之间的对立统一规律；其四，该力的定义掩盖了作用的相对性规律，给人类的生产与科研带来了很大麻烦。其五，该力的定义掩盖了作用与运动和变化间的本质关系。力是作用物支配受作用物变化的作用速度，仅由作用物（相对于受作用物的相对）动量产生，它只等于作用物在作用瞬间产生的作用量。所以，我们应该这样给力下定义：力是作用物在一瞬间（或单位时间）使受作用物变化的作用量。即，
F=A/t
牛顿第二定律确定的力仅是力的一个部分。这个部分仅是作用物在一瞬间用于排开障碍物质的作用量，仅构成力的一个部分。力的另一个部分是作用物在单位时间或一瞬间用于占有受作用物的空间、使受作用物产生变形量的作用量。关于这一点，还将结合作用的对立统一规律研究来加以进一步阐明。
　　我们强调“作用量是积累量、力是瞬间量”，是因为这关系到认识作用与变形之间的关系规律。如果误认为“力是作用量”或误认为“力等于作用量”，那么，在实践中，我们就会犯错误，就不能正确认识和解决作用与变形之间的关系问题，更不能正确认识自然体演化与作用之间的关系规律，不能确切预测未来事件的发生与发展状况。为进一步加深理解，下面让我们来分析几个实例：
例1：分析地球上一质量是M的巨大岩体对地球的作用、作用量和作用力。
分析：根据作用学关于作用的含义，岩体M对地球构成作用的现象是岩体对地球的作用，其作用的原因是岩体相对于地球的运动。由于岩体相对地球的动量是Mgt，所以，岩体必然与地球发生相互作用。根据作用量的定义，岩体对地球形成的作用量就等于岩体相对于地球的动量，即
　　　　 A=Mgt
根据力的定义，岩体对地球构成作用的力就等于岩体在单位时间内对地球形成作用的作用量。即
　　　　 F=A/t=Mg.
例2.用绳索将质量为m的重物悬吊在房梁上，悬吊时间是t，问绳索受的吊拉作用量是多少？
解：根据力学，重物和绳索受的下拉力都是F=-mg，其下拉作用量都是
　　　　 A=-mgt
由于重物在上下两个方向作用下处于静止状态，所以，吊拉(上拉)与下拉作用量大小相等、方向相反。即吊拉作用量是
　　　　A'=-A=-mgt
例3.瀑布水流一泻而下，对瀑崖下花岗岩构成冲击，长年累月便将坚硬的花岗岩体冲出冲坑。设水流量是Q，瀑布落差是h，试求瀑布水对花岗岩体的冲击作用量。
解：根据作用学关于作用量等于作用物质相对于受作用物体运动的动量，得任意时刻冲击花岗岩体的水的质量m=Qt公斤/秒，若瀑布水流的初速度(瀑布水下落前的流动速度)是v=Q/s，s是水流断面面积，瀑布对花岗岩的冲力是F=Qt(Q/s+√2gh),所以，瀑布对花岗岩的冲击作用量是
　　　　　 A=∫0tQt(Q/s+√2gh )dt
可见，瀑布水流冲力虽然不大，但能够产生巨大的冲刷作用量。
例4.将一质量为m的物体从倾角为30º、长度为L的斜坡下拉到坡上，其拉力是F，m沿斜坡上滑的运动速度是v，若坡面是光滑的，求拉力F值和上拉作用量的值。
解：根据力学，m共受三个力：重力、支承束缚力和拉力。如图所示，重力垂直指向地平面，支承束缚力垂　　　　 N　mv　 F
直于斜面，拉力平行于斜面。重力是
G=mg，支承力是N=-mgcosα，物体在　　　　α　　G
F、G和N三者作用下处于运动状态，即
　　　　∫0t(F+G+N)dt=mv
所以，拉力
　　 F=d(mv)/dt-G-N，
上拉作用量是
　　A=mv-∫0t(G+N)dt.
可见作用学对作用的认识与力学认识之间的差别。
2.2.2.作用学量的运算规则