万有引力与相对论是否矛盾 万有引力定律与狭义相对论不矛盾对吗

网友提问：

万有引力和相对论是否矛盾？你怎么看？

优质回答：

广义相对论的普遍结论告诉我们，质量引起时空结构的改变，从而导致万有引力。所以题主根本就是在陈述事实，并未说明矛盾到底出在哪里。

广义相对论并与万有引力不矛盾。但是，牛顿万有引力定律与广义相对论是矛盾的，二者只能一个成立、一个不成立。

要想理解为什么牛顿万有引力定律和广义相对论是矛盾的，首先要理解牛顿万有引力定律到底有什么问题是广义相对论不能接受的。我们先把牛顿万有引力定律忘掉，因为牛顿给出的公式太幼稚简单，不能说明引力场的动力学演化问题，为此我们需要将其改写为拉普拉斯方程或者泊松方程。拉普拉斯方程是齐次泊松方程，它是一个二阶常系数偏微分方程，但仅仅是对空间坐标求二阶偏导数的方程，被求导的函数是一个标量场，这说明牛顿万有引力的描述的是一个标量场，而且该场的传播速度是无限大。这个结论需要题主学习经典波动力学，经典波动力学告诉我们，以有限大速度传播的场，其场方程一定存在场函数对而时间纯二阶偏导数再除以场传播速度平方的一项，如果这一项不存在，那么意味着场传播速度为无限大。也就是说，拉普拉斯方程或者泊松方程反映牛顿引力论是超距的。但凡是超距的，都与相对论是矛盾的。也就是说，牛顿引力论与广义相对论注定是矛盾的， 一个成立、另一个就一定不成立。

事实上，万有引力是客观存在的，无论是牛顿引力论还是广义相对论，都是对万有引力演化的一种描述和解释。牛顿引力论只能的描述只能在引力场很弱、场源速度很低的情况下成立，当场源速度很高，或者引力场很强，牛顿引力论注定是错误的。

广义相对论则是比牛顿引力论更加接近万有引力本质的理论。至少在广义相对论里，一些牛顿引力论还需要认为设定的东西在广义相对论里可以被推导出来。从公理化体系的角度看，广义相对论是更加基础、公理更少的理论。广义相对论认为，引力来自于时空本身的几何结构——一般会解释为时空曲率，其实这是不准确的，单说曲率，那就指的是标曲率，标曲率在真空引力场情况下是为零的。准确来说，是因为时空的黎曼曲率张量导致了引力。按照广义相对论的精神，万有引力其实是时空几何结构导致的假象，但是由于时空的客观存在性，故引力既是客观存在、但又是假象！

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咱们就抛开具体的科学细节来谈谈，为什么会有这些理论呢？

首先就是存在一种现象，就是地月等天体相互绕转，然后科学家开始研究这个现象，提出了引力公式，后来发现这个公式适用于所有物体，就称为万有引力公式。但是后来发现对这个引力的本质还是不清楚。所以他认为引力是超距的、瞬时的效应。之后大家就不服气，争论不休。

再后来，爱因斯坦发现了相对论，提出引力是大质量物体对时空曲率改变的效果，并认为引力传播是光速，他的理论对引力的本质进行了解释。

你可以看到，所有的理论都是在解释现象，所以他们能被大家认可就表明他们对现象解释的很好，虽然有瑕疵，但只要限定在一定的使用范围内就没有任何问题。

所以，这两种理论不存在任何矛盾，只是对一种现象的不同解释。

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其他网友回答

谢邀。万有引力是相对论特解，不矛盾。

先从牛顿万有引力定律F=GM1M2/R2说起，作为一个孤立静态的质量物质M1，牛顿经典力学认为，距离M1为R的每个点上，引力系数为g，g=GM1/R2，与质量M成正比，与距离的平方R2成反比，常数项为万有引力常数G，在这个点上的质量物质M2，所受到引力F=GM1M2/R2。

将万有引力定律作一简单变换，以质量物质M1为球心，以R为半径的封闭球面，其封闭球面上的引力系数均为g，因为球面表面积4πR2，正比于R2，因此，在此球面上向外发散出去的引力系数积分和GM=4πR2GM1/R2=4πGM1，只与质量M1有关，而与距离R无关，任意球面均是如此。也就是说，GM=4πGM1，只与质量成正比，其他均为常数。

将万有引力定律作复杂变换，对围合质量物质M1的封闭曲面，在任意封闭曲面上向外发散出去的引力系数积分和GM=4πGM1，只与质量M1成正比。与质量物质M1质点距离R均为0时，封闭曲面退化为一个点，依然有:

GM=4πGM1。

可以进一步说，质量物质M1形成了点状球面发散的引力场，其点场值为GM=4πGM1。只是，牛顿经典力学认为引力场，是万有的，超距作用的，是天生的，即时的。

再讲广义相对论下的引力效应。

爱因斯坦提出，在任何参照系中，一切物理规律都是等价的、平权的，提出了广义相对论下的相对性原理，抛弃了经典力学的静态空间。

爱因斯坦提出，在任何参照系中，真空中光速均不变，提出了光速不变原理。当然，如今的量子力学理论上真空不空，现实中不存在真空。因此，stemmer提出光速不变原理应修正为在任何参照系、在任何介质中，光的瞬时速度不变一一光没有加速度。

爱因斯坦提出，惯性力场与引力场的动力学效应是局部不可分辨的，提出了等效原理。

在太空中，尤其在太空电梯中，人们不能分辨出引力效应与加速系的区别。当然，理论上区别还是有的，太空电梯的加速度方向是平行同向的，而引力效应则球面指向对太空电梯所有产生引力效应的质量体共同的质心，实际上，太空中这个质心距离太远，无法分辨。爱因斯坦认为，在局部惯性系内，引力场可以用加速系替代，引力质量等价于惯性质量，为弱等效原理。在加速运动的参照系中，万有引力和惯性力等效，为强等效原理。

以上三条原理，构成了广义相对论基石，据三条原理，得出四维时空距离S公式:

ds2=-C2dt2+dx2+dy2+dz2，结合拉格朗日函数、拉格朗日方程及泊松方程，爱因斯坦建立了广义相对论的引力场方程:

Gαβ=Rαβ-Rgαβ/2=-8πGTαβ/C^4。

它是一个二阶非线性偏微分方程组，所有系数都是在极端情况下“确定”的。

在经典力学中，默认引力场是静态的，那么Rαβ=0，爱因斯坦场方程变为真空场方程。在牛顿经典力学中，时空是平直的，距离:

ds2=dx2+dy2+dz2，比较相对论下的公式:

ds2=-C2dt2+dx2+dy2+dz2，少了-C2dt2项或=0，

在泊松方程中，将GM=4πGM1，作了改进，认为引力效应是光速C传播的，将质量M1变换为质量密度ρ，爱因斯坦推广了泊松方程:

▽2ψ=4πGρ/C，其间应用了牛顿引力理论。

爱因斯坦场方程中，所有常系数都是在极端情况下“确定”的，数学上只推导得到:

Gαβ=Rαβ-(R/2-λ)gαβ/=-KTαβ。

后来的场方程右项-8πGTαβ/C^4的常系数-K:

K=8πG/C^4就来自于泊松方程。

广义相对论爱因斯坦场方程，包含了泊松方程，而泊松方程常系数来自于牛顿经典力学，来自于万有引力常数G，来自于GM=4πGM1，来自于牛顿万有引力定律F=GM1M2/R2。

只是，爱因斯坦场方程常系数，以及是否还有宇宙常数λ，都是在极端情况下“确定”的，相对论是万有引力定律的发展延伸，包容了万有引力定律，但现有常系数也只是数学上的特解，想“确定”常系数，单纯在数学上，无能无力，还得物理探索实验中缩小范围，或得扩大范围改进后，才是宇宙真实面貌。

数学上，Gαβ=Rαβ-(R/2-λ)gαβ/=-KTαβ成立。

因此，万有引力是相对论特解，不矛盾。

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万有引力和相对论是否矛盾？你怎么看？

感谢邀请。看了题主的描述基本正确，也是客观事实，万有引力定律和广义相对论并不矛盾。即使是狭义相对论明显的修正了牛顿的经典力学，难道我们的高中课程就不再讲授牛顿经典力学了。所以说相同的道理，这里没有矛盾只是科学上的进步。

万有引力定律

引力是四大基本作用力之一，也是最弱的力，牛顿发现万物都相互吸引（并不是只有异性相吸），他认为苹果瓜熟蒂落和天上的月球是相同的力。并且给出了计算万有引力大小的公式：质量乘积正比，距离平方反比，再乘上万有引力常数。万有引力定律可以解释地球上一切受到地球吸引的物体的运动，并且可以解释天体的运动，还可以解释潮汐现象。但是牛顿并没有告诉我们万有引力有什么更深层的起源，从他的原理出发引力是超距的。但是神奇的超距作用是不允许存在的。

广义相对论

爱因斯坦把引力带入了他的相对论，运用等效原理促使了广义相对论的产生。爱因斯坦认为时空不是完全平坦的，有质量的物体都会使时空发生弯曲，质量大小导致曲率大小不同。广义相对论的黑洞、引力波、光线偏折等也已经被证实了，在这里引力不再是超距作用，有速度就是光速。

时空弯曲是本质，引力是时空弯曲的外在表现。

牛顿很伟大发现了万有引力定律，爱因斯坦也很伟大从本质上解释了万有引力，这并不存在什么矛盾，如果必须要比较的话就是一个理论对另一个理论的修正，这是科学的进步这是拾阶而上。毕竟科学上很少有推倒重来，都是一次次修正一次次完善。俗话说前人种树后人乘凉，即使树种的歪了一点，也不至于让你把它推倒吧？非专业观点，想拍砖的不要吝啬。

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相对论与牛顿的万有引力定律的确说法不同，相比较而言，只是相对论引力观有所进步而已。但两种引力说都还没有认识到引力的本质和作用力范围。

牛顿引力说的最大问题是完全没有认识到星球之间有斥力。由于没有斥力的牛顿引力说，主导的星球运行必须要完全依赖于惯性。所以解释不了星系膨胀、宇宙膨胀，也解释不了星球公转运行的动力来源。而且根据牛顿引力说推演的宇宙演变结果必然是星球的大聚合。目前“发现”的“黑洞”“合并”，中子星“合并”，就是源于牛顿引力说。之所以把发现两字也加上了引号，原因就在于这种发现仅仅是由心理意志主导下的想像力发现，实际的宇宙根本不会出现所谓的黑洞合并、中子星合并。

为什么说相对论引力说有所进步？原因就在于空间弯曲说间接承认了星球存在斥力。所谓的空间弯曲、说的就是星球公转运行沿着弯曲空间运行，实际上就是沿着主星的能量层斥力面运行。由于爱因斯坦主观上仍然不承认星球之间有斥力，所以只能说他有所发现、有所进步，但没有认识到本质。

其实，能够产生重力的星球引力仅仅局限于星球个体能量斥力层以内，这个能够产生绝对重力的乾性引力的作用范围，与强力不超越原子核范围一样，根本不会传递到星球之间。星球都有个体能量层，表现星球引力的乾性辐射不会超越个体能量层范围。即便能够超越个体能量层的乾性辐射，由于互相之间是同性相斥的，所以表现的也是斥力。

否定了星球之间的乾性引力，当然，并不是说星球之间没有引力。星球之间的确是有引力的，只不过这种引力是与星球之间的能量层斥力永远相对平衡、或斥力稍大于引力的坎离极性作用力（其产生原因在以前的答题中有过比较详细的解释）。星球之间距离的相对稳定、或缓慢远离，就是由坎离极性作用力决定的。实际上，令目前学术界百思不得其解的暗物质问题，也是由这种作用力决定的。

因为坎离极性作用力的斥力是以个体能量层为边界的。所以，所谓的空间弯曲，实际就是这个能量层斥力面。太阳系行星，各自沿着太阳不同能级、不同强度的斥力面运行，所以互相之间不会产生干扰。太阳系各个行星与太阳之间的不同斥力等级的形成原因，这里不再做深入解释，在我的极性对应论中有详细解释。