第五章 自然地理面中的力

自然地理面中任何一种成分，都处在不停的运动之中。一个客体运动状态的改变，其基本原因在于作用于其上的力的改变。同时，力和能又是联系在一起的。因此，正确地运用物理学中关于力的一般知识和基本概念，去解释和分析不停运动着的自然地理现象，是我们的又一项重要任务。

根据现代物理学中关于力的划分，在自然界中共有四类，它们分别是引力、电磁力、强相互作用力和弱相互作用力，这是从 1948—1949 年开始，就已经了解了的。这四种力的比较为：强相互作用就是原子核吸引在一起的力， 它的强

度最大；电磁相互作用就是电力和磁力；弱相互作用有很多种，1946 年以前，只知道一种弱相互作用，即β衰变，自那以后，发现了很多新基本粒子的种种不同衰变，因而也就发现了多种弱相互作用；至于引力相互作用， 这是人类最先发现也是研究得比较成熟的一种力。

这四种力的相对强度以引力相互作用为最小，只是强相互作用的 10^-38， 假如两个质点相距为 r，那么二者之间的引力相互作用只是二者电磁相互作用的 10^-38。但在日常生活中，引力作用却是非常重要的，而且我们感觉到它的强度似乎不至于如此小，这是由于引力相互作用永远是相加的，而其它三种相互作用都是既有相吸的力，也有相斥的的力，所以把许多物质放在一起， 它们之间的相吸与相斥彼此发生抵消，唯有引力是连续不断地相加，因此人们感觉到引力很大。事实上，在自然地理面中，各个成分的运动，处处离不开引力的作用，这对于我们来说是极为熟悉的。此外，在这四种相互作用里， 电磁力和引力是所谓的长程力，而其余两种则是短程的相互作用力。

在自然地理面中，根据所研究的特定对象，对于其中物体运动所经受的力，一般可以归纳为以下几类。其一为构造力，它是由于地球内部物质的运动和分异在地表的响应。这种构造力，在自然地理面中的显示，就构成了它的骨架和基础。关于构造力的基本规律，目前还不十分清楚。而我们的注意力并不在研讨构造力的机制，而是了解它对于地表面的作用结果；其二，就是引力，包括地球的重力和星际间的引力，这是影响地表物质迁移和能量转换的重要作用因素，可以说，自然地理面中的全部过程，都有引力的作用显示。特别对于地表面的外力作用来说，如无引力的参与，那是不可想象的。其三，就是外部作用力，它是以太阳辐射能为主的几种形式的总称，其中包括着风化作用力即地表侵蚀力，尤其是表现在水力和风力的作用上；其四， 是由于地球本身的运动所形成的力，如摩擦力、离极力及地转偏向力等。其五，可以称之为微观方面的力，如分子力、胶体吸附力等⋯⋯。以上的划分是不严格的，主要为的是使用上的方便。它们共同制约着物体的运动状态以及物质和能量传输的强度和方向。地球表面上任何一种物体的运动方向和强度，都是上述全部力或一部分力的合力作用结果。因此，首先要对力的合成

与分解有一基本了解，这就要从向量谈起。