20.慣性質量和引力質量相等是廣義相對性公設的一個論據
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基礎的;這也就等于說,是以慣性質量和引力質量相等的這一定律力基礎的。
如果這個自然律不存在,處在作加速運動的箱于裡的人就不能先假定出一個引力場來解釋他周圍物體的行為,他就沒有理由根據經驗假定他的參考物體是&ldquo靜止的&rdquo假定箱子裡的人在箱子蓋内面系一根繩子,然後在繩子的自由端拴上一個物體,結果繩子受到伸張,&ldquo豎直地&rdquo懸垂着該物體。
如果我們問一下繩子上産生張力的原因,箱子裡的人就會說:&ldquo懸垂着的物體在引力場中受到一向下的力,此力為繩子的張力所平衡;決定繩子張力的大小的是懸垂着的物體的引力質量。
&rdquo另一方面,自由地穩定在空中的一個觀察者将會這樣解釋這個情況:&ldquo繩子勢必參與箱子的加速運動,并将此運動傳給拴在繩于上的物體。
繩子的張力的大小恰好足以引起物體的加速度。
決定繩子的張力的大小的是物體的慣性質量。
&rdquo我們從這個例子看到,我們對相對性原理的推廣隐含着慣性質量和引力質量相等這一定律的必然性。
這樣我們就得到了這個定律的一個物理解釋。
根據我們對作加速運動的箱子的讨論,我們看到,一個廣義的相對論必然會對引力諸定律産生重要的結果。
事實上。
對廣義相對性觀念的系統研究已經補充了好些定律為引力場所滿足。
但是,在繼續談下去以前,我必須提醒讀者不要接受這些論述中所隐含的一個錯誤概念。
對于箱子裡的人而言存在着一個引力場,盡管對于最初選定的坐标系而言并沒有這樣的場。
于是我們可能會輕易地假定,引力場的存在永遠隻是一種表觀的存在。
我們也可能認為,不論存在着什麼樣的引力場,我們總是能夠這樣選取另外一個參考物體,使得對于該參考物體而言沒有引力場存在,這絕對不是對于所有的引力場都是真實的,這僅僅是對于那些具有十分特殊的形式的引力場才是真實的。
例如,我們不可能這樣選取一個參考物體,使得由該參考物體來判斷地球的引力場(就其整體而言)會等于; 現在我們可以認識到,為什麼我們在第18節末尾所叙述的觀察者由于煞車而經驗到一種朝向前方的沖動,并由此察覺車廂的非勻速運動(阻滞),這一點當然是真實的。
但是誰也沒有強迫他把這種沖動歸因于車廂的&ldquo實在的&rdquo加速度(阻滞),他也可以這樣解釋他的經驗:&ldquo我的參考物體(車廂)一直保持靜止。
但是,對于這個參考物體存在着(在煞車期間)一個方向向前而且對于時間而言是可變的引力場,在這個場的影響下,路基連同地球以這樣的萬率作非勻速運動,即它們的向後的原有速度是在不斷地減小下去。
&rdquo
如果這個自然律不存在,處在作加速運動的箱于裡的人就不能先假定出一個引力場來解釋他周圍物體的行為,他就沒有理由根據經驗假定他的參考物體是&ldquo靜止的&rdquo假定箱子裡的人在箱子蓋内面系一根繩子,然後在繩子的自由端拴上一個物體,結果繩子受到伸張,&ldquo豎直地&rdquo懸垂着該物體。
如果我們問一下繩子上産生張力的原因,箱子裡的人就會說:&ldquo懸垂着的物體在引力場中受到一向下的力,此力為繩子的張力所平衡;決定繩子張力的大小的是懸垂着的物體的引力質量。
&rdquo另一方面,自由地穩定在空中的一個觀察者将會這樣解釋這個情況:&ldquo繩子勢必參與箱子的加速運動,并将此運動傳給拴在繩于上的物體。
繩子的張力的大小恰好足以引起物體的加速度。
決定繩子的張力的大小的是物體的慣性質量。
&rdquo我們從這個例子看到,我們對相對性原理的推廣隐含着慣性質量和引力質量相等這一定律的必然性。
這樣我們就得到了這個定律的一個物理解釋。
根據我們對作加速運動的箱子的讨論,我們看到,一個廣義的相對論必然會對引力諸定律産生重要的結果。
事實上。
對廣義相對性觀念的系統研究已經補充了好些定律為引力場所滿足。
但是,在繼續談下去以前,我必須提醒讀者不要接受這些論述中所隐含的一個錯誤概念。
對于箱子裡的人而言存在着一個引力場,盡管對于最初選定的坐标系而言并沒有這樣的場。
于是我們可能會輕易地假定,引力場的存在永遠隻是一種表觀的存在。
我們也可能認為,不論存在着什麼樣的引力場,我們總是能夠這樣選取另外一個參考物體,使得對于該參考物體而言沒有引力場存在,這絕對不是對于所有的引力場都是真實的,這僅僅是對于那些具有十分特殊的形式的引力場才是真實的。
例如,我們不可能這樣選取一個參考物體,使得由該參考物體來判斷地球的引力場(就其整體而言)會等于; 現在我們可以認識到,為什麼我們在第18節末尾所叙述的觀察者由于煞車而經驗到一種朝向前方的沖動,并由此察覺車廂的非勻速運動(阻滞),這一點當然是真實的。
但是誰也沒有強迫他把這種沖動歸因于車廂的&ldquo實在的&rdquo加速度(阻滞),他也可以這樣解釋他的經驗:&ldquo我的參考物體(車廂)一直保持靜止。
但是,對于這個參考物體存在着(在煞車期間)一個方向向前而且對于時間而言是可變的引力場,在這個場的影響下,路基連同地球以這樣的萬率作非勻速運動,即它們的向後的原有速度是在不斷地減小下去。
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