时间：2022-09-25
物理学家约翰·阿奇博尔德·惠勒的名言：“物质告诉空间如何弯曲，空间告诉物质如何运动。”将爱因斯坦的广义相对论美出了哲学韵味。这句名言的真实含义是，引力不存在，只是空间弯曲的几何效应。每听到这句话，我就想起，真理向前多走半步，就走向了谬误。引力被虚化成时空弯曲，就是多走的半步。
要解释清楚时空弯曲不是真实的物理现象，需要将爱因斯坦将引力场内的参考系等效成加速度参考系，这一等效过程是如何在数理上的设定和推论，进行详细的解剖，才能窥其半步之谬。
牛顿力学，是将地球表面天然看成了理想的惯性系，其动力学运算都没有考虑引力场带来的影响。广义相对论力学比牛顿力学精细，是时刻将引力场纳入计算。引力场分布是以物质质心为引力源起点，向四周发散的力场分布，发散的引力场是均匀向外递减的，递减的均匀性正好说明在大的空域内分布上是不均匀的。要将这不均匀的引力场空间，在数理上转换为平直的惯性参考系空间，坐标体系要进行极其繁杂的公式转换运算。时空弯曲正是发生在参考系的转换上。
这一过程分这几步推理的：平直的惯性系内考察引力场→它是发散的、梯度变化的、非均匀空间分布形态的存在→将非均匀分布引力场用闵可夫斯基空间理论进行平直化的理想惯性系的数理转换→构建平直化空间内的引力场公式（内含π，表示公式里进行了圆直之间的数理转换）→由含π的引力场公式推导出场内物质运动状态的计算表达式→由表达式发现物质运动状态都是曲线的→于是得出结论时空是弯曲的。
将此逻辑再减化一下是这样：引力场是弯曲的→转换成平直惯性系的公式表达→公式显示在平直惯性系内物质运动是弯曲的→空间是弯曲的。其逻辑的严谨性和合理性，可见一斑。
举例如下。
我们将太空区域某处视为平直空间的理想惯性系。空间内有个长方形ABCD，对处在A点处的一质点施以力F，使质点从A点移动到B点、移动到C点、移动到D、移动到A。质点在力F的作用下沿路所做总功为W=FL1+FL2+FL3+FL4。如下图。
质点从A点被力F移动到B点、C点、D点、A点，沿途所受到的力，只有F，其路经围成长方形ABCD。在这里我们不讨论，力F所做的功W是如何耗散到太空里的，我们只讨论长方形ABCD在引力场里是如何被形变的。
我们现在似画一个规则的引力场。引力场发自质心，以质心为圆心画一些半径不同的同心圆表示引力等高线，质点处在同一引力等高线上不同位置，所受到的引力大小是相等的，方向都指向质心。我们现在将平直空间内的长方形ABCD，放置在这规则的引力场内。如下图。
局部放大图如下。
长方形ABCD四顶角处在不同的引力等高线上。AD延长线指向质心，与引力法线重合。这样放置长方形ABCD后，我们来做质点从A处受力F的作用，看看能否重走A→B→C→D→A的路径。要求只有一个，力F对质点所做的总功不能变。为走出与长方形ABCD一样或相似的形状，力F的作用方向不限，各路径段内所做功大小不限。有谁在这简单的要求下，走出长方形吗？我是走不出来。
因为引力场内，除力F外，有个大小随时随地在变、方向始终指向质心的引力G，与力F如影随形。两力共同作用在质点上，使质点路径走不出直线，始终只能走曲线。除非力F与引力法线重合，才能走直线。
我试走了一下，形状由红线画出，如下图。
这红色ABCD形状图，是在这样的要求下画出的：从A点向B点出发，质点在力F和引力G作用下，只能弧线方式走向B。考虑到所做总功不变的限制，我将力F和引力G的合力经弧线AB（红线）所做的功，限定与平直空间内力F经AB（白线）所做的功相等为条件。这样限定后，红线AB（弧线）长度应小于白线（直线）长度，因为功W=力F×做功距离L。为保持做功相等，在受力不同情况下，做功距离要相应变化。可分析出，红弧线AB、BC、CD这三段，引力G都在协助力F做正功，红线DA段引力G在做负功。全线段引力G做功正负相抵为零，力F所做总功不变。但由此画出的四段线都是弧线，且长度与原长方形各边不一致。
取所做功不变为条件，是因为功与能量(E)和动能(0.5mv^2)，一定条件下是等价的，不会凭空增加，也不会凭空消失。在平直空间和引力场内，对同一质点做同样功，所能走出的路径，就能看出空间形态上的差异。由这四段弧线围成的面积形状与原长方形比较，其形状上有很大的差别。无论力F的作用方向如何调整，引力场内质点走不出长方形或类长方形的路径来。
力F的作用下，质点在平直空间想走直角拐弯的正方开或长方形都可以，但在引力场内走不出这样的路径，这意味着什么？意味着形变，空间形变！这空间形变是由质心为代表的物体质量形成的吗？不是，质量没有形变空间，它只是提供了弯曲的引力场。引力和外力两相合力下，将本不弯曲的物质运动路径弄弯曲了而已。
无论在平直空间或加入了洛伦兹变换后的闵可夫斯基空间，物质运动路径变弯曲，都不能推定是空间弯曲的结果，因为只有力（或相互作用），才是物质改变运动方式的物理基础。空间只是物质运动的舞台，时间是物质运动事件变化的先后标记方式。它俩都不是实体，都没有分子原子所构型的结构，没有可被弯曲的物理实型。它们自身不能被弯曲，也没有能力来弯曲物质的运动路径。时空膨胀或收缩，只是舞台大小上的变化和事序标记刻度上的改变，是量大量小的数量变化问题，与结构性形变有着本质上的不同。弯曲是一种结构性形变，时空不具形，何来形变？
广义相对论推定得来的时空弯曲，是将弯曲的引力场在平直的空间分布这事实，经加速度和引力场两参考系被等效后，数理上进行了形变职能互换：弯曲的引力场变平直了，平直的空间被弯曲了。质量告诉空间，我自带弯曲的引力场，没有弯曲你；空间告诉来访者，我内部有弯曲的引力场，你的路径被弯曲了，不可赖上我。
