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第六章 广义相对论
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万有引力的新理论
尽管世界大战对科学界也造成了一定的精神层面的影响，爱因斯坦仍然以极大的热忱投入到万有引力理论的研究中。
顺着在布拉格和苏黎世的研究思路，爱因斯坦终于在1916年发展出一套完全独立的万有引力统一理论。
爱因斯坦的科学世界观与牛顿完全不同，理解他的理论需要大量的数学知识储备。
本书将尽量避免使用数学公式，仅简单地介绍这些理论的基本思想。
这将有助于读者更深刻地理解爱因斯坦的人格以及他的理论对当时社会环境的影响。
阐释爱因斯坦的新理论最困难的地方在于，新理论彻底地打破了牛顿体系的框架，那些人们熟悉的“力”
“加速度”
“绝对空间”
等概念将彻底消失。
牛顿理论中的定理看起来都可以被实际经验或者逻辑推理证实，仅仅改变牛顿理论中的固有概念，即使是当时的物理学工作者们都一时难以接受。
然而，为了理解爱因斯坦的理论，必须抛开这些思维的枷锁。
根据牛顿惯性定律，没有外力作用的运动物体将做匀速直线运动，这一定律与物体本身的质量及其他物理性质完全无关。
因此，这种运动可以被纯“几何地”
描述。
而另一方面，根据牛顿第二定律，外力作用在物体上时，其加速度将会与其质量成反比，不同质量的粒子在同样的外力作用下将做不同的运动。
因此，为描述有外力作用下的运动，必须加入一个非几何的量，即质量。
我们在第四章的第八节中提到过，爱因斯坦在他1911年提出的引力理论中曾指出，重力与其他的力不一样，它对物体的作用与物体自身的质量无关。
并且，引力场中引力的存在不能与实验室加速度导致的惯性力区分开。
这说明，除了不受外力作用的运动之外，在匀强引力场作用下的运动也可以用纯几何的方式来描述。
以此为基础，爱因斯坦面临着一个新的问题：“在引力场中运动的物体，它的运动路径的纯几何描述是什么样的？”
爱因斯坦尝试基于下面的观念来解答这一问题：有引力场的空间与在旧观念中“没有任何力”
的空间，它们的几何规有所不同。
这个过于新颖的观点使得习惯了十九世纪物理体系观念的物理学家和数学家们十分困惑。
为了便于理解，让我们回想一下科学的实证主义观，尤其是在第二章第九节中庞加莱提出的，“数学命题的真实性只有当其中的直线、点等概念被赋予了物理可操作性的意义时才能被常识经验所验证。”
我们也必须将布里奇曼提出的“可操作性定义”
赋予这些几何概念。
例如，我们应当以某种铁杆为标准来定义“直线”
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