破解引力：广义相对论的诞生之路

沈贤勇，网名@川山洞主，四川乐山人，2015年毕业于上海师范大学天体物理中心，获博士学位，研究方向为引力修改与暗能量，现为浙江树人大学讲师。

第一篇 等效原理

第1章什么是合乎自然的运动?——重性与惯性002

1.1自然002

1.2重性003

1.3惯性004

1.4重性与惯性005

第2章重力与惯性力007

2.1亚里士多德宇宙体系的两个重要“基因”007

2.2对重性概念的早期修补方案——双重性理论007

2.3历史发展的曲折性——真相被掩盖008

2.4“基因”的突变——惯性思想的“胚胎”：virtus或者impetus009

2.5另一个“基因”的突变——重力思想的“胚胎”：virtus of gravitas012

2.6惯性思想诞生的三大障碍013

2.7哥白尼日心说——第一个思想障碍的消失，也是重力思想的萌芽014

2.8伽利略的贡献：运动是一种自身就可以独立存在的对象015

2.9笛卡儿理性主义带来的转折——物理学的分界点017

2.10惯性思想的正式诞生——所有思想障碍的扫除018

2.11笛卡儿理性主义的另一个影响——重力思想逐渐清晰：vis of gravitas019

2.12惯性力思想的诞生——惠更斯的答案：vis centrifuga020

2.13惯性力思想的诞生——牛顿的答案：vis inertia021

2.14思想的汇集——vis impressed、vis of gravitas、vis inertia、vis centrifuga022

2.15牛顿第二定律——力概念的诞生，物理属性开始被屏蔽023

2.16力(force)概念的成熟024

2.17“重力”取代“重性”——真相被掩盖025

本章小结027

第3章数学对象是真实存在的吗？——笛卡儿之前与之后的空间028

3.1数学对象是真实存在的吗?028

3.2笛卡儿的理性主义029

3.3亚里士多德的空间——与物质密切相关的等级空间030

3.4笛卡儿的空间——欧几里得几何空间031

3.5牛顿的空间——与物质无关的绝对空间033

3.6绝对空间和相对空间的数学化035

3.7绝对空间真的存在吗？——牛顿的辩护035

3.8为了证明绝对空间存在而付出的代价037

3.9绝对空间与虚空（真空）038

3.10具有“特权地位”的运动和空间038

3.11马赫对牛顿绝对空间的批判040

3.12牛顿的时间——与物质无关的绝对时间041

本章小结042

第4章牛顿对引力的构造043

4.1“重性”思想逐渐瓦解，“吸引”思想逐渐形成的阶段043

4.2争论阶段050

4.3新思想诞生的阶段：一场深刻的思想转变，从吸引作用到引力057

4.4胜利阶段059

4.5牛顿对引力的构造过程060

4.6牛顿引力存在的根基——绝对空间的存在061

4.7天体运动背后被掩盖的真相062

4.8真相被掩盖的过程——从固有属性到吸引作用再到牛顿的引力理论063

第5章机械世界观和牛顿力学——新的权威064

5.1笛卡儿的世界——机械世界观064

5.2牛顿力学065

5.3牛顿力学的发展——另外一条数学化道路068

5.4经典力学——多条数学化道路070

本章小结071

第6章哲学思想的巨大转变——马赫和庞加莱的批判073

6.1理性主义与经验主义073

6.2弗兰西斯·培根与实验074

6.3经验主义影响的扩大——从休谟到康德075

6.4马赫的批判076

6.5庞加莱的批判084

本章小结094

第7章重性与惯性—重力与惯性力—引力质量与惯性质量096

7.1引力质量与惯性质量096

7.2重性与惯性的重新统一097

7.3重性和惯性到底是什么?099

7.4历史的另外一场大转折即将开启100

第2篇 经典力学的危机以及狭义相对论的诞生

第8章电磁学的创立——电磁学属于牛顿力学吗？102

8.1电荷与电荷之间的力——库仑定律102

8.2让导线中电荷运动形成电流的推动力——欧姆定律103

8.3电流对磁的力、电流对电流的力——安培定律和毕奥萨伐尔定律104

8.4磁对电的作用力——电磁感应定律107

8.5法拉第的力线——第一套统一方案108

8.6韦伯力——第二套统一方案110

8.7类比——统一的第三条道路：库仑力、电张力与磁力113

8.8最终的统一之路：麦克斯韦最后的综合118

第9章电磁场时代的开启——也是矛盾爆发的时代135

9.1电动力学第一个研究对象：电磁场媒介物质对带电体的动力学135

9.2电动力学第二个研究对象：带电体对电磁场媒介物质的动力学146

9.3电磁场媒介物质的动力学产生的重要结论150

9.4矛盾的总爆发153

第10章电磁场与牛顿力学矛盾总结以及早期探索——洛伦兹变换154

10.1力是相对的154

10.2电子的质量156

10.3以太真的存在吗？158

10.4洛伦兹变换的诞生过程162

10.5运动也是相对的167

10.6质量也是相对的168

10.7物理量是相对的现象几乎已经完全暴露169

10.8光速不是相对的，是绝对的170

10.9电磁场自身就是一种物质，不需要借助媒介物质就能存在170

第11章庞加莱与洛伦兹的综合——狭义相对论的正式诞生171

11.1《论动体的电动力学》——爱因斯坦的另一种探索方式171

11.2重新定义时间——最关键的思想转折173

11.3狭义相对论正式诞生184

11.4时空——理性主义的回归186

11.5闵可夫斯基时空189

11.6时空是真实物理对象，还仅仅是数学工具？理性主义的再次胜利193

第12章狭义相对论对牛顿力学的重建195

12.1两套测量值195

12.2到底哪些物理对象具有两套测量值?196

12.3能量也具有两套测量值吗？198

12.4能量也具有惯性吗?200

12.5牛顿力学的重建过程202

12.6两套测量值之间到底是什么关系?206

12.7电磁学的重塑206

第3篇 狭义相对论向加速参考系推广过程

第13章光具有引力质量吗？210

第14章地球引力场中的时间212

14.1重力场对时间的影响212

14.2重力场中的另外一套时间测量值215

14.3爱因斯坦科研探索的重要起点219

第15章地球引力场对电磁场的影响220

15.1推导加速参考系中的麦克斯韦方程组所遇到的困境220

15.2爱因斯坦第一个重要的技术突破223

15.3爱因斯坦的广义相对性思想开始扩充227

15.4爱因斯坦对光线弯曲角度的计算229

本章小结230

第16章地球引力场中的空间232

16.1重力场对竖直方向空间的影响232

16.2重力场中的另外一套空间测量值234

16.3重力场对水平方向空间的影响236

本章小结236

第17章地球引力场对牛顿力学的重建237

17.1第一套重建方案238

17.2爱因斯坦当年的重建方案240

17.3重力场中自由物体的运动方程243