惯性性能论(二)

第二篇

惯性与万有引力

上一篇文章通过数学演绎说明，惯性对万有引力和惯性对一般的力是有区别的。数学演绎比较抽象，现在从物体本身的内在属性来说说，为什么在惯性面前，万有引力就特殊呢？

一、万有引力的特殊性

有人说万有引力是物体通过传递引力子来实现，而爱因斯坦则认为万有引力是时空扭曲导致的(黑洞的新密码中有讲解)，还有人认为可能是二者共同的因素。如果万有引力是时空扭曲导致的，而时空扭曲又是由质量引起的，所以万有引力是质量产生的结果；如果万有引力靠引力子传递，而引力子又来源于有质量的物体，所以引力子是质量间接或直接的结果，这样一来，万有引力也就是质量产生的结果。故不管万有引力是怎样产生的，质量是万有引力的源泉，也就是说物体之间万有引力的特性是其源于物体的质量。其他任何作用力都没有这个特性。

二、惯性和万有引力的辩证关系

一方面，前面说万有引力源于物体的质量；另一方面，我们知道惯性是物体的属性，质量是惯性的度量。对比二者可得，万有引力和惯性是物体质量的两个不同表现：惯性是物体维持自身运动状态的性质，质量越大，惯性越大；万有引力是改变物体运动状态的作用力，万有引力源的质量越大，引力源迫使其他物体越容易改变运动状态，越容易靠近自己，以此求同。简单地说，质量利用惯性维持自己运动状态，利用万有引力改变别人运动状态。从而我们不难得出，惯性与万有引力同源于质量，但二者又是对立的统一体。

三、惯性的普实性

由第一篇文章和F＝dp/dt知，

F=ma vdm/dt，

所以a=F/m-vdm/mdt，

对于一般的作用力，a=F/m-vd㏑m/dt④，

对于万有引力，a=GM/R²-vd㏑m/dt⑤，

两式对比，等式右边的第二项一样，所以只要讨论等式右边的第一项，就能说明万有引力和其他作用力的不同。(下面讨论只考虑第一项)

对于一般力由④得，质量越大，惯性越大，外力越不容易改变其运动状态。对于万有引力由⑤知，研究对象的质量对加速度a没有影响，这是为什么呢？我们把m还原到等式中得，ma~GMm/R²(经典力学中GMm/R²=ma)，其中GM/R²是万有引力强度。由于右边万有引力中m在改变引力源的运动状态的同时，也改变了研究对象自身的运动状态，换个角度思考就等同于m在万有引力中力图改变物体自身的运动状态。另一方面，在左边加速度式子中，物体的质量以惯性的性能维持物体自身的运动状态。同一个质量以不同的角色对立着，而这个对立刚好完美地和谐，最后使得万有引力对不同固定质量的物体，以绝对公平的效果改变其运动状态。也就是说，不可变质量的加速度只与万有引力源有关，与研究对象自身没有关系。但这不是说惯性不抵抗万有引力；而是由于惯性和万有引力同源于质量，使得两个不相等质量物体的惯性抵抗同一万有引力源的效果相同，换句话说同一万有引力源对所有固定质量物体的运动状态的改变是同等的效果。一般的作用力与质量没有关系，所以惯性大小不一样，对数值相等的外力的抵抗程度自然就不一样。现在我们把第二项加上后，第一项的效果依然不变，所以这一结论同样适用于相对论框架。

故，惯性是物体维持其运动状态的属性，对外力改变其运动状态都有抵抗效果。对一般的力，质量越大的物体，其惯性越大，所以抵抗力的效果越显著；对万有引力，这种效果是同等的，其原因是万有引力和惯性同源于质量。

惯性与质量

惯性的概念告诉我们，惯性是一切物体维持自身运动状态不变的固有属性，其大小只与物体的质量有关。惯性的载体是物体，度量是物体的质量。前面惯性与万有引力的内容中讲到，惯性和万有引力同源于质量，一方面质量用万有引力改变外物的运动状态，同时改变了自身的运动状态；另一方面质量以惯性维持自身的运动状态。

惯性的载体是物体，物体是物质的一种存在形态。物质除了物体，还包括场、暗能量等等。惯性的度量是质量，惯性也来源于质量；而物质以质量或能量或二者皆有的形态存在。现在的问题是，如果物质以能量的形态存在(如电磁场)，它有没有惯性？

一、光，我们知道光具有波粒二象性，它的承载者是光子。根据光速不变原理知，光在真空中的速度是不变的固定值，不管是时空的扭曲、膨胀，还是宇宙星系、能量场等都不能改变光在真空中速度的大小，充其量只能改变光的速度方向。

二、场，我们常见的场有电磁场，它起源于带电体，承载者为光子，传播速度是光速。所以电磁场最终可归结到光中处理。除了电磁场，还有引力场。万有引力如果是时空扭曲导致的，那引力场的惯性问题就可归结到时空场，时空场没有惯性一说。万有引力如果是引力子传递产生的，那么引力场的惯性问题就归结到引力子上；而当今引力子还处于未知，所以此方面问题难以决断。但是，根据引力的收敛性和暗能量的发散性，可推测二者都不具有惯性。

三、暗能量，是作用于时空本身的能量，会导致时空膨胀，就目前来看其作用是发散的。暗能量一定没有惯性，因为他既不和一般物体发生作用，也不和能量场发生作用。

光子、场和暗能量都没有质量，所以他们就不具备惯性，但他们有比惯性更高级的不变性。这些物质的不变性和惯性，都是万物之源初不变性的不同层级的低级表现，我们暂且把这种不变性称之为物质本初不变性能，简称物质本初不变性或本初性。

结束语

惯性是物体维持自身运动状态不变的属性，反应了物体运动状态改变的难易程度。它对一切外力都具有反抗效能，但由于其和万有引力同源于质量，所以对万有引力的反抗体现出了同源性。

惯性的大小只与物体的质量有关，质量越大，惯性越大，其运动状态就越难改变。没有质量的物质没有惯性，但有不同于惯性的不变性，如光子、能量场和暗能量等。这种不变性和惯性都是物质本初性的低级体现。

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