Физики! А можно спросить — какой физический смысл имеет возведение в квадрат? Сейчас поясню.
Вот по закону гравитации сила притяжения обратно пропорциональна квадрату расстояния между объекта. И по закону Кулона сила взаимодействия электронов — точно так же. Так вот, вопрос — почему именно квадрат, а не линия или куб? Просто так вышло? Или есть более интересное объяснение?
И раз уж я об этом спросил, еще спрошу вот что. Как известно, гравитация — это на самом деле искривление пространственно–временного континуума. Так вот, вопрос — если сила Кулона рассчитывается по схожей формуле, то там тоже искривление, или всё–таки что–то другое?
Думаю, в каждом конкретном случае возведение в квадрат имеет свой собственный физический смысл.
Например, в формуле ускорения ( м/с2 ) означает вторую производную от координаты. В формуле давления ( Н/м2 ) означает воздействие на двумерную поверхность, а не на одномерную линию, а в формуле силы электромагнитного взаимодействия (делим на квадрат расстояния), думаю, отображает способ распространения электромагнитных волн (волна в точках на краю волнового фронта порождает волну в следующих точках пространства).
С чем связано возведение в квадрат в формуле для расчёта гравитационного взаимодействия, думаю, ты теперь понимаешь, что невозможно ответить. Смысл может быть совершенно разным в зависимости от наших представлений о гравитации. А наши представления о гравитации ещё очень далеки от совершенства.
Прошу прощения у умных людей, если несу чушь :)
В посте не помешает ссылка на статью из википедии про закон обратных квадратов.
А после знакомства с эмпирикой Фарадея — представьте хрустальную сферу любого радиуса и в её центре лампочку, которая испускает, скажем, стотыщ миллионов фотонов ежесекундно. И они летят себе, ударяются в сферу и, тем самым, на сферу давят. Число фотонов на единичку площади обнаружится пропорциональным обратному квадрату радиуса сферы. Сила давления света на фиговину неизменного размера (и вообще пусть неизменную саму по себе, для простоты) обратно пропорциональна квадрату радиуса. Это вот почти квантовая теория поля вышла у нас, осталось натянуть на всё это принцип неопределённости, пропагаторы, диаграммы Фейнмана как инфографику и всё такое прочее. Да, хрустальная сфера — для поэтичности.
И чтобы не повторяться, я все–таки покажу полный лагранжиан Стандартной модели, которая ко всему прочему не полна, как известно и содержит некоторые проблемы. Но этот лагранжиан позволяет максимально точно описать все явления, кроме гравитации. Это все к словам про простые и одинаковые формулы, потом буду ссылаться сюда, когда кто–то в очередной раз начнет рассказывать про простоту и одинаковость физических законов. Итак, встречайте: