F=ma是力的定义吗？

今天咱们来填一个老坑……

之前有期视频留了思考题，后来就一直有人来问答案……其实思考题就是用来引发大家的思考的嘛，如果问答案的话就失去了出思考题的意义了 ╮(╯▽╰)╭

问：F=ma是谁的定义？很多人想回答“这是力的定义”。如果你这么想，那接下来可以考虑一下这件事情：F=ma（或者F=dp/dt都行）是牛顿第二「定律」，如果一个「定律」是“定义”了一个概念，那它还是「定律」吗？

举个狸子，有人宣布一条定律：我在幸运日买的股票都能涨。你问他「幸运日」的定义是什么？他说股票涨的日子就是「幸运日」的定义啊。那么这就不是一条定律，如果是定律，它将永远都是成立的，没有可证伪性。所以它实际上是一句伪装成定律的「定义」。

或者，有人宣称：中医不科学。你问那青蒿素的发现也不属于科学吗？他就说那不属于“纯中医”，他想宣称的是“纯中医”不科学。然后你跟他不断深入交流后就发现，他对“纯中医”的定义就是：凡是科学的就划在定义圈外，不科学的就在圈内。论点完全等价于定义，那他宣布的就不是一个「定律」，而是他个人的「定义」。

再说F=ma这件事，其实牛Sir本人是将定义和定律区分的很清楚的，在他的《自然哲学的数学原理》里，对力的定义是写在定律的前面的：

牛顿定义力靠的是【穷举】，确实只有这样才能赋予牛顿力学体系以可证伪性：如果我哪天在实验上看到偏离F=ma的现象，且我认识的力都已经找遍了，那就要么认为穷举清单错了，存在新的我不知道的力（原力、魔力，随便取啥名字，反正要加入到穷举清单里），要么认为F=ma错了需要修正。不这样想，F=ma就没有可错性。

有人问了：现实中的力有那么多种，如果现今为了让理论体系严谨，得让物理学穷举多少种力啊？实际上，以现代物理学的眼光来看，【穷举】这个工作反倒没那么复杂了，因为还原到最基本的力（相互作用）只有4种，很容易就穷举完了。赵凯华在编写新概念力学教材时就注意到了这一点，将牛顿第一定律的主语的表述调整为“自由粒子”：

牛顿定律的问题其实被很多物理学家批判过，（为了避免读者太长不看），简单来说答案就是：F=ma是关于力的半个定律，另外半个是胡克定律F=kx、引力定律F=GMm/r²、库仑定律F=kQq/r²等等……这两个半边如果单说一边，都不是完整的定律，所以才会出现牛二名叫定律但其实又像是定义的迷惑现象……但两边合在一起后就是个有效的定律了。

但这还不是最精彩的部分。当整个理论体系照这种方式构建时，还有一个更宏伟的物理规律被蕴含在理论框架中传达给我们，即：这些不同定律算出的力F全都是可以相加相减（矢量的）混在一起运算的！力F就像各类物理效应之间的“通货”，像沟通它们之间进行交易的货币一样。这便是牛顿理论最意义非凡的贡献，他所发现的是整套“金融体系”啊！让后辈的科学家得以在他建立的体系下“掘金”大自然。我们的教材从未以这种史诗的视角来讲授科学，仅仅是让学生枯燥地学一条条浮于表面的“交易规则”，不同来源的力能够放在一起运算仿佛是轻描淡写理所当然的事。如果你能思考到这一步，那么你就已经通过了思考题的检测。

如果要省流，你来问答案：“F=ma是力的定义吗”，我回答“是”，你说“好的我记住了”，这有什么意义呢？这样根本不是在学物理，思考的过程才能让你提升自己啊。你以为答对答案就是终点了，但可能答案完全不是以你想的那种方式而成为答案的…（这也是很多同学一直做题对答案来学习却没有提升水平的原因之一）

既然是货币，那F不是唯一能用的工具也就没啥好奇怪的了。哈密顿量H、拉格朗日量L、作用量S这些人造的工具都可以取代F来完成力学的计算和预测工作。（当然这些是大学思考的内容，中学的同学不必困惑不知道这些。）

有些初学的同学说，拉格朗日量、作用量这些感觉像人类虚构的概念，我的回答是，其实力F也是人类虚构的概念……人类觉得用力F建立的力学易于理解，完全是因为人类有手臂，手臂肌肉里有相应的感受器，在搬砖时能感受到肌肉紧张的那种感觉，于是力的概念能够最早被人类所理解……但自然界没有任何理由要遵循人类的喜好来安排自己底层的自然法则，如今人们已经发现，在涉及相对论和量子的物理理论里，拉格朗日量、作用量这些人类根本没有相应感官的物理量反而比力F更好用。

视频里还有另外几个思考题，这些思考题又会不断引申出新的问题，要都讲一遍挺复杂的（比如质量的定义，得分惯性质量和引力质量来讲）……所以我对问答案的同学的回复一般都是：只要你看到问题感兴趣，愿意深入思考，而不是满足于做题对答案，就算通过检测了。实际上要深入回答这些问题，上限是非常高的。如果要我回答完这些问题，我可能得写一本书那么厚……而且我很清楚我物理学的就是个蔡鸡 (lll￢ω￢) 我的答案也可能是片面的，一个人的思考能力终究是有限的，让这些思考题激发各位将来得出比我更好的思考，比叭叭分享我个人的答案更有价值