作者：虚空圣堂
“百年後，這些東西恐怕都是最珍貴的文物吧。”
他的內心又投入到廣相之中。
廣義相對論的誕生，一共有兩個原因。
第一，爲了解決狹義相對論只適用於慣性參考系的侷限性。
第二，把萬有引力納入相對論體系。
這兩個問題也不是孤立的，而是有着緊密的聯繫。
而現在，李奇維需要重新審視狹義相對論。
首先他要問自己的就是：爲什麼一定需要慣性參考系？
慣性系到底有什麼特殊呢？
連牛頓那樣的絕世天才，他的力學定律都需要慣性系的限制。
(本章完)
第307章 廣義相對論兩大基本原理！（盟主加一更！）
慣性這個詞語，日常生活中我們經常遇到。
比如，一列火車疾馳而來，即便它已經開始剎車，但也不能立刻停下來。
因爲我們知道火車具有慣性。
並且在普通人的認知中，物體的質量越大，則它的慣性越大。
然而，很少有人真正思考過，慣性的本質是什麼？爲什麼質量可以衡量慣性的大小？
這是因爲我們受到的教育，並不是從頭開始的，而是預設了很多內容。
物理學嚴格算起來，應該是從伽利略開始的。
古希臘的那幫人，他們更注重的是思想的辯論，而不是具體的實驗。
比如關於邉印�
古希臘哲學家上來就研究邉拥谋举|，討論物體爲什麼會邉印�
但是卻不去研究物體到底是怎麼邉印�
說白了，他們不去研究過程，直接討論結果。
而伽利略不同。
他是第一個將理性思維和實驗結合起來的人。
他通過實驗去研究物體的邉舆^程，從而發現規律。
其中慣性定律就是他最重要的發現之一。
伽利略認爲物體的靜止狀態和直線勻速邉訝顟B，是完全等價的。
並且他給這種狀態起了一個名字，就叫：慣性系。
什麼意思呢？
比如人在高鐵上，如果把窗戶都關上，假設軌道非常平滑，高鐵沒有一點顛簸。
那麼其實人是感覺不到自己在邉拥摹�
在沒有其他參照系的情況下，是不可能分清勻速直線邉雍挽o止的。
而所謂的慣性，就是物體保持這種狀態的能力。
並且基於慣性系的概念，伽利略又發現了一個重要定律。
那就是相對性原理。
說的是在任何慣性系中，力學定律總是保持不變。
什麼意思呢？
你在高鐵上做自由落體實驗，和你在地面靜止時做自由落體實驗。
兩種情況下，看到的物體邉舆^程完全一樣。
小球都是筆直下落，測出來的加速度也完全一樣。
這就是相對性原理。
它非常符合人類的直覺體驗，而且很容易用數學公式表達出來。
因此它和慣性定理一樣，都是公理、公設。
意味着你可以去嘗試證僞，但是沒有辦法證明。
牛頓完全繼承了伽利略的兩大力學定律。
在此基礎上，提出了牛頓力學三大定律。
所以，牛頓說他站在巨人的肩膀上沒有錯，伽利略就是那個巨人。
牛頓是繼承而不是生搬硬套。
首先，他給慣性定律下了一個嚴格的定義。
即一個質點或者物體在不受外力的情況下，它將保持靜止或者勻速直線邉印�
這就是牛頓第一定律。
牛頓就是牛頓，和普通人不一樣。
他沒有滿足既有的定律，而是想的更深一步。
那物體要是在慣性邉拥臅r候，突然給它施加一個力會發生什麼。
這就是牛頓第二定律。
即力會改變物體的邉訝顟B，產生一個加速度。
用數學公式表達就是F=ma。
不管是後世還是現在，只要是剛接觸物理學的人，學到的第一個物理公式恐怕都是它。
看起來非常簡單，小學生都會算。
但會算沒用。
其實你並沒有思考過公式背後的深刻道理。
牛頓當時在研究第二定律的時候，他就在思考一個問題。
爲什麼同樣大小的力施加在不同的物體上，產生的加速度會不一樣呢？
聰明的你立刻回答：因爲質量m不一樣啊。
恭喜你，答錯了！
因爲當時牛頓還沒有推導出這個公式。
牛頓認爲是慣性的原因。
物體的慣性總是讓它傾向於保持原有的邉訝顟B。
即物體的慣性是一種反抗外力的能力、固有屬性。
慣性越大，反抗能力就越強；反之，慣性越小，反抗能力就越弱。
而慣性的大小，可以用【慣性質量】來表示。
也就是牛頓推導的F=ma中的m。
注意！
重點來了。
這個慣性質量m並不是我們常說的質量。
什麼意思呢？
女神身材非常好，身高170cm，重量只有50kg。
我現在在後面推動女神，會給女神產生一個加速度。
我們代入公式F=ma時，m用的就是女神的重量，也是50kg。
但是！
這是兩種完全不同的質量，只是恰好數值相等而已。
女神的重量是引力質量，而不是慣性質量。
慣性質量是物體抵抗外力的能力，而引力質量是物體之間產生引力的原因。
它們的物理意義完全不一樣。
這二者絕對不能混爲一談。
至於爲何它們倆數值相等，至今都是未解之謎。
而慣性質量和引力質量之間的關係，則是產生廣義相對論的核心。
（好了，可以拿去裝逼了。）
牛頓在發現完善第二定律後，很自然地就能解釋一個問題了。
即爲什麼物體向上拋出後，又會落到地面。
顯然，物體是受到了力的作用。
不然的話，物體應該是一直向上邉永u對。
因此，他認爲是地球給物體施加了一個力。
而且根據牛頓第三定律，物體之間的力是相互作用的。
所以，牛頓就把這種力命名爲“萬有引力”。
是萬有引力讓物體產生了一個加速度，從而改變了邉訝顟B。
並且牛頓還直接給出了萬有引力的計算公式，即萬有引力定律。
好了，現在問題來了。
牛頓創造瞭如此輝煌的物理學大廈，他反過頭一看，發現還存在一個問題。
即作爲他力學理論根基的第一定理和第二定律，有一個限制條件。
那就是它們必須在慣性系下才能成立。
那麼慣性系該怎麼去定義呢？
聰明的你肯定會說：在不受外力的情況下，靜止或者勻速直線邉拥膮⒖枷稻褪菓T性系。
那我就問：怎麼樣纔算不受外力呢？
聰明的你回答：物體靜止或者保持勻速直線邉泳褪遣皇芰Α�
我又問：怎麼纔算物體靜止或者保持勻速直線邉幽兀�
聰明的伱又答：物體不受力就.
看出來了吧，這是一個循環論證的問題。
慣性系本身根本沒有辦法定義。
而且在現實中我們也找不到慣性系的例子。
因爲地球在轉動（轉動是加速邉樱环蠎T性系定義），太陽在轉動，世界上根本沒有慣性系。
牛頓一看，那這肯定不行啊。
我的地基必須無懈可擊纔行。
於是，牛頓那絕世天才的大腦，突發奇想，定義出一個絕對空間！
他認爲：絕對的空間，其自身特性和任何事物無關，處處均勻，永不移動。
牛頓確實牛逼。
他認爲絕對的空間就是最大最好的慣性參考系。
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