从相对论来看万有引力是不是力，用爱因斯坦的广义相对论来看

能说牛顿万有引力是错的，爱因斯坦广义相对论是对的吗？~

首先，万有引力是一种“超距作用”理论，牛顿本人对此非常关注。他在他自己的理论中也有提到：
“令人感到不可思议的是，没有生命的物质在没有其他媒介（不是材料）调解的情况下，在其他物质的基础上运转，并在不相互接触的前提下影响它们……重力应当是与生俱来的，固有的，并且对物质来说是必不可少的。

因此，一个物体可以通过真空在一定的距离处作用于另一个物体，它们的作用和力可以传递到另一个物体，且不需要其他任何事物的介入。这对我来说是如此的荒谬，以至于我相信没有一个在哲学问题上具有思维能力的人会对它陷入思考。根据相关定理，重力一定是通某种媒介的持续影响产生的；但这个媒介究竟是物质的还是非物质的，我都需要留给我的读者去考虑了”

第二，万有引力与狭义相对论是相对立的。这是在数学上的不兼容性：如果将牛顿重力方程代入狭义相对论的框架当中，就会产生矛盾。
第三，弱等效原理的概念（即所有个体，不论他们的物质组成如何，都以相同的方式对重力做出反应）具有很重要的意义，即至少在自由落体的紧邻处，一个简单的几何变换就能让它摆脱重力。

第四，万有引力与它的观测现象相矛盾。爱因斯坦的三项经典引力测试包括：水星在近日点的反常进动（虽然我们已经知道广义相对论是什么时候诞生的，但在那个时候世界上还没有可靠的解释出现），由像太阳一样的光源引起的光线弯曲（预测这将是牛顿万有引力的两倍价值，它将光子视为小型抛射物，这在1919年被爱丁顿的日食考察所证实），以及光的引力红移（只有在20世纪50年代爱因斯坦去世后才确认下来）。从那以后，许多其他的测试进一步印证了爱因斯坦的预测，其中包括精准的卫星导航，以及近年来发现的引力波。

简而言之，在19世纪后期，物理界已经清楚地人士在万有引力需要一个合适的场论。一旦狭义相对论进入现实场景，人们则清楚地认识到相对论场论是十分需要的。以及最后，随着爱因斯坦开始研究广义相对论的概念，以便将加速参考系和惯性参考系放在同一层次上研究（因此，并未有狭义、广义等形容词的相对论名称在当时被扩展为广义相对论），弱等效原理使他意识到这样的理论必须是引力论。

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牛顿的万有引力定律，通称万有引力定律，定律指出，两个质点彼此之间相互吸引的作用力，是与它们的质量乘积成正比，并与它们之间的距离成平方反比。 万有引力定律是由艾萨克·牛顿称之为归纳推理的经验观察得出的一般物理规律。它是经典力学的一部分，是在1687年于《自然哲学的数学原理》中首次发表的，并于1687年7月5日首次出版。

图解：球状星团M13证明引力场的存在。
广义相对论是现代物理中基于相对性原理利用几何语言描述的引力理论。该理论由阿尔伯特·爱因斯坦等人自1907年开始发展，最终在1915年基本完成。广义相对论将经典的牛顿万有引力定律与狭义相对论加以推广。在广义相对论中，引力被描述为时空的一种几何属性（曲率），而时空的曲率则通过爱因斯坦场方程和处于其中的物质及辐射的能量与动量联系在一起。

广义相对论，对于引力的解释，和牛顿的冲突吗？

人们一直普遍认为爱因斯坦用他的广义相对论推翻并取代了牛顿的万有引力理论。其实这个说法是错误的。别的不用说，只要看看在爱因斯坦的理论中，自始至终都一直在使用着牛顿的引力常数G，这就说明，爱因斯坦的理论是一个离不开牛顿理论的理论。如果没有爱因斯坦的广义相对论，对牛顿的万有引力理论一点影响都没有。但如果没有牛顿的万有引力理论，爱因斯坦的广义相对论是根本就不可能存在的。这说明：爱因斯坦的广义相对论是一种把牛顿引力理论换个说法的理论。就像文学家把历史故事改编成神话故事的做法差不多。而它们的基础还是一样的，都离不开那个引力常数G。
反过来说，如果爱因斯坦的广义相对论是一个可以推翻牛顿万有引力理论的全新理论，它就应该可以不需要牛顿的引力理论，直接从弯曲时空中找出引力常数G或一个可以取代引力常数G的常数来。遗憾的是，爱因斯坦的广义相对论做不到这一点。所以说，广义相对论根本就不能推翻牛顿的万有引力理论。也谈不上取代。因为人们今天实际使用的理论还是牛顿的万有引力理论，而不是广义相对论。由此可见，把爱因斯坦的广义相对论说成是比牛顿引力理论更伟大的理论是完全错误的。
也许有人会说，爱因斯坦使用牛顿常数没什么不妥。所有研究万有引力的人，不论使用什么样的理论也都必须要用到牛顿的引力常数G。这样的说法就显得太没见识了。其实万有引力问题的关键所在就是引力常数G。搞不清楚引力常数G的问题就等于没有真正搞懂万有引力现象。所以说，爱因斯坦觉着牛顿的万有引力理论不对也不是没有道理的。事实上牛顿的万有引力理论的确是一个有缺陷的理论。其中一个缺陷就是说明不了引力常数G的物理意义。没有人知道在牛顿的引力理论中常数G的物理意义是什么。也不知道它的物质基础是什么。这是因为牛顿引力常数是凭经验得到的，而不是在对物理学理论研究的过程中发现的。
不过，既然引力常数G是一个物理常数，它就肯定有物质基础上的来源。只有那个能从物质基础上找出引力常数G来源的理论才有可能是真正正确的理论。那么引力常数G来源的物质基础又是什么呢？
笔者发现，这个物质基础就是“物质实体属性与场属性的统一性”。根据这个理论，我们就可以得到以下一系列的数学关系：
1）物质属性场强度D是物体质量M与属性场球形面积A的比值：D=M/A。例如，地球表面的属性场强度就是地球质量与地球表面球形面积的比值。
2）在属性场中任一点上的自由落体加速度（又称引力加速度）g与该点上的物质属性场强度D的比值是一个常数，用Gm表示：Gm=g/D。例如，在地球表面的任意一点，如果那里的自由落体加速度是g，属性场强度是D，那么，g与D的比值是Gm。如果在月球位置处的引力加速度是g1，同一位点处的属性场强度是D1，这里的g1与D1的比值也是Gm。不仅对地球而言是如此，对任何一个物体而言都是一样：那个物体表面的g与同一位置上的D的比值都是Gm。因为Gm的物质基础是物质实体属性与场属性的统一关系，因此本人把Gm叫做统一常数。
3）既然知道了有Gm=g/D这个关系，就可以很容易计算出g了：g=GmD。对任何物体而言，只要知道它的质量M就可以通过D=M/A计算出D。有了D，只要乘以常数Gm，就可以得到引力加速度g了。
4）以上都是针对一个独立物体做出的运算。例如针对地球做出的运算。当两个物体同时存在时，就会出现“万有引力现象”。这时候，两个物体之间的引力关系就可以写成F=mg。例如，g是地球表面的自由落体加速度，m是苹果的质量。那么，苹果与地球之间的所谓“引力”关系就是F=mg。
从以上列出的4步可以看出，通过物体的质量可以计算出属性场强度D。通过属性场强度可以计算出自由落体加速度g。通过自由落体加速度g与第二个物体的质量m就可以计算出所谓的引力F。用这种方法，在计算引力的整个过程中完全不需要使用牛顿的万有引力公式。也不使用牛顿引力常数G。但计算得到的结果与牛顿公式的计算结果是完全一样的。
为什么会是这样呢？这是因为牛顿引力常数G与统一常数Gm之间存在这样的数学关系：Gm=4πG。也就是说，变成了4πG就是具有了引力加速度与属性场强度之比的物理意义。而G却没有任何物理意义。
这又是为什么呢？原因很简单。从下列关系中就可以看得一清二楚：
Gm=4πG=g/D=g/(M/A)=g/(M/4πr2)。
也就是4πG=g/(M/4πr2)。如果把等号两边同时除以4π的话，就得到了：
G=g/(M/r2)。这实际上就已经是牛顿的公式了。把这个式子改变一下形式就是：g=GM/r2。
虽然在数学上4πG=g/(M/4πr2)与G=g/(M/r2)没有任何区别，但前者中的4πG是有物理意义的，而后者中的G却没有物理意义。由此可知为什么人们说不出牛顿引力常数物理意义的原因了。那是因为在纯数学（忽略物理过程）的计算过程中随着4π被无意识地约掉的同时G的物理意义也就随之消失的缘故。
可见，只有从物质是实体属性与场属性的统一体这个物质基础上才能说明引力常数G与物理意义之间的关系。从物质属性统一理论中得到的统一常数Gm才是真正具有物理意义的常数。根据这个常数不仅可以解释牛顿引力常数在物理意义上的问题，而且也可以计算引力加速度和引力。这说明物质属性统一理论才是唯一正确的万有引力理论。
这个物质属性统一理论完全独立于牛顿引力理论之外。不需要牛顿引力理论的存在就可以得到统一常数并对引力加速度和引力进行正确的计算。所以，物质属性统一理论才是一个可以完全取代牛顿万有引力理论的正确理论。只要有物质属性统一理论，牛顿的万有引力理论就完全没有必要存在了。而且，统一常数也完全可以取代牛顿的引力常数。
由此可见，牛顿的引力理论是有缺陷的。而爱因斯坦的广义相对论却离不开牛顿的引力常数。这两个理论都无法找到引力常数G的物理意义及其物质基础。所以，用爱因斯坦的广义相对论取代牛顿的万有引力理论没有任何真正的科学意义。牛顿引力理论的缺陷只能从物质属性的统一理论上得到纠正。并且，有了物质属性统一理论之后，牛顿和爱因斯坦有关万有引力现象的理论都可以退出历史舞台了。

秋浦歌（李白）

从万有引力到广义相对论，你真的了解引力的真面目吗？

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