为了处理这样的局限 , 爱因斯坦于1916年发表论文《广义相对论的基础》 。 这理论能够应用于非惯性参考系 。 但是 , 为了达到这目的 , 爱因斯坦发觉 , 他必须使用到弯曲时空的新概念 , 而不是传统的牛顿力的概念 , 来重新定义几个基础概念(例如引力) 。
狭义相对论的另一个深奥的结果是 , 能量与质量不是互不相干的物理属性 , 而是可互相转换的 。 这崭新关系也给予惯性概念新的内涵 。 狭义相对论的逻辑结果是 , 假若质量遵守惯性原理 , 则能量必也遵守惯性原理 。 对于很多状况 , 这理论大大地拓宽了惯性的定义 , 能够应用于物质与能量 。
能量具有惯性拓宽了我们对于惯性的认识 , 也拓宽了我们对于能量的认识 。 它带来的重大实用价值就是核能的释放 。 在裂变反应中 , 裂变产物的静质量小于裂变前物质的静质量 , 质量亏损释放出大量裂变能;在聚变反应中 , 聚变产物的净质量小于聚变前物质的净质量 , 质量亏损释放出大量的聚变能 。 它也使得人们很好地认识许多物理现象 , 包括涉及物质的全部质量与能量转化的正反粒子对的产生和湮没过程 。
我们知道 , 惯性质量是物体惯性的量度 , 反映物体对加速度的阻抗 , 而引力质量是物体引力属性的量度 , 反映物体产生和承受引力的能力 。 它们似乎是物质的两种完全不同的属性 , 那么描述物质两种不同性质的量是否严格相等是一个问题 。
可是为什么在上面要提出能量呢?因为能量是质量的时空分布变化程度的度量用来表征物理系统做功的本领 。 能量以多种不同的形式存在;按照物质的不同运动形式分类 , 能量可分为机械能、化学能、热能、电能、辐射能、核能、光能、潮汐能等 。 这些不同形式的能量之间可以通过物理效应或化学反应而相互转化 。 而各种场也具有能量 。 它是对物质宇宙是普遍适用的一个词 。 而惯性 , 引力也是普遍适用的 。
现在我们知道惯性质量和引力质量相等是一条严格的定律 。 原来牛顿力学中无法说明的惯性质量与引力质量相等不再是游离于物理学之外的一个普遍事实 , 而是成为广义相对论的基石 。 爱因斯坦找到了这块基石 , 并由此发展了广义相对论 , 这是爱因斯坦独具慧眼、超群绝伦的伟大贡献 。
【基因|为什么研究物体运动,必须先选择参考系】
摘自独立学者 , 作家灵遁者科普书籍《变化》第二章 , 上篇 。
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