广义相对论中空间弯曲含义的混乱
对于空间弯曲,爱因斯坦最初的思考过程是这样的,在地球上,一个自由下落的电梯中,在一面电梯壁向对面水平(或者说平行电梯底面)发出一束光,由于光在到达对面的电梯壁时,电梯已经下落了一个很微小的距离,所以在电梯中的人看来,光线是向上弯曲的。但是由于光速是不可迭加的,所以为了解释这个问题,爱因斯坦便提出了空间弯曲的概念,光线向上弯曲是“直”,这说明空间是向下弯曲的。这个弯曲可以认为是广义相对论空间弯曲的第一个含义。
广义相对论空间弯曲的第二个含义是这样的,根据惯性质量与引力质量等效(或者说相等)的结论,可知任何物体都将受引力作用,光子也不例外。因此,当光线因引力作用而弯曲的时候,我们不说光速被迭加了,不说光速改变了,而归咎为空间弯曲。
广义相对论空间弯曲的第三个含义:一个引力场a和一个加速度-a是等效的,所以相对论希望将加速系通过引入一个与加速度a对应的虚构引力场-a,而将加速系变换(或者说等效)成一个惯性系。但是这个想法在实际会遇到困难的。


从示意图容易看出,二者并不等效,这样一个等效的想法被时空限制了,广义相对论指出,如果在引入引力场的同时,改变系统的几何性质,那么是可以突破这种限制的。
空间弯曲的第一种含义,完全源自相对运动和相对论潜意识中那个贯穿始终的绝对优越的参考系(虽然相对论一直都不承认这点);而第二种含义的空间弯曲实际上是把迭加的光速硬说成未被迭加的光速的结果;第三种空间弯曲的含义,则是由于距离天体一定距离,天体的引力场可以等效为一个点源力场,换而言之,是由于引力场的几何性质所决定的。假如引力场源为一个平面源,则第三种含义的空间弯曲是不存在的。
第一种含义的空间弯曲可以归结为相对运动的等效(其实并不等效);第二种含义的空间弯曲可以归结为光速不变的错误;第三种空间弯曲可以归结为引力和加速度,即引力质量和惯性质量的等效。
这三种含义的空间弯曲可以说风马牛不相及,但是爱因斯坦就是如此“科学 ”地因第一种含义的空间弯曲,建立了广义相对论,并被第二种含义的空间弯曲证实,又很好地应用于第三种含义。
欺世盗名!
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