導(dǎo)讀：慣性質(zhì)量等于引力質(zhì)量，意味著什么，至今是懸案。雖然實(shí)驗(yàn)已經(jīng)證明了它們相等，愛因斯坦也以此創(chuàng)立相對(duì)論。但是究竟它們?yōu)槭裁聪嗟?，牛頓沒有給出答案，愛因斯坦也沒有。大家認(rèn)為它們相等的原因是什么？難道真的是偶然？

鋪墊文：

在愛因斯坦和貝索第一次見面時(shí)，愛因斯坦還不是我們熟知的那個(gè)世界聞名的“愛因斯坦”。他還只是阿爾伯特·愛因斯坦，一個(gè)大約17歲的少年，有著屬于他那個(gè)年齡的煩惱，小提琴拉得很棒。米歇爾·貝索年齡大一些，23歲，他們志趣相投。米歇爾·貝索在意大利東北部港口城市里雅斯特長大，那時(shí)的他已經(jīng)開始顯示出令人印象深刻的數(shù)學(xué)天賦，但是由于不聽話，被就讀的高中開除了，只好到羅馬投靠他的叔叔。因此，他與愛因斯坦有了交集。愛因斯坦當(dāng)時(shí)在瑞士理工學(xué)院讀書，他的教授十分憎惡他在智力上表現(xiàn)出的傲慢自大，為了泄憤故意刁難他，不讓他進(jìn)入圖書館。

　他們第一次見面是在瑞士北部城市蘇黎世，在一個(gè)音樂派對(duì)上。他們愉快地聊天，愛因斯坦得知貝索在電機(jī)廠工作，貝索得知愛因斯坦正在研究物理學(xué)。他們迅速成了朋友——最好的朋友。他們一口氣談了幾小時(shí)。也許從那時(shí)起，他們就意識(shí)到彼此某些內(nèi)在的東西很相似：他們都想找出事情的真相。

　　后來，貝索成為愛因斯坦全方位的密友，無論有什么事情，愛因斯坦都會(huì)先征求貝索的意見。正如愛因斯坦所說，貝索是“全歐洲最好的回音壁”。貝索會(huì)提出正確的問題，從而激發(fā)愛因斯坦找到正確的答案。有時(shí)，他會(huì)做更多的事情——變身為一個(gè)合作者，提出建議，做些計(jì)算。在其他時(shí)候，他則是一個(gè)完美的傻瓜，愛因斯坦稱他為呆子。

　　盡管貝索給人的印象是似乎永遠(yuǎn)也不知道自己在做什么，但這并不是因?yàn)樗粔蚵斆?。“貝索的偉大力量在于他的智慧，”愛因斯坦寫道，“他的智慧是非凡的，就潛藏在他?duì)自己的道德義務(wù)和職業(yè)義務(wù)的無盡奉獻(xiàn)中。他的弱點(diǎn)是決策精神不足。這就是他一生取得的成就與他卓越的才能以及他那非凡的科學(xué)和技術(shù)知識(shí)不匹配的原因。”

　　貝索同時(shí)也扮演著愛因斯坦良師益友的角色，敦促愛因斯坦與未來的妻子米列娃一起攻堅(jiān)克難，或者在兒子面前做一個(gè)更好的父親。在米列娃生病時(shí)，貝索幫忙照顧他們的兒子。“其他任何人都不能跟我如此之親近，沒有人如此了解我?！?愛因斯坦在1918年寫道。

愛因斯坦和貝索討論過這樣一個(gè)問題：為了測(cè)量時(shí)間，我們會(huì)拿哪兩個(gè)量來進(jìn)行比較。愛因斯坦意識(shí)到，在時(shí)間發(fā)揮作用的前提下，我們所有的判斷都是以同時(shí)發(fā)生的事件為前提的判斷。例如，如果我說“火車7點(diǎn)到達(dá)這里”，我的意思是我的手表的時(shí)針指向7點(diǎn)和火車的到來是同時(shí)發(fā)生的事件。

　　但是人們是怎么知道兩個(gè)事件是同時(shí)發(fā)生的呢？也許你靜止站著，看到兩盞遙遠(yuǎn)的燈在同一時(shí)刻亮起。它們是同時(shí)發(fā)生的。但是如果你一直在移動(dòng)，又會(huì)怎樣呢？如果你正好向著A燈的方向移動(dòng)，而遠(yuǎn)離B燈，那么你會(huì)看到A燈先亮，因?yàn)锽燈發(fā)出的光要花更長的時(shí)間才能到達(dá)你的眼睛。

　　同時(shí)性不是絕對(duì)的。根本就不存在這樣一個(gè)將所有觀察者都囊括在內(nèi)的“現(xiàn)在”。時(shí)間是相對(duì)的，空間也是相對(duì)的。

　　隨后，愛因斯坦?jié)u漸明白了這一切：所有觀察者，不管他們自身的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)如何，都可以看到光線以每秒30萬千米的速度傳播，這是完全可能的。光的速度是在一個(gè)給定時(shí)間內(nèi)對(duì)光穿過的距離的度量。但是，時(shí)間是會(huì)根據(jù)你的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)而改變的。因此，即使你相對(duì)于光線移動(dòng)，時(shí)間本身也會(huì)減慢到足夠長，從而使你測(cè)量到的光線的速度正好是麥克斯韋方程要求的光線的速度。

正文：

人們做了許多實(shí)驗(yàn)以測(cè)量同一物體的慣性質(zhì)量和引力質(zhì)量。所有的實(shí)驗(yàn)結(jié)果都得出同一結(jié)論：慣性質(zhì)量等于引力質(zhì)量。

牛頓自己意識(shí)到這種質(zhì)量的等同性是由某種他的理論不能夠解釋的原因引起的。但他認(rèn)為這一結(jié)果是簡(jiǎn)單的巧合。與此相反，愛因斯坦發(fā)現(xiàn)這種等同性中存在著一條取代牛頓理論的通道。就是說愛因斯坦以“慣性質(zhì)量”為武器，來搭建了一個(gè)理論取代了牛頓的引力理論。是啊，既然它們是等價(jià)的，那么我為什么不能以此來取代你？

所以我在《變化》中有一個(gè)強(qiáng)調(diào)，慣性理論才是物理學(xué)的一塊基石！絕對(duì)是重中之重！伽利略是第一個(gè)對(duì)慣性有客觀認(rèn)識(shí)的人。牛頓能建立力學(xué)理論，也是在伽利略的研究基礎(chǔ)上建立的理論。牛頓第一定律，就是慣性定律。其他兩個(gè)定律，都是建立在慣性定律之上的。愛因斯坦的理論也是建立在“慣性理論”之上的，因?yàn)槿魏卫碚摰难芯勘懿婚_參考系的問題。那么怎么能脫離慣性理論呢？

所以在人們對(duì)慣性理論認(rèn)識(shí)不清晰的時(shí)候，物理的前景就始終會(huì)蒙著一層黑紗。所以一個(gè)很讓人惱火的問題就出現(xiàn)了：慣性的本質(zhì)是什么？

這是我們初中學(xué)習(xí)的知識(shí)啊。我寫科普書籍的起因，也是基于對(duì)慣性的思考而導(dǎo)致的。我思考了那么久，總該給自己青春的熱愛一個(gè)交代，所以才會(huì)留下這些文字。要不然就覺得那么多天日夜的思考和盤算，都白白浪費(fèi)了。過幾年，我甚至連自己年輕時(shí)候，思考過什么都忘了。真的會(huì)忘的，我的記憶力現(xiàn)在遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如從前那么自信了。

初中課本上說慣性是物質(zhì)的固有屬性。當(dāng)你再問老師為什么物質(zhì)會(huì)有這個(gè)屬性的時(shí)候，老師就說這是科學(xué)家規(guī)定了，你就按照這個(gè)學(xué)就行了，考試肯定不會(huì)考物質(zhì)為什么會(huì)具有慣性。

我們?cè)賮硎崂硪幌拢?strong>愛因斯坦能建立廣義相對(duì)論，首先是知道引力質(zhì)量和慣性質(zhì)量嚴(yán)格相等的事實(shí)，他認(rèn)為有因必有果，既然有這種相等事實(shí)，就一定有相等的聯(lián)系。然后受到了馬赫關(guān)于慣性解釋的啟發(fā)。馬赫認(rèn)為慣性是全宇宙物質(zhì)的作用產(chǎn)生的，不足之處是這個(gè)假設(shè)回到了超距理論了。但這種廣域的思想，已經(jīng)不言而喻了，很容易聯(lián)想到“場(chǎng)”的概念。后來再接受了上面提到的，埃倫費(fèi)斯特的轉(zhuǎn)盤實(shí)驗(yàn)啟發(fā)，想到了慣性力與彎曲空間的關(guān)系。有了這三點(diǎn)啟發(fā)，他的思路就清晰了，但他空間幾何能力一般，數(shù)學(xué)能力也一般。

1900年畢業(yè)的考試中，他僅僅強(qiáng)于沒有畢業(yè)的米列娃【愛因斯坦的妻子】，以倒數(shù)第二名的成績(jī)畢業(yè)。他的數(shù)學(xué)老師明可夫斯基，是著名的數(shù)學(xué)家。他認(rèn)為愛因斯坦在數(shù)學(xué)技巧方面有局限性，訓(xùn)練也不夠。

這里插一個(gè)題外話，一個(gè)人要知道自己需要什么。愛因斯坦就是這樣的人。他當(dāng)時(shí)專注于物理。他自認(rèn)為自己在數(shù)學(xué)領(lǐng)域直覺力不強(qiáng)，而在物理領(lǐng)域卻很敏感。雖然這些次要的東西【數(shù)學(xué)知識(shí)】會(huì)妨礙他理解物理的能力，但當(dāng)時(shí)他并不重視。后來在建立廣義相對(duì)論的時(shí)候，才意識(shí)到自己在這方面很欠缺。好在他身處的環(huán)境，都是數(shù)學(xué)界的大咖，所以這才能建立廣義相對(duì)論?？梢赃@樣說，沒有這些數(shù)學(xué)家，愛因斯坦要完成這個(gè)工作，是很難的。哪些數(shù)學(xué)家?guī)椭^或和愛因斯坦合作了，有以下人員。他的老師明可夫斯基，他的同學(xué)格羅斯曼。經(jīng)格羅斯曼推薦，又認(rèn)識(shí)了列維-西維塔，希爾伯特。在寫出場(chǎng)方程之后，為了完善理論，又和一大批數(shù)學(xué)家合作了，其中有魏爾，嘉當(dāng)、奧斯卡克萊因和卡魯扎。

愛因斯坦是1915年11月25日發(fā)表的廣義相對(duì)論。在11月7日到20之間，他和希爾伯特就有6份通信，來討論其中的關(guān)鍵點(diǎn)。很多人不知道，希爾伯特在1915年11月20日就完成了和愛因斯坦一模一樣的引力方程。因此兩個(gè)人鬧的不愉快。愛因斯坦認(rèn)為希爾伯特剽竊了他的想法。不過兩個(gè)人很快重歸于好，愛因斯坦主動(dòng)給希爾伯特寫信說：“我們之間有一點(diǎn)不愉快，起因我不愿去分析。我一直在同它所引起的痛苦做斗爭(zhēng)，現(xiàn)在完全勝利了。我懷著往日的友好想您，請(qǐng)您也能這樣對(duì)我。”我相信希爾伯特只是數(shù)學(xué)上優(yōu)于愛因斯坦，他提前寫出了這個(gè)公式，并非要竊取愛因斯坦的果實(shí)。不過從這個(gè)方面，我們可以看出，愛因斯坦可愛的一面，也會(huì)生氣，也懂得給朋友臺(tái)階下，人格魅力可見一斑。

還有一個(gè)人叫貝索。這個(gè)人在物理學(xué)方面沒有突出貢獻(xiàn)，但愛因斯坦在論文中卻感謝了這個(gè)人。因?yàn)檫@個(gè)人他博學(xué)，什么都想了解，所以讀過很多書。他在愛因斯坦建立狹義和廣義相對(duì)論中都有影響，愛因斯坦想知道哪方面的資料，他都能給出建議和方向。愛因斯坦稱貝索是“全歐洲最好的回音壁。”可是大家不會(huì)想到，貝索因?yàn)轭B皮，高中就被學(xué)校開除了。這才離開了意大利，后來遇到了愛因斯坦。這就是緣分吧。如果他不被開除，可能還遇不到愛因斯坦。

說了很多題外話，是讓大家體味一個(gè)有血有肉的愛因斯坦。深刻了解這個(gè)人，有助于深刻了解他的理論。愛因斯坦去世140多年了，作為我們，現(xiàn)在的大學(xué)生理解他的理論，依然很困難。所以我才建議真正熱愛物理的同學(xué)，還得系統(tǒng)學(xué)一下才行，才能在理論物理方面有新突破。

回到正題，愛因斯坦是根據(jù)什么來建立廣義相對(duì)論的，大家已經(jīng)清楚了。如果要知道更細(xì)節(jié)的東西，可以網(wǎng)上找或者去看我在《變化》中寫的《愛因斯坦是如何建立狹義相對(duì)論和廣義相對(duì)論的》一文。

這時(shí)候你敏感的話，就要試著回答兩個(gè)問題。第一個(gè)慣性的本質(zhì)是什么？第二個(gè)是在用“慣性質(zhì)量”，“慣性力”來搭建廣義相對(duì)論場(chǎng)方程對(duì)于引力的解釋是否合理？

本文屬于補(bǔ)充內(nèi)容，就不一一細(xì)講了，直接說我的思考。引力質(zhì)量和慣性質(zhì)量嚴(yán)格相等，當(dāng)然不是偶然。慣性的本質(zhì)可以說是物質(zhì)的屬性，但再要追溯原因，為什么物質(zhì)具有慣性？答案就是引力。即引力是產(chǎn)生慣性的根本原因，引力是慣性的源泉。而物質(zhì)又產(chǎn)生引力。這條邏輯關(guān)系和邏輯鏈就搭上了。也不會(huì)走上超距理論的陷阱。

摘自獨(dú)立學(xué)者，科普作家靈遁者科普書籍《變化》

靈遁者簡(jiǎn)介：

靈遁者，獨(dú)立學(xué)者。原名王銀，陜西綏德縣人?，F(xiàn)居西安。作家，藝術(shù)家。主要代表作品為靈遁者科普四部曲《變化》《見微知著》《探索生命》《重構(gòu)世界》。以及《相觀天下》《手診面診色診大全》《筆有千鈞》《非線性波動(dòng)》《空瓶子》《從今往后》《我的世界》等。其作品樸實(shí)大膽，富有新意，深受讀者喜愛。