長橋跳水——引力、慣性力 廣義相對論（五）

 《長橋跳水》  

——引力、慣性力和廣義相對性

壹、長橋跳水——（准）自由落體 

『那堪風景好、獨步上長橋』

……空曠的郊外、清新的空氣，

一條大河流淌其間，河水點綴著時空，

一座長橋橫跨水面，許是這種清悠，

誘使我做點什麼來打破它的寂靜吧……，

人真的是自然的產物，

否則為什麼我會莫名地走上長橋

（莫非與河有緣？）—— 橋很高、水很寬，

當時沒一絲猶豫、

就那樣自然地縱身從高橋上躍身跳下……，

當腳碰到河底，那銀色的河水，

滿滿地將我托起，

瞬間將幸運的我，托出水面，

然後，游到河邊、爬上河岸……，

周圍，一片寂靜，上岸后，

走了約十來步，遇見一人，

那人說，他看見我從高橋上躍入水中了……。

事隔多年，至今仍不明白，

為什麼當年會有那樣的舉動，

難道冥冥中有安排，

命運安排我在幾十年後，

會滿懷虔誠地來學習廣義相對論嗎？

貳、廣義相對論與自由落體

話說 廣義相對論與自由落體有內在聯繫。

學術上，自由落體的定義是：

自由落體是指只受重力作用的均勻加速度運動

（不存在空氣阻力的理想狀態下）。

在地球上相同位置與相同高度，

自由落體的加速度相同

（均為重力加速度g，與質量無關。） 

叄、廣義相對論原理

1905年，愛因斯坦提出狹義相對論，

狹義相對論顛覆了舊的時空觀，

但是狹義相對論是有缺陷的，

這就是狹義論，

不能描述『非慣性系』（只能描述『慣性系』） 。

狹義相對論創立后，

愛因斯坦試著把相對論推廣到『非慣性系』，

在苦思時，愛因斯坦腦中閃過一個念頭，

這就是他想到一個『電梯思想實驗』。

『電梯思想實驗』：

試想，在一座摩天大樓里，

一架電梯正從頂層下降，

突然，電梯的纜繩斷了！

電梯開始做自由落體運動；

此時，對電梯里的人，就好像不受任何力一樣，

此時電梯參考系正是『非慣性系』

註釋：

繩斷前，人受到的是引力；

繩斷後，受到的是慣性力。

又如，一個人剛從橋上往下跳的那一瞬間，

這時他會受到慣性力；

之後，他將受引力作用，

但經過分析，這個人往下落的

每一瞬間的極微區域的受力是，

『慣性力』等於『引力』 

（不考慮空氣阻力的理想狀態）。

記得一個很火的視頻，說有一個跳水人，再沒浮上來。

我不知道，這位老哥的情況。

不過，李永樂老師，

對於落水實驗的危害有一個視頻，

對此做了詳細說明，可供我們學習。

11分鐘、有字幕。

話說回來，愛因斯坦從『電梯實驗』，

悟出廣義相對論的基本原理之一『等效原理』。

『等效原理』是指

『引力場和具有適當加速度的慣力場』，二者等效

（也可以說「慣性質量等於引力質量」）。

人們做了許多實驗，

來測量同一物體的『慣性質量』和『引力質量』， 

所有實驗都得出同一個結論，這就是： 

引力質量=慣性質量 

引力質量和慣性質量，具有等同性。  

廣義相對論共有2個原理 

一 . 等效原理;  

二. 廣義的相對性。 

第一、等效原理：等效原理，是說 

2 種場的效應不可分辨—— 

『引力場』 與『慣性力場』效應，不可分辨；

第二、 廣義的相對性：

即，物理定律在『慣性系』和『非慣性系』，

取相同形式。就是說，

物理定律，在上述 2 種參考系中形式不變。

  謝謝閱讀。

• [08/04]299、質量可以轉化成能量3《相對論淺說》41
• [08/06]300、廣義相對論——時空的漣漪（一）
• [08/08]301、廣義相對論（二）grace科學女神
• [08/10]從零基礎學起 廣義相對論（三）
• [08/16]能否拯救這樣的靈魂；曲率是描述時空的量 廣義相對論（四）
• [08/19] 長橋跳水——引力、慣性力 廣義相對論（五）
• [08/20]開懷大笑學物理！學物理好像聽小品! 廣義相對論（六）
• [08/21]暫把似懂作階梯 步步攀援不虧心 廣相論（七）
• [08/24]敬請上網點擊《747、領導人的素質；步步攀援不虧心 廣義相對論（七）；老徐侃物理：學
• [08/25]廣義相對論（八）別拒絕改變自己…（擔心容量有限，故字小，對不起）
• [08/26]試問：紅塵中有沒有天長地久？張天蓉的解釋 廣相論九；
• [08/28]無量光布滿整個空間；廣相論第二圓梨
• [08/30]拯救靈魂的詩劇·廣義相對論（11）修正版

• 查看：[和顏清心的.最新博文]
• 查看：[大家的.最新博文]
• 查看：[大家的.信仰見證]