導讀：愛因斯坦關於慣性的理解，也啟發了我。

愛因斯坦隨後證明質能關係：E=mc²，一定的質量對應於一定的能量，反之一定的能量對應一定的質量。

在這裡，能量包括了能量的各種形式，突破了上面把某一種形式的能量與慣性聯絡起來的認識。這樣，慣性是能量的屬性，能量具有慣性（質量），任何慣性質量都應歸因於能量。作為物理學基本概念和物質的量的質量概念退居次要的地位，如今在近代物理中能量、動量等概念要比質量、力等概念要重要得多。

儘管這劃時代的理論實際地改變了許多牛頓概念，像質量、能量、距離，那時候，愛因斯坦的慣性概念與牛頓的原本概念沒有任何差異。實際而言，整個理論是建立於牛頓的慣性定義。但這也使得狹義相對論的相對性原理只能應用於慣性參考系。在這種參考系裡，不受外力的物體，必定保持其靜止或勻速直線運動狀態。

為了處理這樣的侷限，愛因斯坦於1916年發表論文《廣義相對論的基礎》。這理論能夠應用於非慣性參考系。但是，為了達到這目的，愛因斯坦發覺，他必需使用到彎曲時空的新概念，而不是傳統的牛頓力的概念，來重新定義幾個基礎概念（例如引力）。

狹義相對論的另一個深奧的結果是，能量與質量不是互不相干的物理屬性，而是可互相轉換的。這嶄新關係也給予慣性概念新的內涵。狹義相對論的邏輯結果是，假若質量遵守慣性原理，則能量必也遵守慣性原理。對於很多狀況，這理論大大地拓寬了慣性的定義，能夠應用於物質與能量。

能量具有慣性拓寬了我們對於慣性的認識，也拓寬了我們對於能量的認識。它帶來的重大實用價值就是核能的釋放。在裂變反應中，裂變產物的靜質量小於裂變前物質的靜質量，質量虧損釋放出大量裂變能；在聚變反應中，聚變產物的淨質量小於聚變前物質的淨質量，質量虧損釋放出大量的聚變能。它也使得人們很好地認識許多物理現象，包括涉及物質的全部質量與能量轉化的正反粒子對的產生和湮沒過程。

我們知道，慣性質量是物體慣性的量度，反映物體對加速度的阻抗，而引力質量是物體引力屬性的量度，反映物體產生和承受引力的能力。它們顯然是物質的兩種完全不同的屬性，那麼描述物質兩種不同性質的量是否嚴格相等是一個問題。

可是為什麼在上面要提出能量呢？因為能量是質量的時空分佈變化程度的度量,用來表徵物理系統做功的本領。能量以多種不同的形式存在；按照物質的不同運動形式分類，能量可分為機械能、化學能、熱能、電能、輻射能、核能、光能、潮汐能等。這些不同形式的能量之間可以透過物理效應或化學反應而相互轉化。而各種場也具有能量。它是對物質宇宙是普遍適用的一個詞。而慣性，引力也是普遍適用的。

現在我們知道慣性質量和引力質量相等是一條嚴格的定律。原來牛頓力學中無法說明的慣性質量與引力質量相等不再是遊離於物理學之外的一個普遍事實，而是成為廣義相對論的基石。愛因斯坦找到了這塊基石，並由此發展了廣義相對論，這是愛因斯坦獨具慧眼、超群絕倫的偉大貢獻。

慣性這個問題已經成為困擾現代物理學者的難題，雖然擁有偉人牛頓經典理論。但在科技時代出現許許多多的現象用以前的理論是無法解釋的。這也是現代物理的奠基人愛因斯坦留給我們後人的問題。

愛因斯坦無法解釋慣性，所以無奈的把相對論分成廣義的和狹義的。他本人也一直被這個問題困擾，並且致力於尋找宇宙統一的“力。” 即將引力，電磁力，強作用力，弱作用力，這四種宇宙基本力，納入到“一個系統。”但是終其一生，也沒有成功。

但是他一生的追求，一生對於探索的事業的執著，令我們動容！我很喜歡愛因斯坦的一句話：“想象力比知識更重要！”

所以斗膽想象世界和宇宙是什麼樣，是好奇。那麼思考曾經困擾牛頓，愛因斯坦的慣性問題，我覺得即使在當代也是不過時的。而且是至關重要的。因為我們如果對“根基”理解的不深，那麼如何能夠深刻揭示宇宙規律呢？

慣性和引力被我們認為是完全不同的兩種物理屬性，但是它們之間既然存在著普遍的、嚴格的正比關係，是否有可能它們不過是物體同一本質在不同方面的表現呢？這一問題的回答是肯定的。

這類實驗經歷了三百年的歷史，直到目前尚在繼續進行中．從牛頓時代的精確度為10-3發展到1922年愛德維斯提高到3×10-9。到1964年狄克把精確度提高到（1.3±1.0）×10-11，1971年，勃萊根許和佩諾又將實驗的精確度提高到10-12數量級。所有這些實驗，統統均證實了等於常數。

因此，目前普遍認為物體的兩種不同屬性——慣性和引力性質，是它的同一本質的不同方面的表現。也就是說，物體的慣性和引力性質導源於物體的同一本質。

愛因斯坦就曾把這兩種質量的等同作為他建立廣義相對論的出發點。故從現代物理學看來，這兩者的等同決非偶然，其中包含著深刻的物理意義。

那就很顯然了，困擾眾多物理學家的問題是這兩者究竟有什麼深刻的物理意義？

答案是：引力是慣性的源泉！！該如何解釋這句話呢？無論是哲學還是物理都必須“精確”的解釋。

而我以為問題本身恰恰就是答案。我們不能在宇宙中找到一個真實的慣性系。而引力質量又與慣性質量嚴格相等，這已經是公認的。但這絕不是巧合。所以解釋慣性系的答案還是引力，必須是引力。當然最根本的東西還是物質,物質時空。因為物質具有引力，因為物質時空產生引力。

也就是說時空的引力才使得物質具有慣性，這就是我的觀點。這樣為什麼在宇宙中找不到慣性系的問題就解決了，因為引力。牛頓第一定律也就沒有迴圈論證的嫌疑了，因為根找到了。

引力如何使得物質具有慣性？是我要接下來分析的。這時候我要引出另一個大家熟悉的關鍵詞——引力場。

我們知道任一物體在空間任一點的引力影響用一個表示該點引力‘強度’來代表。嚴格講，一個物體的引力場可以延伸到整個宇宙，但實際上它的影響只在它的近鄰區域才是顯著的。這點透過萬有引力公式便可以看出。

也就是說一個物體，它受到四面八方的萬有引力的影響，處於密集的不均勻的“引力場”中。而這個引力場顯然是由宇宙中的四面八方的物質所產生的。正是這樣的引力場，使得物體具有保持原來運動狀態的性質，即我們所說的慣性。而且物質質量越大，保持這樣的運動狀態的能力就越強。這與質量越大引力越大不謀而合。

而要改變物體的運動狀態，必須克服慣性。準確的說是克服引力場慣性。而物體的運動狀態改變後，便會處於“新的”引力場中，“新的”引力場依然有保持它繼續處於當前運動狀態的性質。我們可以把這樣的情況稱之為：引力場均衡。

而且我將同一個物體的相對靜止“引力場均衡”轉變為相對運動的“引力場均衡”的轉換速度定為光速。也就是說引力作用的速度是光速！

而且物體的運動不是絕對空間中的絕對運動，而是相對於宇宙中其他物質的相對運動，因而不僅速度是相對的，加速度也是相對的；在慣性系和非慣性系中物體所具有的慣性是一種宇宙物質引力場的表現，即是宇宙中其他物質對該物體的作用；所以物體的慣性不是物體自身的屬性，而是宇宙物質空間產生的引力場作用的結果。但與物體的質量有關，引力場是根據物體的質量“智慧”作用物體的。這就是為什麼慣性質量與引力質量是嚴格相等的原因。

也可以這樣表述：慣性是物體自身的屬性【物質與時空是一體的】的延伸，與物體本身不可分。但是本質是物體引力的作用。假設引力消失，那麼慣性將不復存在！顯然這是不可能出現的情況。

馬赫是第一個批評牛頓的經典力學時空觀的人。而愛因斯坦正是吸取了馬赫原理的精闢理論，創立了廣義相對論。而馬赫原理的觀點是宇宙整體物質決定慣性。馬赫強調了宇宙物質的整體對於慣性的作用，卻忽略了物體本身。這將導致慣性作用的超距情況。但他的觀點很先進。

事實上牛頓是將慣性看作物體的內稟屬性；而馬赫則認為慣性是宇宙物質整體作用於物質的結果。而愛因斯坦贊同了馬赫的關於慣性的認識。那麼應該是這樣的，馬赫批評了牛頓的絕對時空，那麼就應該想到了物質作用的傳遞速度是有限的。不是牛頓認為的超距作用。

我在網路上看到一個叫殷業的大學生的論文《馬赫原理及其物理模型》中贊同馬赫的這種觀點。他寫道：如果慣性與近場宇宙物質有關，近場宇宙物質又是不停運動的，也就是分佈是變化的，如太陽相對地球上的物體，一年四季太陽到地球的距離變化很大。在冥王星上，近日點和遠日點要差1.68倍，所以必然得出慣性是變化的，但我們一般認為如果物體相對慣性參照系靜止，則相對於該參照系的慣性是不變的，這就產生了矛盾，所以慣性只能與遙遠宇宙物質有關。

如果慣性只看作遠場宇宙物質的話，反而大錯了。遠距離傳遞的滯後性，於我們現在所觀測到慣性現象嚴重不符。這樣滯後性表現在相對於一個物體的運動狀態的改變，物體抵抗運動狀態的改變是立刻體現的，而遠場宇宙物質考慮到傳遞速度有限則不能。如果不考慮傳遞速度，那麼又回到了牛頓的超距作用，這與之前的馬赫批判矛盾。那麼該大學生到底是支援牛頓呢，還是支援馬赫呢？

而作者在上面所說矛盾，我覺得恰恰應該是支援了引力是慣性源泉的論點，也是慣性質量嚴格相等於引力質量的原因。

其實上面作者的問題，可以轉化為地球表面的情況。比如地球表面100KG的物體，在不同緯度，所受到的引力不同，重力加速度就會有小波動。也就是說考慮引力不僅要考慮它的質量和距離，而慣性目前只認為與質量有關，與距離沒有關係。

所以引力是慣性的源泉，並不意味著慣性的大小也需要考慮距離。事實上我們可以這樣想，引力無論在地球哪個位置，有變化，都改變不了同樣質量的物體的引力質量與慣性質量嚴格相等的事實。而引力作為慣性源泉，引力的變化，對於慣性質量是不變的。所以上面大學生關於慣性與近場和遠場宇宙物質是不同的，這個觀點是錯誤的。首先這和馬赫把宇宙總物質的作用對於物體產生慣性是同理的。

一定要理解引力是物體與物體的作用，而慣性強調當物體引力延伸的性質。所以他受引力場影響，卻不遵從距離反比定律。其實涉及慣性的概念時候，可以不受任何力的概念影響。慣性力不是真實的力。牢牢記住一個觀點，慣性質量是不變的。這樣就可以解決馬赫問題了。

關於這樣的引力場是慣性的源泉所涉及的傳播問題，我還會在下面文章中介紹。

在這裡提前介紹一下。馬赫原理強調整體宇宙物質對物體的作用構成慣性。在愛因斯坦眼裡，首先想到的宇宙物質所構成的空間！這就是馬赫對他的啟發。而這樣的空間是彎曲的，正是引力的產生根源！！愛氏一定是這樣的思路。

引力場是物質的整體，是物質空間的整體表現。物體與物體的作用卻需要以物體質量本身在引力場中發揮作用。這就是我的觀點。

那麼我上面說的，引力是慣性的源泉。據於此，愛因斯坦以等效原理，建立廣義相對論，這個前提是正確的。但是顯然是不夠深刻的，需要修正。

可能你會問了，為什麼不反過來說慣性是引力的源泉？？我認為是不能的。引力是一種具體可以測量的力，而慣性本身不是力。它與物質本身有關，更與他周圍所有物質形成的引力場有關。宇宙物質引力場作用與具體物體使得物體具有慣性。而且物體的質量與引力場的作用力成正比，所以質量大的物體慣性大。但不能說引力大，慣性大。

愛因斯坦提出“等效原理”，即引力質量和慣性質量是等效的。根據等效原理，愛因斯坦把狹義相對性原理推廣為廣義相對性原理，即物理定律的形式在一切參考系都是不變的。

這與上面所說宇宙物質引力場使得物體具有慣性是一致的。這樣的一致性不會因為參考系不同而不同。別忘了引力作用速度是光速，光速是恆定的。不因參考系不同而不同。 【大家讀到這裡，可以直接翻到最後一章，是我慣性給出了更深刻解釋，來深化大家對於慣性的認識！】

興趣閱讀：你就是下一個伽利略！

伽利略（Galileo Galilei，1564-02-15-1642-01-08）。義大利數學家、物理學家、天文學家，科學革命的先驅 。他發明了擺針和溫度計，在科學上為人類作出過巨大貢獻，是近代實驗科學的奠基人之一。

歷史上他首先在科學實驗的基礎上融匯貫通了數學、物理學和天文學三門知識，擴大、加深並改變了人類對物質運動和宇宙的認識 。伽利略從實驗中總結出自由落體定律、慣性定律和伽利略相對性原理等。從而推翻了亞里士多德物理學的許多臆斷，奠定了經典力學的基礎，反駁了托勒密的地心體系，有力地支援了哥白尼的日心學說。他以系統的實驗和觀察推翻了純屬思辨傳統的自然觀，開創了以實驗事實為根據並具有嚴密邏輯體系的近代科學。因此被譽為“近代力學之父”、“現代科學之父”。其工作為牛頓的理論體系的建立奠定了基礎 。

伽利略倡導數學與實驗相結合的研究方法，這種研究方法是他在科學上取得偉大成就的源泉，也是他對近代科學的最重要貢獻。

伽利略認為經驗是知識的唯一源泉，主張用實驗—數學方法研究自然規律，反對經院哲學的神秘思辨。深信自然之書是用數學語言寫的，只有能歸結為數量特徵的形狀、大小和速度才是物體的客觀性質。他是利用望遠鏡觀察天體取得大量成果的第一人。

伽利略一生為科學事業奮鬥，受教皇迫害，晚景淒涼，於1642年1月8日病逝，葬儀草率簡陋，直到下一世紀，遺骨才遷到家鄉的大教堂。為了紀念伽利略發明折射式望遠鏡400週年，聯合國將2009年定為國際天文年。逝世300年後，教皇道歉。這足以說明，他的科學事業，贏得了世界的認可。

他說過：“追求科學需要特殊的勇敢！”

他還說過：“一切推理都必須從觀察與實驗得來。”

他更說過：“當科學家們被權勢嚇倒，科學就會變成一個軟骨病人。”

摘自獨立學者，科普作家，藝術家靈遁者科普書籍《變化》

這兩個問題，其實是或前或後的同一個問題，徹底破解這個懸案，當是物理科學人的使命。

不要以為這只是一個初中物理的簡單常識。即便是一個物理學大家也未必清楚慣性的機理。

慣性原理，涉及當初亞里士多德苦苦追尋的第一推動力(First Cause)：動與力的基底關係。

這可是動力學的根本原理，事關物理學的前途與命運，考慮到目前學界的神邏輯亂象。

▲場量子以光速自旋，場量子之間以光速推湧，就是所謂的引力波與電磁波。重溫“慣性定律”的基本蘊含

慣性，英文inertial：in=not，ert=work，ial=[...的]，故，慣性=不工作=惰性=基底的效能。

慣性定律，也叫牛頓第一定律，可謂最基本的動力學現象。重溫其表述，並分析其蘊涵：

慣性定律：如果一個物體不受外力作用，那麼它將保持靜止或勻速直線運動的狀態。

前半句，給出物體慣性的預設條件：該物體系統(簡稱物系body system)是一個合外力為零的封閉系統。即與外界環境幾乎沒有質量和/或能量的交換。外力相當於外加動量或外加動能。

後半句，給出物體的兩大慣性狀態：

①要麼，作為大物體的附體(accompanied)，保持與大物體同樣運動，同自轉或進動。例如，汽車在地面靜止，飛機在地表上空懸停。

②要麼，作為自由的孤體(separated body)，保持勻直運動，即沿著跡點的切線方向運動，包括測地線迴圈。如，汽車以30米/秒直行。

慣性，源於亞原子的固有勢能

什麼叫勢能(potential)？potential的字面分析的意思：pot[詞根]/put &/or power(存放力量)，即：勢能是潛在的或固有的能量。

勢能是固有勢能的簡稱，也叫慣性勢能、亞原子自旋勢能、真空場引力勢能(最後有解釋)。但是，勢能與位能截然不同。

固有勢能，是物質維持自身存在形式的基底能量(U=mc²)，歸根結底，是亞原子以光速自旋的角動能，是永恆不變的能量，是質量守恆定律的根據，是不可以被(永動機)利用的能量。

尤其注意：諸如水位勢、電動勢或化學勢之類的位能，都是外加動能被貯存的偽勢能，是可利用的有限性動能。

有的位能是自然的。例如，雪山天湖、礦石能源、放射性元素(有核聚變檔案)；

有的位能是人造的。例如，一次與二次電池、太陽能電池、超流場效應(BEC)、LHC。

▲牛頓是亞里士多德以來人類物理智慧的集大成者，是把物理學用微積分精準化操作的創始人。萬物的慣性勢能，皆來自強力勢能

為簡潔明快，以下能量以電子伏特eV為單位。

①電子強力或電子引力場：F₀=m₀c²/r₀，電子的慣性勢能：U₀=m₀c²=0.511M，

②質子強力或質子引力場：F*=m*c²/r*，質子的固有勢能：U*=m*c²=938M=1836U₀

電動勢來自強力疊加勢能：U=k(m₀+m*)c²。k是因為同斥異吸效應的疊加係數 。

④大質量萬有引力是強力勢能同斥異吸效應的疊加勢能：U=Gm₁m₂/R²=k"n₁n₂(m₀+m*)c²，其中，k"是對應萬有引力的同斥異吸效應的疊加係數。n₁=m₁/m₀，n₂=m₂/m₀。

萬物的慣性勢能，體現場的引力勢能

實體慣性勢能⇔(激發對應的)真空場引力勢能，而引力勢能是基底的引力輻射能。

①電子強力勢能⇔(激發基底的)場量子引力勢能：U₀=m₀c²=hf₀=hc/λ₀，f₀=1.24×10²⁰Hz，是引力子最高頻率。普朗克常數h=m₀cλ₀，是電子膨脹為引力子的臨界係數。λ₀=2.42pm，是引力子的最短波長。

②電子繞核的旋進動能⇔(激發)場量子的輻射動能：Ek=½m₀v²=(1/4πε₀)e²/r=hc/λ。

④實體的慣性勢能⇔(對應)場量子的引力輻射能：E=Gm₁m₂/R=k""n₁n₂hc/λ，其中，k""是引力場效應係數。顯然，引力場半徑(R)與引力子波長(λ)成正比。由此估算引力波的波長。

結語

慣性來自物質的固有勢能，固有勢能來自亞原子光速自旋，自旋產生南北極負壓差，負壓差產生真空引力場，即：慣性勢能=引力勢能。

亞原子的慣性，表現為強力勢能；電荷疊加(切割磁力線)的慣性，表現為電勢能；大質量實體的慣性，表現為萬有引力勢能。

慣性勢能，是維持物質存在的固有能量。慣性勢能總是守恆的。通常，能量守恆≡動能守恆。注意：勢能≠位能。

Stop here。物理新視野與您共商物理前沿與中英雙語有關的疑難問題。