導(dǎo)讀：愛因斯坦關(guān)于慣性的理解，也啟發(fā)了我。

愛因斯坦隨后證明質(zhì)能關(guān)系：E=mc2，一定的質(zhì)量對應(yīng)于一定的能量，反之一定的能量對應(yīng)一定的質(zhì)量。

在這里，能量包括了能量的各種形式，突破了上面把某一種形式的能量與慣性聯(lián)系起來的認(rèn)識。這樣，慣性是能量的屬性，能量具有慣性（質(zhì)量），任何慣性質(zhì)量都應(yīng)歸因于能量。作為物理學(xué)基本概念和物質(zhì)的量的質(zhì)量概念退居次要的地位，如今在近代物理中能量、動量等概念要比質(zhì)量、力等概念要重要得多。

愛因斯坦關(guān)于慣性的理解，也啟發(fā)了我

盡管這劃時代的理論實(shí)際地改變了許多牛頓概念，像質(zhì)量、能量、距離，那時候，愛因斯坦的慣性概念與牛頓的原本概念沒有任何差異。實(shí)際而言，整個理論是建立于牛頓的慣性定義。但這也使得狹義相對論的相對性原理只能應(yīng)用于慣性參考系。在這種參考系里，不受外力的物體，必定保持其靜止或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)。

為了處理這樣的局限，愛因斯坦于1916年發(fā)表論文《廣義相對論的基礎(chǔ)》。這理論能夠應(yīng)用于非慣性參考系。但是，為了達(dá)到這目的，愛因斯坦發(fā)覺，他必需使用到彎曲時空的新概念，而不是傳統(tǒng)的牛頓力的概念，來重新定義幾個基礎(chǔ)概念（例如引力）。( 文章閱讀網(wǎng)：www.sanwen.net )

狹義相對論的另一個深奧的結(jié)果是，能量與質(zhì)量不是互不相干的物理屬性，而是可互相轉(zhuǎn)換的。這嶄新關(guān)系也給予慣性概念新的內(nèi)涵。狹義相對論的邏輯結(jié)果是，假若質(zhì)量遵守慣性原理，則能量必也遵守慣性原理。對于很多狀況，這理論大大地拓寬了慣性的定義，能夠應(yīng)用于物質(zhì)與能量。

能量具有慣性拓寬了我們對于慣性的認(rèn)識，也拓寬了我們對于能量的認(rèn)識。它帶來的重大實(shí)用價值就是核能的釋放。在裂變反應(yīng)中，裂變產(chǎn)物的靜質(zhì)量小于裂變前物質(zhì)的靜質(zhì)量，質(zhì)量虧損釋放出大量裂變能；在聚變反應(yīng)中，聚變產(chǎn)物的凈質(zhì)量小于聚變前物質(zhì)的凈質(zhì)量，質(zhì)量虧損釋放出大量的聚變能。它也使得人們很好地認(rèn)識許多物理現(xiàn)象，包括涉及物質(zhì)的全部質(zhì)量與能量轉(zhuǎn)化的正反粒子對的產(chǎn)生和湮沒過程。

我們知道，慣性質(zhì)量是物體慣性的量度，反映物體對加速度的阻抗，而引力質(zhì)量是物體引力屬性的量度，反映物體產(chǎn)生和承受引力的能力。它們顯然是物質(zhì)的兩種完全不同的屬性，那么描述物質(zhì)兩種不同性質(zhì)的量是否嚴(yán)格相等是一個問題。

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可是為什么在上面要提出能量呢？因?yàn)槟芰渴琴|(zhì)量的時空分布變化程度的度量,用來表征物理系統(tǒng)做功的本領(lǐng)。能量以多種不同的形式存在；按照物質(zhì)的不同運(yùn)動形式分類，能量可分為機(jī)械能、化學(xué)能、熱能、電能、輻射能、核能、光能、潮汐能等。這些不同形式的能量之間可以通過物理效應(yīng)或化學(xué)反應(yīng)而相互轉(zhuǎn)化。而各種場也具有能量。它是對物質(zhì)宇宙是普遍適用的一個詞。而慣性，引力也是普遍適用的。

現(xiàn)在我們知道慣性質(zhì)量和引力質(zhì)量相等是一條嚴(yán)格的定律。原來牛頓力學(xué)中無法說明的慣性質(zhì)量與引力質(zhì)量相等不再是游離于物理學(xué)之外的一個普遍事實(shí)，而是成為廣義相對論的基石。愛因斯坦找到了這塊基石，并由此發(fā)展了廣義相對論，這是愛因斯坦獨(dú)具慧眼、超群絕倫的偉大貢獻(xiàn)。

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慣性這個問題已經(jīng)成為困擾現(xiàn)代物理學(xué)者的難題，雖然擁有偉人牛頓經(jīng)典理論。但在科技時代出現(xiàn)許許多多的現(xiàn)象用以前的理論是無法解釋的。這也是現(xiàn)代物理的奠基人愛因斯坦留給我們后人的問題。

愛因斯坦無法解釋慣性，所以無奈的把相對論分成廣義的和狹義的。他本人也一直被這個問題困擾，并且致力于尋找宇宙統(tǒng)一的“力?！?即將引力，電磁力，強(qiáng)作用力，弱作用力，這四種宇宙基本力，納入到“一個系統(tǒng)?！钡墙K其一生，也沒有成功。

但是他一生的追求，一生對于探索的事業(yè)的執(zhí)著，令我們動容！我很喜歡愛因斯坦的一句話：“想象力比知識更重要！”

所以斗膽想象世界和宇宙是什么樣，是好奇。那么思考曾經(jīng)困擾牛頓，愛因斯坦的慣性問題，我覺得即使在當(dāng)代也是不過時的。而且是至關(guān)重要的。因?yàn)槲覀內(nèi)绻麑Α案崩斫獾牟簧?，那么如何能夠深刻揭示宇宙?guī)律呢？

慣性和引力被我們認(rèn)為是完全不同的兩種物理屬性，但是它們之間既然存在著普遍的、嚴(yán)格的正比關(guān)系，是否有可能它們不過是物體同一本質(zhì)在不同方面的表現(xiàn)呢？這一問題的回答是肯定的。

愛因斯坦建立的廣義相對論指出，物體的慣性和引力性質(zhì)產(chǎn)生于同一來源。在廣義相對論里，有一些參量一方面表現(xiàn)為物體的慣性，另一方面又自然而然地表現(xiàn)為引力場的源泉。這個結(jié)論成功地經(jīng)受了十分精確的實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)。

這類實(shí)驗(yàn)經(jīng)歷了三百年的歷史，直到目前尚在繼續(xù)進(jìn)行中．從牛頓時代的精確度為10-3發(fā)展到1922年愛德維斯提高到3×10-9。到1964年狄克把精確度提高到（1.3±1.0）×10-11，1971年，勃萊根許和佩諾又將實(shí)驗(yàn)的精確度提高到10-12數(shù)量級。所有這些實(shí)驗(yàn)，統(tǒng)統(tǒng)均證實(shí)了等于常數(shù)。

愛因斯坦關(guān)于慣性的理解，也啟發(fā)了我

因此，目前普遍認(rèn)為物體的兩種不同屬性——慣性和引力性質(zhì)，是它的同一本質(zhì)的不同方面的表現(xiàn)。也就是說，物體的慣性和引力性質(zhì)導(dǎo)源于物體的同一本質(zhì)。

愛因斯坦就曾把這兩種質(zhì)量的等同作為他建立廣義相對論的出發(fā)點(diǎn)。故從現(xiàn)代物理學(xué)看來，這兩者的等同決非偶然，其中包含著深刻的物理意義。

那就很顯然了，困擾眾多物理學(xué)家的問題是這兩者究竟有什么深刻的物理意義？

答案是：引力是慣性的源泉??！該如何解釋這句話呢？無論是哲學(xué)還是物理都必須“精確”的解釋。

上面我們討論了慣性系。在現(xiàn)實(shí)宇宙中找不到慣性系，無論從全局宇宙還是局部空間來說都是。這也是愛因斯坦為什么說牛頓第一定律有循環(huán)論證的原因。

而我以為問題本身恰恰就是答案。我們不能在宇宙中找到一個真實(shí)的慣性系。而引力質(zhì)量又與慣性質(zhì)量嚴(yán)格相等，這已經(jīng)是公認(rèn)的。但這絕不是巧合。所以解釋慣性系的答案還是引力，必須是引力。當(dāng)然最根本的東西還是物質(zhì),物質(zhì)時空。因?yàn)槲镔|(zhì)具有引力，因?yàn)槲镔|(zhì)時空產(chǎn)生引力。

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也就是說時空的引力才使得物質(zhì)具有慣性，這就是我的觀點(diǎn)。這樣為什么在宇宙中找不到慣性系的問題就解決了，因?yàn)橐?。牛頓第一定律也就沒有循環(huán)論證的嫌疑了，因?yàn)楦业搅恕?/p>

引力如何使得物質(zhì)具有慣性？是我要接下來分析的。這時候我要引出另一個大家熟悉的關(guān)鍵詞——引力場。

我們知道任一物體在空間任一點(diǎn)的引力影響用一個表示該點(diǎn)引力‘強(qiáng)度’來代表。嚴(yán)格講，一個物體的引力場可以延伸到整個宇宙，但實(shí)際上它的影響只在它的近鄰區(qū)域才是顯著的。這點(diǎn)通過萬有引力公式便可以看出。

也就是說一個物體，它受到四面八方的萬有引力的影響，處于密集的不均勻的“引力場”中。而這個引力場顯然是由宇宙中的四面八方的物質(zhì)所產(chǎn)生的。正是這樣的引力場，使得物體具有保持原來運(yùn)動狀態(tài)的性質(zhì)，即我們所說的慣性。而且物質(zhì)質(zhì)量越大，保持這樣的運(yùn)動狀態(tài)的能力就越強(qiáng)。這與質(zhì)量越大引力越大不謀而合。

而要改變物體的運(yùn)動狀態(tài)，必須克服慣性。準(zhǔn)確的說是克服引力場慣性。而物體的運(yùn)動狀態(tài)改變后，便會處于“新的”引力場中，“新的”引力場依然有保持它繼續(xù)處于當(dāng)前運(yùn)動狀態(tài)的性質(zhì)。我們可以把這樣的情況稱之為：引力場均衡。

而且我將同一個物體的相對靜止“引力場均衡”轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄬\(yùn)動的“引力場均衡”的轉(zhuǎn)換速度定為光速。也就是說引力作用的速度是光速！

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而且物體的運(yùn)動不是絕對空間中的絕對運(yùn)動，而是相對于宇宙中其他物質(zhì)的相對運(yùn)動，因而不僅速度是相對的，加速度也是相對的；在慣性系和非慣性系中物體所具有的慣性是一種宇宙物質(zhì)引力場的表現(xiàn)，即是宇宙中其他物質(zhì)對該物體的作用；所以物體的慣性不是物體自身的屬性，而是宇宙物質(zhì)空間產(chǎn)生的引力場作用的結(jié)果。但與物體的質(zhì)量有關(guān)，引力場是根據(jù)物體的質(zhì)量“智能”作用物體的。這就是為什么慣性質(zhì)量與引力質(zhì)量是嚴(yán)格相等的原因。

也可以這樣表述：慣性是物體自身的屬性【物質(zhì)與時空是一體的】的延伸，與物體本身不可分。但是本質(zhì)是物體引力的作用。假設(shè)引力消失，那么慣性將不復(fù)存在！顯然這是不可能出現(xiàn)的情況。

馬赫是第一個批評牛頓的經(jīng)典力學(xué)時空觀的人。而愛因斯坦正是吸取了馬赫原理的精辟理論，創(chuàng)立了廣義相對論。而馬赫原理的觀點(diǎn)是宇宙整體物質(zhì)決定慣性。馬赫強(qiáng)調(diào)了宇宙物質(zhì)的整體對于慣性的作用，卻忽略了物體本身。這將導(dǎo)致慣性作用的超距情況。但他的觀點(diǎn)很先進(jìn)。

事實(shí)上牛頓是將慣性看作物體的內(nèi)稟屬性；而馬赫則認(rèn)為慣性是宇宙物質(zhì)整體作用于物質(zhì)的結(jié)果。而愛因斯坦贊同了馬赫的關(guān)于慣性的認(rèn)識。那么應(yīng)該是這樣的，馬赫批評了牛頓的絕對時空，那么就應(yīng)該想到了物質(zhì)作用的傳遞速度是有限的。不是牛頓認(rèn)為的超距作用。

我在網(wǎng)絡(luò)上看到一個叫殷業(yè)的大學(xué)生的論文《馬赫原理及其物理模型》中贊同馬赫的這種觀點(diǎn)。他寫道：如果慣性與近場宇宙物質(zhì)有關(guān)，近場宇宙物質(zhì)又是不停運(yùn)動的，也就是分布是變化的，如太陽相對地球上的物體，一年四季太陽到地球的距離變化很大。在冥王星上，近日點(diǎn)和遠(yuǎn)日點(diǎn)要差1.68倍，所以必然得出慣性是變化的，但我們一般認(rèn)為如果物體相對慣性參照系靜止，則相對于該參照系的慣性是不變的，這就產(chǎn)生了矛盾，所以慣性只能與遙遠(yuǎn)宇宙物質(zhì)有關(guān)。

如果慣性只看作遠(yuǎn)場宇宙物質(zhì)的話，反而大錯了。遠(yuǎn)距離傳遞的滯后性，于我們現(xiàn)在所觀測到慣性現(xiàn)象嚴(yán)重不符。這樣滯后性表現(xiàn)在相對于一個物體的運(yùn)動狀態(tài)的改變，物體抵抗運(yùn)動狀態(tài)的改變是立刻體現(xiàn)的，而遠(yuǎn)場宇宙物質(zhì)考慮到傳遞速度有限則不能。如果不考慮傳遞速度，那么又回到了牛頓的超距作用，這與之前的馬赫批判矛盾。那么該大學(xué)生到底是支持牛頓呢，還是支持馬赫呢？

而作者在上面所說矛盾，我覺得恰恰應(yīng)該是支持了引力是慣性源泉的論點(diǎn)，也是慣性質(zhì)量嚴(yán)格相等于引力質(zhì)量的原因。

其實(shí)上面作者的問題，可以轉(zhuǎn)化為地球表面的情況。比如地球表面100KG的物體，在不同緯度，所受到的引力不同，重力加速度就會有小波動。也就是說考慮引力不僅要考慮它的質(zhì)量和距離，而慣性目前只認(rèn)為與質(zhì)量有關(guān)，與距離沒有關(guān)系。

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所以引力是慣性的源泉，并不意味著慣性的大小也需要考慮距離。事實(shí)上我們可以這樣想，引力無論在地球哪個位置，有變化，都改變不了同樣質(zhì)量的物體的引力質(zhì)量與慣性質(zhì)量嚴(yán)格相等的事實(shí)。而引力作為慣性源泉，引力的變化，對于慣性質(zhì)量是不變的。所以上面大學(xué)生關(guān)于慣性與近場和遠(yuǎn)場宇宙物質(zhì)是不同的，這個觀點(diǎn)是錯誤的。首先這和馬赫把宇宙總物質(zhì)的作用對于物體產(chǎn)生慣性是同理的。

一定要理解引力是物體與物體的作用，而慣性強(qiáng)調(diào)當(dāng)物體引力延伸的性質(zhì)。所以他受引力場影響，卻不遵從距離反比定律。其實(shí)涉及慣性的概念時候，可以不受任何力的概念影響。慣性力不是真實(shí)的力。牢牢記住一個觀點(diǎn)，慣性質(zhì)量是不變的。這樣就可以解決馬赫問題了。

關(guān)于這樣的引力場是慣性的源泉所涉及的傳播問題，我還會在下面文章中介紹。

在這里提前介紹一下。馬赫原理強(qiáng)調(diào)整體宇宙物質(zhì)對物體的作用構(gòu)成慣性。在愛因斯坦眼里，首先想到的宇宙物質(zhì)所構(gòu)成的空間！這就是馬赫對他的啟發(fā)。而這樣的空間是彎曲的，正是引力的產(chǎn)生根源??！愛氏一定是這樣的思路。

引力場是物質(zhì)的整體，是物質(zhì)空間的整體表現(xiàn)。物體與物體的作用卻需要以物體質(zhì)量本身在引力場中發(fā)揮作用。這就是我的觀點(diǎn)。

那么我上面說的，引力是慣性的源泉。據(jù)于此，愛因斯坦以等效原理，建立廣義相對論，這個前提是正確的。但是顯然是不夠深刻的，需要修正。

可能你會問了，為什么不反過來說慣性是引力的源泉？？我認(rèn)為是不能的。引力是一種具體可以測量的力，而慣性本身不是力。它與物質(zhì)本身有關(guān)，更與他周圍所有物質(zhì)形成的引力場有關(guān)。宇宙物質(zhì)引力場作用與具體物體使得物體具有慣性。而且物體的質(zhì)量與引力場的作用力成正比，所以質(zhì)量大的物體慣性大。但不能說引力大，慣性大。

愛因斯坦提出“等效原理”，即引力質(zhì)量和慣性質(zhì)量是等效的。根據(jù)等效原理，愛因斯坦把狹義相對性原理推廣為廣義相對性原理，即物理定律的形式在一切參考系都是不變的。

這與上面所說宇宙物質(zhì)引力場使得物體具有慣性是一致的。這樣的一致性不會因?yàn)閰⒖枷挡煌煌e忘了引力作用速度是光速，光速是恒定的。不因參考系不同而不同。 【大家讀到這里，可以直接翻到最后一章，是我慣性給出了更深刻解釋，來深化大家對于慣性的認(rèn)識！】

愛因斯坦關(guān)于慣性的理解，也啟發(fā)了我

興趣閱讀：你就是下一個伽利略！

伽利略（Galileo Galilei，1564-02-15-1642-01-08）。意大利數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家、天文學(xué)家，科學(xué)革命的先驅(qū) 。他發(fā)明了擺針和溫度計，在科學(xué)上為人類作出過巨大貢獻(xiàn)，是近代實(shí)驗(yàn)科學(xué)的奠基人之一。

歷史上他首先在科學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上融匯貫通了數(shù)學(xué)、物理學(xué)和天文學(xué)三門知識，擴(kuò)大、加深并改變了人類對物質(zhì)運(yùn)動和宇宙的認(rèn)識 。伽利略從實(shí)驗(yàn)中總結(jié)出自由落體定律、慣性定律和伽利略相對性原理等。從而推翻了亞里士多德物理學(xué)的許多臆斷，奠定了經(jīng)典力學(xué)的基礎(chǔ)，反駁了托勒密的地心體系，有力地支持了哥白尼的日心學(xué)說。他以系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)和觀察推翻了純屬思辨?zhèn)鹘y(tǒng)的自然觀，開創(chuàng)了以實(shí)驗(yàn)事實(shí)為根據(jù)并具有嚴(yán)密邏輯體系的近代科學(xué)。因此被譽(yù)為“近代力學(xué)之父”、“現(xiàn)代科學(xué)之父”。其工作為牛頓的理論體系的建立奠定了基礎(chǔ) 。

伽利略倡導(dǎo)數(shù)學(xué)與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的研究方法，這種研究方法是他在科學(xué)上取得偉大成就的源泉，也是他對近代科學(xué)的最重要貢獻(xiàn)。

伽利略認(rèn)為經(jīng)驗(yàn)是知識的唯一源泉，主張用實(shí)驗(yàn)—數(shù)學(xué)方法研究自然規(guī)律，反對經(jīng)院哲學(xué)的神秘思辨。深信自然之書是用數(shù)學(xué)語言寫的，只有能歸結(jié)為數(shù)量特征的形狀、大小和速度才是物體的客觀性質(zhì)。他是利用望遠(yuǎn)鏡觀察天體取得大量成果的第一人。

伽利略一生為科學(xué)事業(yè)奮斗，受教皇迫害，晚景凄涼，于1642年1月8日病逝，葬儀草率簡陋，直到下一世紀(jì)，遺骨才遷到家鄉(xiāng)的大教堂。為了紀(jì)念伽利略發(fā)明折射式望遠(yuǎn)鏡400周年，聯(lián)合國將2009年定為國際天文年。逝世300年后，教皇道歉。這足以說明，他的科學(xué)事業(yè)，贏得了世界的認(rèn)可。

他說過：“追求科學(xué)需要特殊的勇敢！”

他還說過：“一切推理都必須從觀察與實(shí)驗(yàn)得來?！?/p>

他更說過：“當(dāng)科學(xué)家們被權(quán)勢嚇倒，科學(xué)就會變成一個軟骨病人?！?/p>

摘自獨(dú)立學(xué)者，科普作家，藝術(shù)家靈遁者科普書籍《變化》

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