爱因斯坦的广义相对论是不存在“引力”的引力理论

牛顿第一定律也称为惯性定律。

牛顿第二定律是：物体的加速度与力成正比，与物体的质量成反比。

牛顿第三定律是：两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。

相对论分为广义相对论和狭义相对论

广义相对论基本概念解释：

广义相对论是爱因斯坦继狭义相对论之后，对引力理论进行深入研究后，于1913年提出的引力场的相对论理论。 这个理论与牛顿的万有引力理论完全不同。 它将引力场归因于物体周围时空的曲率，将物体在重力影响下的运动归因于物体在弯曲时空中沿测地线的自由运动。 因此，广义相对论也被称为时空几何动力学，它将引力归因于时空的几何性质。

如何理解广义相对论中的时空曲率？ 这里我们用一个模型来比喻。 如果有两个质量很大的钢球，根据牛顿的观点，它们会因重力而相互吸引，并会相互靠近。 爱因斯坦的广义相对论并不认为两个钢球之间存在吸引力。 它们之所以靠得很近，是因为在没有钢球出现的时候，周围的时空就如同一张被压扁的网。 现在两个钢球使时空网弯曲，所以两个钢球沿着弯曲的网移动。 卷在一起。 这相当于物体由于时空弯曲而沿着测地线运动。 因此牛顿第一定律是什么，爱因斯坦的广义相对论是一种没有“引力”的引力理论。

此外，该理论基于两个基本假设：等价原理和广义协方差原理。 等效原理基于物体的惯性质量等于引力质量这一基本事实。 认为重力与加速系统中的惯性力是等效的，两者在原理上是无法区分的； 广义协方差原理可以认为是等价原理，它是一种数学表达式，认为所有反映物理定律的微分方程在所有参考系中都应保持不变。 也可以说，所有参考系都是平等的，从而打破了惯性系在狭义相对论中的特殊地位，因为参考系选择的任意性，使其被称为广义相对论。

我们知道，牛顿万有引力定律认为，所有有质量的物体都相互吸引，这是一种远距离的静态作用。

在广义相对论中，物质产生的引力场定律用爱因斯坦场方程来表达。 它所反射的引力效应是动态的并以光速传播。

广义相对论是比牛顿引力理论更普遍的理论，牛顿引力理论只是广义相对论的弱场近似。 所谓弱场是指物体在引力场中的引力能远小于其固有能量。 只有在力场中，两者之间的差异才会显现出来。 这时就必须运用广义相对论来正确处理引力问题。

1915年广义相对论建立后，爱因斯坦提出可以从三个方面来检验其正确性，即所谓三大实验验证。 这就是太阳附近光线的偏转、水星近日点的进动以及引力场中谱线的频移。 这些很快就被当时的实验观察所证实。 后来，有人设计了雷达回波延时实验，很快就以更高的精度证实了广义相对论。 20世纪60年代一系列天文学新发现：3K微波背景辐射、脉冲星、类星体、X射线源等新的天体物理观测有力地支持了广义相对论，从而使人们对广义相对论的兴趣由冷转热。 。 特别是，广义相对论在天体物理学和宇宙学研究中的应用已成为物理学的热门前沿领域。

爱因斯坦一直将广义相对论视为他一生中最重要的科学成就。 他说，“如果我没有发现狭义相对论，别人也会发现它，问题就成熟了。但我认为广义相对论是不同的。”确实，广义相对论包含了更多比狭义相对论的思想更深刻，而这个新的引力理论仍然是最美丽的引力理论。 没有大胆的创新精神和坚持不懈的精神，没有敏锐的理论直觉和扎实的数学基础，就不可能建立广义相对论。 伟大的科学家汤姆森曾将广义相对论称为人类历史上最伟大的成就之一。

狭义相对论是

狭义相对论是一种基于四维时空观的理论。 因此，要理解相对论的内容，首先必须对相对论的时空观有一个总体的了解。 数学中存在各种多维空间，但到目前为止，我们所知道的物理世界只有四维，即三维空间加上一维时间。 现代微观物理学中提到的高维空间还有另外一层含义，只有数学意义，这里不讨论。

四维时空是构成现实世界的最低维度。 我们的世界恰好是四维的。 至于高维真实空间，至少目前我们还无法感知。 当一把尺子在三维空间（不包括时间）旋转时，它的长度保持不变，但当它旋转时，它的坐标值发生变化，并且坐标之间存在联系。 四维时空的含义是时间是第四维坐标，与空间坐标有关。 也就是说，时空是一个统一的、不可分割的整体。 他们处于一种“一盛一衰，一盛一衰”的关系。

四维时空并不限于此。 从质能关系中，我们知道质量和能量实际上是同一个东西。 质量（或能量）不是独立的，而是与运动状态有关。 例如，速度越大，质量越大。 在四维时空中，质量（或能量）实际上是四维动量的第四维分量。 动量是描述物质运动的量，因此质量自然与运动状态相关。 在四维时空中，动量和能量是统一的，称为能量和动量四个向量。 此外，在四维时空中还定义了四维速度、四维加速度、四维力、电磁场方程的四维形式等。 值得一提的是，电磁场方程的四维形式更加完善，完全统一了电和磁。 电场和磁场由统一的电磁场张量来描述。 四维时空的物理定律比三维时空的物理定律完善得多，这说明我们的世界确实是四维的。 可以说，至少比牛顿力学完善得多。 至少由于它的完美，我们不能怀疑它。

在相对论中，时间和空间构成一个不可分割的整体——四维时空。 能量和动量也构成一个不可分割的整体——四维动量。 这说明自然界中一些看似无关的量之间可能存在着深刻的联系。 当我们以后讨论广义相对论时，我们还会看到空间和时间以及能量和动量四个向量之间存在着深刻的联系。

物质在相互作用中产生永恒的运动。 没有不动的物质，也没有没有物质的运动。 由于物质在相互关系和相互作用中运动，因此，必须在物质的相互关系中描述运动。 可以描述孤立的运动。 也就是说，运动必须有一个参照物，这个参照物就是参照系。

伽利略曾经指出，移动的船的运动与静止的船的运动是没有区别的。 也就是说，当你身处封闭的船舱，与外界完全隔绝的时候，哪怕你有最发达的心智，最先进的仪器，也无法感知到。 您的船是匀速行驶还是静止不动？ 由于没有参考，感知速度的大小就更加困难。 例如，我们不知道整个宇宙的整体运动状态，因为宇宙是封闭的。 爱因斯坦引用它作为狭义相对论的第一个基本原理：狭义相对论原理。 其内容是：惯性系完全等价且不可区分。

著名的迈克尔逊-莫雷实验彻底否定了光的以太理论，得出光与参考系无关的结论。 换句话说，无论你是站在地面上还是站在飞驰的火车上，测得的光速都是一样的。 这就是狭义相对论的第二个基本原理，光速恒定原理。

从这两个基本原理，我们可以直接推导出相对论的坐标变换公式、速度变换公式等狭义相对论的全部内容。 例如，速度变化与传统规律相冲突，但实践证明是正确的。 例如，火车的速度是10m/s，火车上的人相对于火车的速度也是10m/s。 地面上的人看到火车的速度是10m/s。 人的速度不是20m/s，而是大约(20-10^(-15))m/s。 一般情况下，这种相对论效应可以完全忽略，但当接近光速时，这种效应会显着增加。 例如，火车的速度是光速的0.99倍，人的速度也是光速的0.99倍。 那么地面观测作者的结论不是1.98倍光速，而是0.倍光速。 车上的人看到后面传来的光芒并没有减慢，对他来说也是光速。 因此，从这个意义上说，光速是不可超越的，因为无论在哪个参考系中它都是恒定的。 粒子物理中的大量实验已经证明速度变换是无可挑剔的。 由于光的这种独特性质，它被选为四维时空的唯一统治者。