關於牛頓引力和愛因斯坦引力理論的幾點意見

導讀：本文摘錄自獨立學者靈遁者物理科普書籍《變化》，全文4300字，閱讀需要20分鐘。

關於牛頓引力和愛因斯坦引力理論的幾點意見

——靈遁者

在開篇，我要先跟大家說，我更希望你試著去理解本文的思路，而非本文的結果。因為這樣的思路，是大家平時所忽略的。愛因斯坦還說過這樣一句話，估計很少有人聽過：「創新不是由邏輯思維帶來的，儘管最後的結果需要一個邏輯框架。」

我們去學校學習什麼？你把你孩子送去學校是為了什麼？千萬不要講成功，因為成功的路上有千軍萬馬，而且手段大都相同。你真的想你自己的孩子將來這樣嗎？還是用愛因斯坦的一句話來說為什麼：「不要企圖成為一個成功的人，而要努力成為一個有價值的人。」

好了，接下來回到正文，跟我的思路一起走進這次思想之旅。題目是《關於牛頓引力和愛因斯坦引力理論的幾點意見》。這兩種理論，眾多周知，教科書上都學過。這兩位人物也是物理史上不可多得的天才。但他倆的理論是不相容的，矛盾的。這也是我們熟悉的。

我經常說：我們的問題永遠沒有最後一個。要搞清我題目的內容，就要搞清楚整個宏觀物理學的內容，我來問大家開篇的第一個問題。牛頓理論和愛因斯坦理論的根基是什麼？整個宏觀物理學的根基是什麼？搞不清楚這個問題，很多問題費再大的力氣，都是白搭的。

無論你是什麼學歷，男人或女人，給一個答案吧。3分鐘已過，不等你了。我給出我的思考，答案是慣性！你沒有看錯，就是我們初中就開始接觸的物理知識——慣性。

為什麼慣性理論是整個宏觀物理學的根基，我來給你分析一下。牛頓第一定律，就是慣性定律。一般的表述如下：任何物體都要保持勻速直線運動或靜止狀態，直到外力迫使它改變運動狀態為止。

就是這樣的一句話，無比重要。可能你遠遠沒有意識到它有多重要。上過高中物理的人，都清楚，牛頓第一定律，是牛頓第二，第三定律的基礎。而牛頓三大定律，又是牛頓引力理論的基礎。這是慣性在牛頓理論中的地位。

再來說慣性在愛因斯坦理論中的地位。狹義相對論的前提條件有兩個，分別是狹義相對性原理和光速不變。而廣義相對論的前提，也有兩個。分別是廣義相對性原理，和等效原理。

可能有同學看到這裡，會忍不住問了：「這和慣性有啥關係呢？」關係大了。我這樣問大家：「狹義相對性原理到廣義相對性原理，涉及到啥概念？」很明顯是參考系啊。有慣性參考系，有非關係參考系。狹義相對性原理拓展，就到了廣義相對性原理。所以說廣義相對論必須是基於狹義相對論的。如果狹義相對論被證明是錯誤的，那麼廣義相對論肯定就錯了。

靈遁者物理宇宙科普書籍《變化》電子版在靈遁者淘寶有。

還有一個重要的點，就是等效原理。熟悉愛因斯坦是如何建立廣義相對論的人，或者看過我科普書籍《變化》的人，都知道，我在前幾章說過這樣一個事情。愛因斯坦就是抓住引力質量和慣性質量嚴格相等這個事實，受到啟發，才得到等效原理。

大家看到了吧。為什麼說整個宏觀物理學的根基是慣性，答案就不言而喻了。可是真的造化弄人。慣性理論是整個物理學的根基，可是我們竟然不清楚慣性到底是如何產生的！如果你看到了這裡，你總算把當初學校沒有認識到的問題，今天找了回來了。人的一生應該知道一些事情，這個事情我認為就是應該知道的。

很多人會問：「那這麼低級的問題，愛因斯坦沒有認識到嗎？」他當然認識到了，所以他批評過牛頓第一定律。說有循環論證嫌疑。大概就是這樣說牛頓的：「你這個理論建立在不受外力影響的參考繫上，可是由於萬有引力的緣故，不受外力影響的參考系存在嗎？所以你這不是無根之基嗎？」

愛因斯坦的懷疑沒有錯，但他也沒有辦法。不過這裡提一下，馬赫這個人提出一個觀點，大意是慣性是全宇宙物質的作用。這個觀點也啟發過愛因斯坦。但它理論的速度是超距的。這是我反對的。

我自己思考的是這樣的。

新的慣性定義：在引力場中，物體總保持當下運動狀態的性質叫慣性。

根據新的慣性定義，牛頓第一定律應該是這樣的：在引力場中，物體所受外力為零的時候，總保持當下運動狀態的運動，叫慣性運動。

而且我在前面幾章寫道過：「引力是慣性的源泉。」就是說慣性的本質產生原因是引力，是引力場。

有了上面的鋪墊，我們現在回到主題：關於牛頓引力和愛因斯坦引力理論的幾點意見。

說白了，就是兩種理論需要對比理解，看看能得出什麼？

牛頓萬有引力大家都熟悉，公式：F= GMm/ r^2。G為引力常數，等於G=6.67×10?11 N·m2/kg2。愛因斯坦關於引力的理論，大家普遍認為是廣義相對論。公式如下圖：

·G_uv}稱為愛因斯坦張量。

·R_uv是從黎曼張量縮並而成的里奇張量，代表曲率項，表示空間彎曲程度。

· R是從里奇張量縮並而成的標量曲率(或里奇數量)

·g_uv是從(3+1)維時空的度量張量；

·T_uv是能量-動量-應力張量，表示了物質分布和運動狀況。

· G是引力常數，

· c是真空中光速。

整個方程式的意義是：空間物質的能量-動量（T_uv）分布=空間的彎曲狀況（R_uv）。大家就記住這句話比較靠譜。

因為據說能解開這個方程的人，都是天才。比什麼門薩會員啥的，強很多。我本人沒有學過這個方程，這個我在前幾章就說了。世界上，目前關於這個方程的解，寥寥無幾。大家熟悉的有一個叫史瓦西解，一個叫克爾解。其他解就不介紹了，感興趣可以去看看我在本書前面幾章的內容。

接來下我們開始對比分析：

一、兩個理論都是引力理論，誰的理論更靠譜？

我們現在熟悉的還是牛頓引力理論。計算一個人和另一個的人的引力值，多數是用牛頓引力來計算。你肯定沒有見過誰可以用廣義相對論來計算出一個人和另一個人的引力值。為什麼會這樣啊。廣義相對論不是引力理論嗎？怎麼就不能計算？

我先這樣給大家回答。通常情況下，兩個引力理論沒有誰更靠譜的說法。只有適用範圍不同的說法。即牛頓引力適用於低速運動的物體情況。廣義相對論就不同了，高速運動情況下也可以。而且兩個理論的背景不一樣。牛頓是絕對時空，愛因斯坦的是相對時空。

按理說廣義相對論應該是引力理論的升級版，更高級。但就簡便性，適用性，牛頓引力理論明顯強於廣義相對論。廣義相對論是一個二階張量非線性方程，上面說了，能給出解的人都是天才了。拿這個去計算一個人和另一個人的引力值，目前還沒有人做到這點。當然你可以試試。

但為什麼又說它是高級引力理論呢？是因為廣義相對論也是有實驗基礎的。有4大驗證：

1、在水星近日點的進動中，每百年43秒的剩餘進動長期無法得到解釋，被廣義相對論完滿地解釋清楚了。

2、光線在引力場中的彎曲，愛丁頓和戴森的觀測隊利用1919年5月29日的日全食進行觀測的結果，證實了廣義相對論是正確的。

3、再就是引力紅移，按照廣義相對論，在引力場中的時鐘要變慢，因此從恆星表面射到地球上來的光線，其光譜線會發生紅移，這也在很高精度上得到了證實。從此，廣義相對論理論的正確性被得到了廣泛地承認。

4、引力波。這是最新的驗證。

這些驗證足以說明，廣義相對論是正確的理論。但大家注意，我說廣義相對論是正確的理論。我之所以這樣強調，是因為接下來，我說的是你平時沒有想到的。

二、廣義相對論中時空彎曲產生引力的說法靠譜嗎？

牛頓引力的背景時空的絕對的。即絕對時空觀認為時間和空間是兩個獨立的觀念，彼此之間沒有聯繫，分別具有絕對性。絕對時空觀認為時間與空間的度量與慣性參照系的運動狀態無關，同一物體在不同慣性參照系中觀察到的運動學量（如坐標、速度）可通過伽利略變換而互相聯繫。這就是力學相對性原理：一切力學規律在伽利略變換下是不變的。

而廣義相對論卻不是的。有一個圖，請大家看看。

這個圖大家熟悉吧。肯定熟悉，因為全網這個圖太多了。廣義相對論解釋引力產生的原因是：時空彎曲產生引力。宇宙就有了這個圖，便於大家理解。

牛頓關於引力產生的根本原因，其實是沒有答案。和慣性一樣，牛頓認為這是物質固有的屬性。不要問為什麼，本來就這樣。大概就這個意思。愛因斯坦就是認為不是物質的固有屬性，是時空彎曲產生引力。各位這個區別，是根本的！是目前，大家普遍的認識，普遍有的科普印象。可以說已經根深蒂固了。

可是我認為這個理解有問題！有大問題！引力是由時空彎曲產生的。我不知道這個解讀是誰第一個這樣解釋的。如果是別人，那麼我認為錯了。如果是愛因斯坦本人，我也認為他理解自己的理論偏頗了。

再次強調，廣義相對論是正確的，但廣義相對論這樣來解釋引力的成因，值得懷疑。解釋不通，也無法想像。人一定要站在可以想像的地方，去想像。這是一個真理！以時空彎曲去解釋引力成因，註定是無解。看到這裡的人，我想問你：「時空彎曲產生引力，你能理解嗎？你能想像嗎？」

這裡面的問題，你如果細細的盤算，越盤算越迷糊。根本就不正確。用時空彎曲去計算引力，引力是不可計算的。時空能量處於變化之中，時空彎曲也不穩定。具體到一個物體，更是難以想像。這個問題我一直在思考。

廣義相對論這個方程的意義：空間物質的能量-動量（T_uv）分布=空間的彎曲狀況（R_uv）。時空是彎曲的，但不是時空彎曲產生引力。空間物質的能量-動量（T_uv）分布等於空間的彎曲狀況（R_uv），是在描述空間的狀態，不是說空間的彎曲狀況（R_uv）產生了引力。

等於和產生是兩個概念，人們就是受時空背景影響而產生這樣的推理。我們更應該把它理解為現實宇宙的指向。即（T_uv）分布指向R_uv時空曲率，所以可以將此理解為能量物質告訴時空如何彎曲。時空彎曲又告訴物質能量如何運動。這個理解是正確的。

所以答案就清晰了。說廣義相對論是引力理論是沒有錯的。但廣義相對論本質上更是時空理論。所以引力的本源是時空！引力產生的原因是物質時空。物質時空會因為引力而彎曲，但不是時空彎曲產生引力。

甚至如果單單說時空彎曲能產生引力的話。就有這樣的理解，力是憑空產生的！因為時空彎曲沒有實質性「發力」點。上面的那個圖能展示時空彎曲，和物體或星球運動軌道，但不能代表引力產生的示意圖。所以對廣義相對論的錯誤解讀，會導致理論的停滯不前。

再強調一遍，廣義相對論是正確的理論，但與其說廣義相對論是引力理論，不如說它是時空理論。這也是它和牛頓理論的根本區別。而且廣義相對論是時空理論，必然包含了關於引力的部分。所以廣義相對論的方程，也可以叫做宇宙方程。但叫引力方程有點勉強。

三、為什麼說廣義相對論是時空方程？

為什麼這樣說，很明顯。廣義相對論描述的是一個四維時空。包含時間和空間。而包含時間，就必須牽涉到速度問題，而速度問題，又牽涉到運動問題。物質運動又會牽涉到物質分布問題，牽涉到物質，就必須想到引力。所以大家看到了，這是一個很有囊括性的理論。所以與其說是引力理論，不如說是時空理論。這個點，要展開討論，在寫幾萬字也寫不完。

最後再給大家總結一下本章的重點。1、慣性問題才是物理學根基。2、時空彎曲不能產生引力。能產生引力的理解，都是誤解。時空才產生引力，即引力是時空性質。具體再深入研究，我個人認為希格斯場的理論，會對引力理論提供根本上的新助力。期待此理論的發展！2、廣義相對論是時空理論，牛頓理論也是。但是是完全不同的。

我們問題永遠沒有最後一個！但今天就寫到這裡。理解宇宙的路還很長。個人的能力又有限。期待更多人去解這些東西。

摘自獨立學者靈遁者物理宇宙科普書籍《變化》

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！