《长桥跳水》

             --引力、惯性力和广义相对性

壹、长桥跳水——

                     （准）自由落体

‘那堪风景好、独步上长桥’

……空旷的郊外、清新的空气，

一条大河流淌其间，河水点缀着时空，

一座长桥横跨水面，许是这种清悠，

诱使我做点什么来打破它的宁静吧……，

人真的是自然的产物，

否则为什么我会莫名地走上高桥（莫非与河有缘？）

—— 桥很高、水很宽，当时没一丝犹豫、

就那样自然而然地纵身从高桥上跃身而下……，

当脚碰到河底，那银灰色的河水，满满地将我托起，

瞬间将幸运的我，托出水面，

然后，游到河边、爬上河岸……，

周围，一片寂静，

上岸后，走了约十来步，遇见一人，

那人说，他看见我从高桥上跃入水中了……。

事隔多年，至今仍不明白，

为什么当年会有这样的举动，

难道冥冥中早有安排，

老天料到几十年后，愚昧如是的我，

会满怀虔诚来学习广义相对论吗？

贰、广义相对论与自由落体

话说广义相对论与自由落体有内在联系。

学术上，自由落体的定义是：

自由落体是指只受重力作用

（不存在空气阻力的理想状态）

的均匀加速度运动过程。

在地球上相同位置与相同高度，

自由落体的加速度相同（均为g，与质量无关。）

叁、广义相对论原理

1905年，爱因斯坦提出狭义相对论，

狭义相对论颠覆了旧的时空观，

但是狭义相对论是有缺陷的，

这就是狭义论，不能描述‘非惯性系’

（只能描述‘惯性系’） 。

狭义相对论创立后，

爱因斯坦试着把相对论推广到非惯性系中，

在苦思时，爱因斯坦脑中闪过一个念头，

这就是他想到一个‘电梯思想实验’。

‘电梯思想实验’：

试想，在一座摩天大楼里，

一架电梯正从顶层下降，

突然，电梯的缆绳断了！

电梯开始做自由落体运动；

此时，对电梯里的人，

就好像不受任何力一样，

此时电梯参考系正是‘非惯性系’

重要注释：

绳断前，人受到的是引力；

绳断后，受到的是惯性力。

又如，一个人刚从桥上往下跳的那一瞬间，

这时他会受到惯性力；

之后，他将受引力作用，

但经过分析，这个人往下落的

每一瞬间的极微区域的受力是，

‘惯性力’等于‘引力’ 

（不考虑空气阻力的理想状态），

从理论上说，落体人在空中是处于失重状态，

这样一个（准）失重人，就会平安落入水中，

只是在进入水中一霎那，

由于消除了万有引力，

此时才会又以惯性质量和常态质量，进入水中……。

记得有一个在网上很火的视频，

说有一个跳水人，再没浮上来。

我不知道，这位老哥的情况。

不过，李永乐老师，

对于落水实验的危害有一个视频，

做了详细说明，可供学习。

11分钟、有字幕。

话说回来，爱因斯坦从‘电梯实验’，

悟出广义相对论的基本原理之一‘等效原理’。

‘等效原理’是指

‘引力场和具有适当加速度的惯力场’，二者等价

（也可以说“惯性质量等于引力质量”）。

人们做了许多实验，

来测量同一物体的‘惯性质量’和‘引力质量’，

所有实验都得出同一个结论，这就是：

引力质量=惯性质量

引力质量和惯性质量，具有等同性。

广义相对论共有 2 个原理

一 . 等效原理;

二. 广义的相对性。

第一、 等效原理：等效原理，是说

2 种场的效应不可分辨——

‘引力场’ 与‘惯性力场’效应，不可分辨；

第二、 广义的相对性：

即，物理定律在‘惯性系’和‘非惯性系’，

取相同形式。就是说，

物理定律，在上述2种参考系中不变。

  谢谢阅读。