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我们可设计过一个“想象实验”，一语道破狭义相对论与牛顿万有引力之间的矛盾性。我们知道，在相对论的论述中，爱因斯坦的“想象实验”起着非常重要的作用。
诸如一个“想象实验”一语道破狭义相对论与欧几里德几何学的矛盾：狭义相对论的一个推论认为物体在（高速）运动方向上会发生长度收缩。设想一个绕圆心高速旋转的圆盘。根据狭义相对论，圆盘的周长将发生收缩。而在其直径方向上，没有运动，所以其直径与静止时相同。结果圆周率Pi（周长与直径之比）就变化了。这与欧氏几何中“圆周率Pi”是一永远不变的恒量，有根本的矛盾。 但在论述狭义相对论与牛顿万有引力定律的矛盾性或不相容性问题上，现有教材的论述都不够简明。我设计了一个“想象实验”。我们知道：1、狭义相对论认为任何物体的运动速度不可能超过光速。2、而牛顿万有引力定律认为，任何物体，无论其质量、速度如何，在同一重力场中都会获得完全相同的加速度。--------设想一个已非常非常接近光速的宇宙粒子，穿过我们的重力场，射向地球。按照牛顿万有引力定律，它将获得一个与我们日常物体同样的重力加速度g. 这样，它就定会被加速而超过光速（只要给定的宇宙粒子足够接近光速）。因此，狭义相对论与牛顿万有引力定律有不可调和的矛盾。要么狭义相对论是错的，要么牛顿万有引力定律要修改。 上面我的论证：假如一重力场提供100KM/S每秒的加速度，那么，根据牛顿万有引力定律，无论在其中的物体是否接近光速，无论其中的物体质量有多大，它每秒会得到同样的加速值。如果一粒子差90KM/S就到光速，那么，它在这一重力场中1秒之内就会超过光速。这就与狭义相对论任何物体的运动速度不可能超过光速的结论相违背。这一矛盾是狭义相对论与牛顿万有引力定律所固有的。 （一个接近光速的物体被加速，之所以在狭义相对论的体系内不可能超光速，是因其质量将无限地增加，致使有限的力只能导致无限地小的加速度。 但在牛顿引力体系下，情况完全两样。加速度不会无限地小下去。因其质量将无限地增加又同样导致其牛顿引力的无限增大。所以，按牛顿引力体系，无论物体是接近光速还是超光速，它才不管呢。牛顿引力体系的结论总是：在一重力场中有恒定的加速度值。所以这与狭义相对论抵触。） 因此，必须建立新的引力理论来取代牛顿万有引力定律，以消除这一矛盾。 这一新的引力理论，就是广义相对论。 |