引力和慣性力不是一種物體之間的相互作用，兩種力都與物體的質(zhì)量有關(guān)，物體的質(zhì)量大，引力和慣性力也大；物體的質(zhì)量小，引力和慣性力也小。質(zhì)量是物體的固有屬性，引力和慣性力卻不是，引力不是一種真實(shí)存在的力，慣性力同樣是一種虛設(shè)的力，引力和慣性力符合哲學(xué)虛擬論的“等效原理”。牛頓和其他經(jīng)典物理學(xué)家通常會(huì)認(rèn)為，引力是物體之間固有的相互作用，它是一種真實(shí)存在的力，慣性和慣性力存在于一切參考系中，其實(shí)不然。牛頓在1666年初步發(fā)現(xiàn)了萬(wàn)有引力定律，他在1684年公布了這一定律的經(jīng)典表述，另一位英國(guó)的科學(xué)天才胡克在1679年給牛頓寫了一封信，提出了引力與物體之間距離的平方成反比的觀點(diǎn)，胡克和牛頓幾乎在同一時(shí)期發(fā)現(xiàn)了萬(wàn)有引力定律，由于“牛頓霸權(quán)”的影響力和他在開普勒行星運(yùn)動(dòng)“三大定律”的基礎(chǔ)上用微積分的數(shù)學(xué)工具推導(dǎo)了萬(wàn)有引力定律的表達(dá)式，科學(xué)界于是將萬(wàn)有引力的發(fā)現(xiàn)權(quán)交給了牛頓。1915年，在狹義相對(duì)論發(fā)表后的第十年，愛(ài)因斯坦在1915年發(fā)表了廣義相對(duì)論，新的引力理論否定了牛頓和胡克對(duì)引力的哲學(xué)解釋和數(shù)學(xué)表述，根據(jù)被譽(yù)為物理史上最偉大成就的廣義相對(duì)論對(duì)引力本質(zhì)的解釋，在兩個(gè)物體之間不存在任何“引力”的作用，牛頓認(rèn)為，“蘋果落地”是由于巨大的地球?qū)ξ⑿〉奶O果產(chǎn)生了“引力”，愛(ài)因斯坦認(rèn)為，“引力”是一種表象化、表面化的認(rèn)識(shí)，引力的實(shí)質(zhì)是有質(zhì)量的物體對(duì)時(shí)空產(chǎn)生了彎曲，“蘋果落地”是由于蘋果沿著一條我們不能辨認(rèn)的“彎曲線”落在了地上。
萬(wàn)有引力定律和廣義相對(duì)論符合哲學(xué)引力論的“等效原理”，而廣義相對(duì)論在萬(wàn)有引力定律的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了突破，廣義相對(duì)論在經(jīng)典物理的條件下“下落”到萬(wàn)有引力定律，而萬(wàn)有引力定律在相對(duì)論的條件下“上升”到廣義相對(duì)論，我們因此將牛頓的萬(wàn)有引力定律稱之為“舊引力理論”，而將愛(ài)因斯坦的廣義相對(duì)論稱之為“新引力理論”。引力在星系和宇宙的尺度上成為一種起主要作用的因素，星體和星系的形成，行星和恒星、星系和星系團(tuán)的運(yùn)動(dòng)離不開引力的牽引。天文學(xué)家通過(guò)引力定律預(yù)測(cè)星球運(yùn)行的軌跡，就像電磁力將電子束縛在原子核周圍并繞原子核旋轉(zhuǎn)一樣，引力將地球束縛在太陽(yáng)的周圍并繞太陽(yáng)旋轉(zhuǎn)，電子在原子核周圍和地球在太陽(yáng)周圍獲得的旋轉(zhuǎn)向心力符合哲學(xué)力學(xué)論的“等效原理”，然而，電磁力是一種真實(shí)的、實(shí)在的力，而引力則是一種假設(shè)的、虛擬的力。地球和太陽(yáng)以巨大的質(zhì)量扭曲了周圍的時(shí)空，我們假設(shè)時(shí)空是一個(gè)“絕對(duì)均勻”的纖維結(jié)構(gòu)，這是愛(ài)因斯坦廣義相對(duì)論成立的一個(gè)前提，就像光速不變性是狹義相對(duì)論成立的一個(gè)前提一樣，時(shí)空纖維的均勻性和光速的不變性符合哲學(xué)前提論的“等效原理”。盡管愛(ài)因斯坦沒(méi)有將時(shí)空的絕對(duì)均勻性單獨(dú)列為“一個(gè)原理”或一個(gè)前提條件，但是，我們可以從科學(xué)語(yǔ)言和邏輯分析中推出廣義相對(duì)論成立的“第三個(gè)前提”、或“第三個(gè)條件”，如果時(shí)空是什么也沒(méi)有的“虛空”，那么時(shí)空彎曲和扭曲的概念不能成立。引力的本質(zhì)不是太陽(yáng)對(duì)地球產(chǎn)生的吸力，而是地球的質(zhì)量達(dá)不到太陽(yáng)的0，01%，地球在太陽(yáng)周圍的彎曲時(shí)空中作一種“測(cè)地線”、或橢圓式的運(yùn)動(dòng)。
任何有質(zhì)量的人物體都對(duì)周圍的時(shí)空產(chǎn)生了彎曲作用，我們的身體對(duì)周圍的時(shí)空產(chǎn)生了無(wú)法檢測(cè)的微小彎曲，人們?cè)凇岸兑簟钡奈枧_(tái)扭擺身體時(shí)產(chǎn)生了可以忽略不計(jì)的“引力波”。行星和恒星對(duì)周圍時(shí)空的彎曲通過(guò)諸如：月球圍繞地球旋轉(zhuǎn)、地球圍繞太陽(yáng)旋轉(zhuǎn)表現(xiàn)出來(lái)，由于水星和金星比地球距離太陽(yáng)更近，水星和金星因此受到太陽(yáng)周圍時(shí)空彎曲的效應(yīng)更明顯，多數(shù)科學(xué)家之所以接受了愛(ài)因斯坦對(duì)引力的時(shí)空彎曲本質(zhì)的解釋，原因之一是廣義相對(duì)論很好地解釋了水星在更劇烈的時(shí)空扭曲中產(chǎn)生的“進(jìn)動(dòng)”，金星和地球的“進(jìn)動(dòng)”沒(méi)有那么明顯，牛頓的萬(wàn)有引力理論則不能解釋水星的“進(jìn)動(dòng)”現(xiàn)象。萬(wàn)有引力理論和廣義相對(duì)論的一致性至少體現(xiàn)在兩個(gè)方面：小質(zhì)量的物體產(chǎn)生的引力小、或產(chǎn)生的時(shí)空曲率小，大質(zhì)量的物體產(chǎn)生的引力大、或產(chǎn)生的時(shí)空曲率大；兩個(gè)近的物體產(chǎn)生的引力大、或受到的時(shí)空“彎曲力”大，兩個(gè)遠(yuǎn)的物體產(chǎn)生的引力小、或受到的時(shí)空“彎曲力”小。愛(ài)因斯坦預(yù)言了光線在大質(zhì)量天體周圍產(chǎn)生的彎折現(xiàn)象，他的預(yù)言得到了天文觀測(cè)的反復(fù)證實(shí)。我們的身體對(duì)經(jīng)過(guò)的光線產(chǎn)生了不可觀測(cè)的彎曲效應(yīng)，但是，我們的身體能夠感受到慣性力的作用，當(dāng)乘坐的車輛經(jīng)過(guò)一段彎道時(shí)，我們會(huì)感到一種離心力的作用，當(dāng)乘坐的車輛在平直的道路上突然急停時(shí)，我們的身體會(huì)在一種“前傾力”的作用下向前沖去，離心力和“前傾力”實(shí)質(zhì)上是一種慣性力。就像萬(wàn)有引力理論不能揭示引力的本質(zhì)一樣，牛頓的動(dòng)力學(xué)定律不能很好地揭示慣性力的本質(zhì)。
1632年，作為“科學(xué)之父”的意大利人伽利略為了解釋地球的恒久運(yùn)動(dòng)提出了慣性定律的設(shè)想，最早的現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家伽利略做了一個(gè)小球在光滑木板滾動(dòng)的實(shí)驗(yàn)，小球先從一段斜板上滑下，然后在一段平板上滑行，假設(shè)木板是絕對(duì)光滑、或沒(méi)有摩擦力的作用，那么從斜坡上滑下來(lái)的小球?qū)⒃凇盁o(wú)限長(zhǎng)”的平板上永恒地滾動(dòng)下去，小球在平板上保持勻速直線運(yùn)動(dòng)的特性被伽利略稱之為慣性，牛頓將伽利略發(fā)現(xiàn)的“慣性定律”定義為“牛頓第一定律”，即：一個(gè)不受任何外力作用的物體將保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)。伽利略和牛頓總結(jié)的慣性定律沖擊了歐洲天主教會(huì)“天體運(yùn)動(dòng)是上帝推動(dòng)的”錯(cuò)誤觀念，力學(xué)從此擺脫了宗教迷霧的束縛。一個(gè)靜止或作勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體有慣性，我們可以將慣性理解為物體的“內(nèi)在慣性力”，但是，由于這個(gè)物體在運(yùn)動(dòng)的方向上沒(méi)有受到任何外力的作用，因此，它沒(méi)有慣性力、或沒(méi)有受到“外在慣性力”的作用。物理學(xué)家將一個(gè)靜止或作勻速直線運(yùn)動(dòng)的參考系稱之為“慣性系”，而將作加速或減速運(yùn)動(dòng)的參考系稱之為“非慣性系”，他們發(fā)現(xiàn)，在慣性系中不存在導(dǎo)致物體靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)的“慣性力”，而“慣性力”或某種“外在慣性力”卻真實(shí)地存在于“非慣性系”。比如：當(dāng)乘坐的車輛經(jīng)過(guò)一段彎道時(shí)，我們能夠感到一種離心力的推動(dòng)，當(dāng)乘坐的車輛在平直的道路上突然急停時(shí)，我們的身體在一種“前傾力”的推動(dòng)下向前沖去，反之，當(dāng)靜止的車輛在平直的路面突然啟動(dòng)時(shí)，我們的身體在一種“后傾力”的推動(dòng)下向后翻到，離心力和“前傾力”、“后傾力”都是一種慣性力。我們將作加速或減速運(yùn)動(dòng)和在“大轉(zhuǎn)盤”作轉(zhuǎn)動(dòng)的車輛看成是“非慣性系”。
人體或物體在非慣性系獲得的“慣性力”與人體或物體自身的慣性有關(guān)，卻不是自身固有的慣性帶來(lái)的，之所以說(shuō)“慣性力”不是一種真實(shí)的、或虛擬的力，這是因?yàn)樗皇怯扇魏瓮庠诘奈矬w施加的，我們?cè)诩鞭D(zhuǎn)彎的道路上受到“離心力”的推動(dòng)，這不是汽車對(duì)我們“推了一把”，同樣，我們?cè)诩蓖?、或急啟的車輛上受到“前傾力”、或“后傾力”的推動(dòng)，這不是汽車向前、或向后對(duì)我們“擊了一掌”，物理學(xué)家認(rèn)為，我們?cè)谲囕v的“非慣性系”受到的“慣性力”來(lái)自于非慣性系，這種假想的、虛構(gòu)的慣性力不是人體或物體自身的慣性帶來(lái)的，而是來(lái)自于非慣性系對(duì)原先慣性系的“補(bǔ)償作用”，補(bǔ)償作用的表現(xiàn)形式就是慣性力。既然沒(méi)有任何外在物體對(duì)我們的身體施加“離心力”、“前傾力”和“后傾力”，乘坐車輛的我們感受到了慣性力的推動(dòng)，那么牛頓運(yùn)動(dòng)定律的“第二定律”和“第三定律”就不適用于描述慣性力、或不適用于描述物體在非慣性系的運(yùn)動(dòng)，反之，為了在非慣性系保持牛頓運(yùn)動(dòng)定律的適用性，物理學(xué)家引進(jìn)了“慣性力”的概念，只要在慣性力的符號(hào)前加上一個(gè)負(fù)號(hào)，就可以將“慣性力”看成是一個(gè)負(fù)向的外力，外力F=ma，而慣性力I=--ma，加上了負(fù)號(hào)的慣性力和合外力符合哲學(xué)力學(xué)論的“等效原理”，或慣性力和合外力符合哲學(xué)效用論的“反等效原理”。什么是宇宙哲學(xué)的“廣義等效原理”？舉上述的經(jīng)典例子，慣性力絕不是外力、或外力的合力，“虛擬的”慣性力和實(shí)在的外力具有力的作用的同等效果。慣性力不是外在物體施加的，而外力則是外在物體或能量施加的。
就像真空不是“空無(wú)一物”的絕對(duì)虛空，慣性力也不是真正意義的“假想力”或“虛假力”，真空和慣性力的實(shí)有性符合哲學(xué)實(shí)在論的“等效原理”。慣性力不是來(lái)源于物體與物體之間的交換作用，物理學(xué)家將慣性力的本質(zhì)解釋為非慣性系對(duì)加速運(yùn)動(dòng)物體的“補(bǔ)償力”，當(dāng)對(duì)抽象的非慣性系的“實(shí)在作用”作進(jìn)一步的考察時(shí)，我們獲得了一種深刻的認(rèn)識(shí)，即：非慣性系實(shí)在作用的本質(zhì)是“時(shí)空反彎曲”、或“反時(shí)空彎曲”。就像與兩個(gè)天體的相互作用無(wú)關(guān)的引力來(lái)源于時(shí)空的彎曲效應(yīng)，與物體的外來(lái)作用無(wú)關(guān)的慣性力同樣來(lái)源于時(shí)空的彎曲，我們將引力理解為時(shí)空的正彎曲效應(yīng)，而將慣性力理解為時(shí)空的反彎曲效應(yīng)，引力和慣性力符合哲學(xué)屬性論的“反等效原理”，同樣，引力的正時(shí)空彎曲和慣性力的反時(shí)空彎曲符合哲學(xué)性質(zhì)論的“反等效原理”?！皶r(shí)空反彎曲”是一個(gè)物理哲學(xué)的新概念，它的存在性有待物理實(shí)驗(yàn)的檢驗(yàn)?？梢詮膽T性力的本質(zhì)屬性推導(dǎo)時(shí)空反彎曲的可能，慣性力的實(shí)在性和來(lái)源的“虛無(wú)性”也許證明了時(shí)空反彎曲的存在。既然真空的正彎曲產(chǎn)生了“引力”，那么真空的反彎曲為什么不能產(chǎn)生“慣性力”？慣性力確實(shí)具有一種“反引力”的表現(xiàn)形式，我們要想在地球和其它星球的引力場(chǎng)中“屏蔽”掉引力，創(chuàng)造出一種“失重”的非引力場(chǎng)，那么我們必須創(chuàng)造一種平衡引力的慣性力。在地球繞太陽(yáng)旋轉(zhuǎn)的情形中，地球?qū)嶋H上處于“失重”的狀態(tài)，我們?cè)诘厍蛏稀白邅?lái)走去”、“跑來(lái)炮去”時(shí)感覺(jué)不到任何的旋轉(zhuǎn)離心力和太陽(yáng)的向心力，人體和地球的向心力和離心力產(chǎn)生了平衡，這種力的平衡的真實(shí)含義是，以引力或向心力表示的時(shí)空彎曲和以離心力表示的時(shí)空反彎曲產(chǎn)生了平衡，結(jié)果是我們的地球既沒(méi)有靠近太陽(yáng)，也沒(méi)有遠(yuǎn)離太陽(yáng)，它始終在一條橢圓的軌跡上運(yùn)動(dòng)。
（宇哲手稿：鄧如山
時(shí)間：2018-12-31）
聯(lián)系客服
