广义相对论初步
狭义相对论在惯性系里研究物理规律，不能处理引力问题。1915年，爱因斯坦在数学家的协助下，把相对性原理从惯性系推广到任意参照系，发表了广义相对论。由于这个理论过于抽象，数学运算过于复杂，这里只做个大概描述。2．6．1、非惯性系与惯性力牛顿运动定律在惯性系里才成立，在相对惯性系做加速运动的
参照系（称非惯性系）里，会出现什么情况呢？例如，在一列以加速度a1做直线运
动的车厢里，有一个质量为m的小球，小球保持静止状态，小球所受合外力为零，符
合牛顿运动定律。相对于非惯性系的车厢来观测，小球以加速度a1向后运动，而小
球没有受到其他物体力的作用，牛顿运动定律不再成立。不过，车厢里的人可以认为小球受到一向后的力，把牛顿运动定律写为
f惯ma1。这样的力不是其他物体的作用，而是由参照系是非惯性系所引起的，称为惯性力。如果一非惯性系以加速度a1相对惯性系而运动，则在此非惯性里，任一质量为m的物体受到一惯性力ma1，把惯性力ma1计入在内，在非惯性里也可以应用牛顿定律。当汽车拐弯做圆周运动时，相对于地面出现向心加速度a1，相对于车厢
人感觉向外倾倒，常说受到了离心力，正确地说应是惯性离心力，这就是非惯性系中出现的惯性力。
2．6．2、惯性质量和引力质量根据牛顿运动定律，力一定时，物体的加速
度与质量成反比，牛顿定律中的质量度量了物体的惯性，称为惯性质量，以m惯为符
号，有
这位小男孩的精神，是多么令人感动！他就快要死了也不忘自己卖报诚信灵魂那地高尚伟大
fFm惯a
根据万有引力定律，两物体（质点）间的引力和它们的质量乘积成正比。万有引力定
律中的质量，类似于库仑定律中的电荷，称为引力质量，以m引为符号。
惯性质量和引力质量是两个不同的概念，没有必然相等的逻辑关系，它们是否相
等，应由实验来检验。本世纪初，匈牙利物理学家厄缶应用扭秤证明，只要单位选择
恰当，惯性质量和引力质量相等，实验精度达108。后来，人们又把两者相等的实验
精度提高到1012。
设一物体在地面上做自由落体运动，此物体的惯性质量和引力质量分别为m惯和
m引，以M引代表地球的引力质量，根据万有引力定律和牛顿第二定律，有
G
M引m引R2

m惯g

式中G为万有引力常量，R为地球半径，g为物体下落的加速度。因为m引m惯，所以gGM引R2，r