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阅读此文首先搜 统一场论（一版） 万有引力定律表述如下：宇宙中任何两个质点O1（质量为m1）和O2（质量为m2）都相互吸引，引力F的大小与他们的的质量的乘积成正比，与他们的距离r的平方成反比。数学表达式为： F = Gm1m2/r²【r】 【r】为沿r方向的单位矢量，G为万有引力常数。 以上就是牛顿的万有引力定律，下面用统一场论加以解释。 由于物质点相对于我们观察者运动，质量将增大，万有引力定律在物质点相当于我们观察者运动的情况下，有可能要修改。为了简单起见，我们在这里主要分析相对于我们观察者静止的物质点之间的万有引力情况。 万有引力定律引起人类困惑的问题主要有以下几点： 1，宇宙中物质点之间引力是怎么产生的？ 2，质点之间传递万有引力的媒介是什么？ 3，质量的本质是什么？ 4，重力场的本质是什么？ 5，万有引力为什么和距离的平方成反比？ 6，重力场为什么和质量成正比？ 7，许多个质点聚合在一起质量为什么能够叠加？ 8，万有引力的传递需要时间吗？ 9，有反重力吗 10，惯性质量和引力质量是等价的吗？ 统一场论认为，重力场、电磁场的本质都是空间，质点之间的万有引力是靠空间来传递的。这个让我们感到不解，空间怎么能够传递相互作用力? 举一个例子，一个汽车迎面向你驶来，驾驶员觉得自己是静止的，肯定认为你是迎面向汽车运动。如果一个汽车加速的向你驶来，驾驶员觉得自己是静止的，肯定认为你在加速地向汽车运动。究竟是你在运动还是汽车在运动，不重要，关键的有意义的是汽车和人之间的空间在变化。 万有引力本质就是质点之间的空间变化，相对于我们观察者所表现出的一种性质。 如果在中国，一个人手里拿一个小球，在某一个时刻，这个人把小球放下，小球从静止状态加速撞向地球，按照统一场论的看法，也可以说小球是静止的，是地球撞上小球。 也许有人反驳，我们同时在巴西国家放一个小球，岂不是小球要加速地飞向空中？ 这个反驳其实是需要一个前提：空间是静止和不动的，一切物体像鱼儿那样在静止的空间海洋里运动，空间的存在于物质点的运动是不相干的。 相对论和统一场论强力的驳斥了空间是静止的观念。空间和物质点的运动是紧密的联系在一起的，空间本身是时时刻刻在运动、变化的。 举一个悖论，加深我们对这些问题的理解。 目前人类对重力场的认识是：重力场是一种特殊的物质，看不见、摸不着，但是无孔不入，不能够屏障。你想要知道某处空间区域有没有重力场这种物质，只要根据重力场一个基本特性----对存在于重力场中具有质量的物体有作用力，就可以做出判断。 设想，一艘宇宙飞船在地球上空绕地球飞行，地球上的观察者认为，飞船处于重力场范围内，而重力场又不能够屏障，所以，飞船内部肯定有重力场这种物质。 但是，飞船内部的观察者认为自己处于不受力的失重状态，所以，飞船内部肯定没有重力场这种物质。 飞船内部有没有重力场这种物质？到底谁说了算？ 一个自由下落的或者做抛物线运动观察者也有类似的情况。 总结以上看法，地球表面重力场对存在于其中静止的物体产生作用，对一个以重力加速度g运动的物体就不起作用。是什么原因呢？有一个加速度g的运动能够完全抵消地球重力场所产生的效应吗？ 如何解释这个矛盾，统一场论的解释很简单：所谓重力场只是飞船和地球之间的空间相对于我们观察者变化所表现出的一种性质。 说到底，宇宙万物的万有引力来自于物质点在空间中的相对运动，如果你一定要打破沙锅问到底：宇宙万物为什么一定要运动?这个问题请参阅前面的"垂直原理"。 牛顿的万有引力告诉我们，物体具有质量是在周围空间产生重力场的根源。 十七节的《质量、重力场、电荷、电场的本质》分析了一个物质点的质量和它周围重力场的关系，现在我们来分析质点是如何在周围产生重力场，这个重力场又是如何对存在于其中的其他质点产生力的作用。 设想质点O相对于我们观察者静止，周围空间的运动分布均匀，应该有许多条像r那样的矢量均匀的、呈辐射状分布在O点四周。 我们以r的长度为半径作一个包围面S包围O点，S的表面积肯定是4πr² ，我们把S均匀的分成N块，每一块小面积我们用ds表示，ds也可以表示为矢量元ds ,这样，十七节告诉我们，在ds面积上垂直的穿过了dn条像r那样的矢量，比值dn/ds = A就是重力场。 将式A = dn/ds对S求积分，结果为
上式中m就是O的质量。质量反映了O点周围总共有多少条r那样的矢量，重力场A反映了O点周围空间某一处小的空间区域里有多少条像r那样的矢量。 总结前面的看法，使我们明白，O点相对于我们观察者静止的质量m反映了O点的惯性，这种惯性也可以表示为包围O点的包围面S上有多少条矢量r垂直的穿过，由此明确了在S上取一小块面积ds，ds上有dn条矢量r垂直穿过去，比值dn/ds反应了O点在ds处的产生的重力场强度。由此导出：
O点的惯性质量m反映了O点周围空间的运动状态，当O点受到万有引力的作用，也就是周围空间的运动状态发生改变而已。 设想O点附近突然的出现另一个物质点O'，O'点具有质量m'就是周围具有N'条矢量r 。这样的结果肯定使O点周围增加了N'条矢量r 。由此，使我们明白：O点受到O'点的引力，就是O点周围矢量r的条数N和包围面 S = 4πr²的比值[N / 4πr²]发生变化的变化率。 我们要明白，N / 4πr²的变化不是随时间的变化，而是在包围面S不变的情况下，数目N的增加，这种情况下，N增加的数目肯定来自于O'点的出现，很明显，O点受到到O'点的引力F与O点的惯性N / 4πr²成正比，与数目N的增加量N'（正比于O'点的质量m'）成正比。 F = （常数 乘以 N N' /4πr²）【r】 合并常数，上式可以化为： F = (G m m'/r²）【r】 上式用到了N正比于m， N'正比于m'，式F = (G m m'/r²）【r】 就是万有引力公式，这样我们定性、定量的解释了万有引力。 用同样的方法可以论证O'点受到O点的引力，情况类似，大小相等，只是方向相反。 下面我们来论证惯性质量和引力质量、惯性力和引力的等价性。
在以上的O点和O'点的相互作用中，O'点受到O点的引力为： F = G m m'/ r²【r】， 设想O'点在O点附近以加速度a向O点自由落体运动，产生的惯性力m'a如果本质上就是O点和O'点之间的万有引力，m'a = G m m'/ r²【r】,很明显，a = G m / r²【r】，也就是重力场等价于（空间）几何点的加速度。 设想地球表面重力加速度为g，相对于地球静止的观察者发现一个物质点O'以加速度g做自由落体运动，就可以把地球表面产生的重力场的基本特性给表现出来，这个O'点可大可小，即使小到接近零，仍然可以把地球重力场的特性给表现出来，这个使我们明白，即使O'点不存在，仅仅是空间本身（可以叫几何点）在运动，这种空间的运动就是重力场。 下面我们从数量上来论证O点在周围空间P处产生的重力场A和P处几何点的加速度a是等价的。 设想我们观察者静止于O点，以O点为直角坐标系xyz的原点。按照十七节的看法，在时刻t=0，，一个几何点从O点出发以光速运动，在时刻τ ，到达P点。由O点指向P点之间的矢量用r表示。为了便于用前面的三维螺旋时空方程来说明问题，我们让r沿着坐标的z轴。 我们以O点为中心，以O点到P的距离为半径作一个包围面S，这样P是S上的一个点，我们把S分割成N块，每一块小面积为ds，也可以用矢量元ds表示，我们规定指向S球面外侧的方向为正，指向内侧的为负。 按照前面的分析，P点处的包围面中一小块面积元ds上有dn条矢量r垂直穿过。 如果N取一个适合的数目，可以使面积元ds上恰巧只有一条矢量r垂直的穿过去。 这样，O点在P处产生的重力场A ，在O点到P点的距离不变、dn的值为1的情况下正比于面积元ds的倒数。 对于不同的物质点O1、O2、O3----和物质点O相比较，把这些物质点分别作包围面，这些包围面面积都相等，我们也是把这些包围面分割N块，比较这些面积元的大小，就可以判断这些物质点的质量大小和周围重力场的大小，很显然都和面积元成反比。 当矢量r沿z轴前进，只要保持分割数N不变，面积元ds（在dn = 1情况下）将随着r的模r的增大而增大。我们也可以认为矢量r是面积元ds的函数， r = f(ds) 将r对ds求导，结果可以反映了r的端点处的重力场。 A = dr/ds ds是包围面S的N分之一，矢量r在z轴上的延伸的长度等于包围面S的半径，因而ds中的s可以用z²替换。这样有下式： A = 常数乘以dr/dz² 由前面的三维螺旋时空方程中z = Ct可以导出： A = [常数乘以dr/dt²]/C² 上式和前面的时空波动性方程相比较，应该有: ∂²r/∂t² = C²∂²r/ ∂z² = 常数乘以A 。 由此我们证明了惯性质量和引力质量、惯性力和引力是等价的。注意，上面的微分号d改为偏微分号∂，在这个波动过程中，重力场扮演了振荡位移的角色。 下面我们讨论一下万有引力的传播速度问题。 按照质量和重力场的定义，物体产生的重力场也是以光速向外传播，因而万有引力肯定也是以光速向外传播的。但是，万有引力的本质是物体之间的相对加速运动，提出万有引力的传播速度问题本身就不太合理。 而电磁场情况不样，电磁场是空间加速运动状态以光速向外传播，说电磁场的相互作用力以光速向外传播，显得合情合理。 现在我们来讨论一下反重力问题。 统一场论预言随时间变化的磁场产生和磁场环绕方向垂直的重力场，加速运动电荷产生和加速度方向一致的重力场，一句话，变化的电磁场可以产生反重力场。 我们有个疑问，自然界有没有天然存在的反重力场物体？答案是没有的，设想我们太阳系附近有反重力场物体，这些物体和太阳、地球及其他星体相互推斥作用，若干年后，这些反重力物体会被挤出太阳系，这样的结果是宇宙中反重力物体将和普通重力场物体生活在不同的空间区域，各过各的日子，互不相干。 最后讨论一下物体质量的叠加。 以地球和月球为例，统一场论认为，地球和月球周围空间的逆时针旋转情况（就是几何点的运动周期和运动半径）反映了地球和月球的质量，如下图，
地球和月球之间的空间都以逆时针旋转，相互接触的地方，方向相反，要抵消一部分空间，地球和月球之间的空间有减少趋势，表现为地球和月球相互吸引。 当月球向地球靠近，最后如果落在地球上，和地球合二为一变成一个星球，周围的逆时针旋转空间的运动将叠加，这个就是物体质量能够叠加的几何解释。如果用严格的数学语言描述、解释，很麻烦。 对详细的数学语言描述万有引力的一切规律感兴趣的网友，可以关注张祥前的新浪博客最新文章。
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