逍遥学能 2015-12-30 10:42
凡是接受过正规中等以上教育的人都学过牛顿的三大运动定律和万有引力定律。前者所涉及到的力是“作用力”，后者所涉及到的力是“重力”，或叫做“万有引力”。
虽然从本质上讲，力就是两个物体之间的相互作用，但是，从力与加速度之间的因果关系上讲，作用力与重力之间存在着根本的区别。所以，它们是性质完全不同的力。
我们知道，不管是什么形式的力，只要是力就一定与加速度有关。两个同时处于静止的物体之间不可能产生出力来。两个以相同速度运动的物体即使紧靠在一起它们之间也不可能产生出力来。只有在两个物体之间存在相对加速度的前提下，它们之间才有可能产生相互作用，才会产生出力来。
众所周知，牛顿的“万有引力定律”是一个独立于三大运动定律之外的定律。这个现象不是没有其原因的。原因就是作用力与万有引力存在着不可调和的根本区别。那么这个区别是什么呢？它就是力与加速度因果关系上的根本区别。
作用力与加速度之间的因果关系说到底就是：力是产生加速度的原因。这就是为什么在物理学中“力”被定义为：力是改变物体运动状态的原因。当然，目前在物理学的这个定义中并没有明示出作用力与重力之间的不同。但严格来说，这个定义指的仅仅是“作用力”而不是“重力”。这是物理学尚存的一个发展空间。这么说的原因是因为“重力”实际上并不是改变物体运动状态的原因，而是由物体运动状态的改变所造成的结果。也就是说，在万有引力现象中，所谓的“万有引力”并不是产生引力加速度的原因。相反，“万有引力”实际上是由引力加速度所产生出来的结果。虽然关于引力与引力加速度的这个因果关系目前还没有被写入教科书里，但这只是一个早晚的问题，因为这个事实是不可否定的。
如果对作用力现象与重力现象的不同进行比较的话，我们可以发现：1）作用力与距离无关，重力与距离相关。2）作用力与面积大小无关，重力的大小与距离平方成反比。3）作用力的来源很容易找出来，重力的来源不容易找出来。4）理论上作用力可以任意改变物体运动的加速度。任何外力都无法改变引力加速度。
正是由于上述这些不同，因此牛顿的万有引力定律是根本就不可能与三大运动定律相提并论的。其实，上述这些不同的原因都是来自作用力与重力的根本区别。而这个根本区别就是“力与加速度之间因果关系完全相反”。
因为作用力是改变物体运动状态的原因，因此，作用力是产生加速度的原因，所以，在作用力现象中，物体之间的相互作用是直接的。加速度是在相互作用的过程中产生出来的。这就不难理解，作用力与距离无关，与相互作用的面积大小无关，作用力的来源很容易找到，只要改变作用力的大小就可以相应改变物体的加速度。例如，用火车头拉动一列车厢。作用在车厢上的力就来自火车头的拉力。火车头的拉力与车厢之间的距离无关，也与火车头和车厢之间的连挂装置的粗细无关。火车头作用在车厢上的拉力越大加速度就越大。
另一方面，因为引力是由引力加速度产生出来的结果，因此，引力加速度是产生引力的原因。所以，在引力现象中，物体之间的相互作用是间接的，是通过引力加速度实现的。也就是说，引力加速度永远都是在引力出现之前就已经决定好了的。正因引力出现在引力加速度之后，才会存在“无论引力多大都不会影响到引力加速度大小的现象”。并且，因为引力是引力加速度的结果，所以用寻找作用力来源的方法是很难找到引力来源的。
目前，因为物理学家还没有正确认识到引力与引力加速度之间的真实因果关系，所以，还是把“万有引力”作为一种“作用力”看待。因此，把地球表面存在的引力现象想象成是地心发出的引力线造成的。其实这种想法是完全错误的。前面已经说过，如果引力也是作用力的话，它就不可能与距离有关，也不可能与力线的多少（面积）有关。试想，单纯把火车头与车厢之间的连接装置加粗的话就能增加火车头对车厢的拉力吗？当然不能。所以，引力根本就不是作用力。
在引力现象中引力的大小之所以与距离平方成反比，其原因并不是来自相互作用，而是来自加速度。是因为引力加速度的大小与距离平方成反比，再加上引力是从引力加速度中产生出来的结果，这样，在最后的引力结果中就出现了与距离平方成反比的现象。
那么为什么引力加速度会与距离平方成反比呢？这是因为引力加速度是一个“场现象”，是由场的特性决定的。而所有物理场的标准形状都是圆球形的。圆球形是由无数层球面构成的。每个球面的大小都可以用数学公式A=4πr2来表示。产生引力加速度的场是构成物质基本属性的场，笔者称之为“质量场”。凡是有质量的独立体都具备这样的质量场。质量场的密度分布形式可以用数学公式表示为：D=M/4πr2。因为引力加速度与质量场密度D成正比，而质量场密度与质量M成正比，与距离r的平方成反比。所以，引力加速度也就理所当然与距离平方成反比了。所以说，实际上引力加速度与距离平方成反比所反映出来的物理意义就是引力加速度与球形面积成反比。而这个球形面积就是质量场的球面面积。因为这个场是物质的基本属性场，因此，引力加速度的最终来源是物质的基本属性。
从上述分析可以看出，作用力与重力之间在力与加速度的因果关系上是完全相反的。这种不同决定了这两种力产生出来的现象不同。认清这个根本的不同对我们理解作用力现象和引力现象具有决定性的现实意义。
时至今日，绝大多数人还都对牛顿的万有引力理论坚信不疑。其原因就是牛顿的万有引力理论太有道理了。然而，这种现象与物理学历史上出现的托勒密宇宙地心说非常相似。当年人们也认为地心说太有道理了。后来在真相大白之后才知道，原来地心说把地球与太阳的主次关系给搞颠倒了。事实上在万有引力与引力加速度的因果关系上也是如此，物理学界把这个因果关系也给弄颠倒了。
地心说和日心说不单纯是科学问题，它还是一个世界观的问题。这两个世界观是对立的。用地心说的世界观去认识世界和用日心说的世界观去认识世界得到的结果和结论都是不同的。同样道理，在万有引力现象中，把引力看做是引力加速度的原因和看做是引力加速度的结果所形成的也是两个相互对立的世界观。根据这两个不同的世界观去认识万有引力现象得到的结果和结论也是不同的。
这就不难看出，讨论“作用力与重力之间的根本区别”不单纯具有重要的科学意义，而且还具有改变世界观的重大意义。这绝对不是一个小问题。只有在正确世界观的指导下，人们才能正确认识自然世界。否则就会南辕北辙。笔者相信，只要物理学家们用正确的引力与引力加速度因果关系去认识万有引力现象，就一定可以彻底揭开万有引力之谜。
作者：马海飞