“等效原理”不成立

(反相系列之五)

“等效原理”是广义相对论的基本原理之一，爱因斯坦主要是借助“升降机”的思想实验来论证等效原理的成立。

其实，有更好的思想实验来判断等效原理是否能成立：笔者在反相系列之四中采用“匀加速直线运动车厢”例子，否定了“惯性系是牛顿力学体系的基础”这一错误思想，并找到了“惯性力的本质和起源”——“惯性力”并不是虚假的力，其起源是小球相对于“引力场”加速时，在“非绝对参考系”中所受到的“引力场”这种物质对小球的“作用力”。这个例子的重要性还在于，爱因斯坦的“升降机”只不过是它的一个特例。

如果我们把“匀加速直线运动车厢”提到空中，让它车尾向下作自由落体运动，这就成了爱因斯坦的“自由落体升降机”，我们可以采用与原“水平方向”车厢的例子完全相同的思想来分析受力情况：

在地面上的观察者A看来，小球受到重力，以加速度g作匀加速直线运动，但在车厢内的观察者B看来，弹簧上显示的读数为零，这就意味着小球不仅受到了重力（引力场的不可屏蔽性），而且受到一个竖直向上的且与重力大小相等的“惯性力”，这两个力相互平衡了，小球看上去“失重”了。

这里的“重力”相当于原例中的“弹簧拉力”，“重力”在“绝对参考系”（引力场）产生的效应，就是小球以“加速度g”运动，而在车厢参考系产生的效应就是引力场对小球产生了一个“惯性力”，小球在“惯性力”和“重力”的平衡作用下而“失重”。这与原例“水平方向”时的受力情况完全相同。

这样的思维，应该比爱因斯坦自认为“我一生中最愉快的思维”更愉快！因为它根本不需要把小球的“失重”想象成在车厢下的引力场被移走了。

笔者在反相系列之二中对牛顿第一定律作了修正：应把牛顿第一定律修正为：相对于其所处的引力场，每个物体都保持其静止或按原方向并沿等势面作等速运动的状态，除非有“外加力”作用于它迫使它改变那个状态。

根据这修正后的惯性定律可知：

“惯性”是每一个物体都具有在引力场中“保持机械能守恒”的固有特性；

“惯性运动”方式是“静止或按原方向并沿等势面作等速运动”；

“惯性运动”的起源是物体为了在引力场中“保持机械能守恒” ！

所以，“惯性运动”必定是引力场中的运动。

爱因斯坦并不明白“惯性运动”的起源，错误地认为“在无引力场的太空中的运动就是惯性运动”，“彼此间足够遥远并和其他物体足够遥远的质量是没有加速度的”。

试问，能找到无引力场太空吗？无引力场太空与马赫一再批判的“绝对空间”有何区别？再者，在远离它物、空无一物的太空中，如何建立坐标系？如何判定加速运动？

爱因斯坦也不明白“惯性力”的起源，如果按“等效原理”，“万有引力”与“惯性力”等效，那么，原先“匀加速直线运动车厢”例子中水平方向的“弹簧拉力”也就与“惯性力”等效。

这岂不是说，“万有引力”与“弹簧拉力”也等效？

如果“万有引力”可以几何化，那岂不是说，“弹簧拉力”也可以几何化？

上海金标软件有限公司  费邦镜  2014/12/18