物体是因为有质量所以有惯性,还是因为有惯 [复制链接]

按照公认的说法，质量是反映物体运动状态变化的难易程度，即惯性的度量。有了质量才有惯性，质量决定惯性。根据标准模型，质量肯定不是来源于惯性，它是来自于“希格斯场”，人们常说的“上帝粒子”就是希格斯场的场量子化激发，希格斯场（粒子）引起自发对称性破缺，将能量赋予粒子质量。年3月已在欧洲大型强子对撞机上发现了“上帝粒子”。

牛顿对惯性、质量和引力的认识

而按牛顿力学（牛顿第二定律）理解，惯性是来源于质量，质量是惯性的唯一量度，惯性大小是物体自身质量大小的直接体现，惯性是物体自身的固有属性，与别的物体无关。

随后，牛顿发现万有引力定律，这个定律表明质量是物体之间吸引力大小的度量，即质量越大，它们之间的引力越大。为了区别于惯性量度，人们把这个质量称为“引力质量”，而把惯性量度的质量称为“惯性质量”。牛顿并没有把两种质量联系起来，他把它们看成是相互独立的物理现象。

马赫对惯性的看法――马赫原理

十九世纪奥地利物理学家恩斯特·马赫对牛顿的“惯性”的概念并不满意，对此提出批判，他认为惯性不是物体自身的固有属性，而是宇宙中其他物质作用的结果，在非惯性系中物体所受的“惯性力”不是虚拟的（在惯性系中是感不到惯性力的），而是一种引力表现，是宇宙中其他物质对它的总作用。也就是说加速物质会受到惯性力，是因为它相对全宇宙所有物质加速，这就相当于全宇宙物质对于它作反向加速，因而对该物体一个作用。马赫认为惯性应该是一种现象，而非属性，其背后应该有更深刻的本质东西。

但马赫认为在一个没有任何引力作用的太空中（实际上绝不存在这样一个地方），物体就不会有惯性的论断也是轻率的。因为无论什么情况下（包括没有任何引力的太空），如果物体没有惯性，就意味着没有规律，它会无缘无故地动起来，也会无缘无故地停下来；给它一个力，不需要任何启动时间就会动起来，而撤走力后，会即时停止运动，并没有“减速时间”，因而否定了真正的运动和空间的物质性。从骨子里也否定了事物之间的相互联系，陷入了偏面、孤立、静止的形而上学。

爱因斯坦的看法

爱因斯坦凭着自身独特的敏锐洞察力，从人们习以为常的引力质量总是和惯性质量成正比的事实出发，总结了前人对惯性的认识，特别是总结了马赫的认识（爱因斯坦称其思想为“马赫原理”）：爱因斯坦认为引力质量和惯性质量是等效的，局域引力（引力不是均匀的）等效于虚拟的“惯性力”，如果选取合适的物理单位，引力质量和惯性质量的比例系数可以变为1，也就是说引力质量等于惯性质量，引力就是惯性力。在此认识基础上，他进一步强化了这种等效：提出局域引力场（或者叫无限小的弯曲时空）等效于惯性场（系），即不仅仅是力的等效，而是参考系内的一切等效，一切物理定律等效，爱因斯坦最终以此为基本原理建立起广义相对论。

广义相对论的核心可以用两句话来概括：物质告诉时空怎样弯曲，时空告诉物质怎样运动。

时空弯曲形成了引力场，产生了引力，而引力质量越大，时空的弯曲程度越大，引力场就越强，引力就越大。从这个意义上说，引力质量又是时空弯曲程度的量度，那么根据等效原理，惯性质量也会有时空弯曲效应。这就是狭义相对论中所说高速运动的物体会出现“钟慢尺缩”等时空弯曲现象的原因。总之在广义相对论中，惯性质量等于引力质量，所谓的引力就是惯性力（上面说过，只有在非惯性系中才能体现出惯性力，因此非惯性系可以看作是惯性系加上引力），惯性力是虚拟假想的效应，那引力就也是一种效应。

爱因斯坦尽管认为惯性与引力有关，但他并不认为引力是万物之间的相互作用，他认为引力只不过是物质本身引起的时空弯曲的几何效应，与其他物质无关。

因而根据等效原理，惯性力同样也是物质自身引起的，与其他物质无关。说白了，惯性依然是物质自身的固有属性，而非马赫所认为的是宇宙中其他物质的共同作用结果。事实上，即使物体处于没有任何引力的太空，它仍然有“惯性”运动，因为运动是物质的存在形式和存在表现，不运动，物质就不会存在，质量更谈不上，物质（质量）和运动是不可分割的。当然如果没有别的物质，这个物体也不会存在，更谈不上运动和惯性。

那质量和惯性的关系到底如何？

从上叙述可知，爱因斯坦认为质量大小决定时空弯曲度――引力场的强弱，而引力等价于惯性力，因此从这个意义上说，质量决定了惯性。比如说，光子的静质量为0，因此光的传播就没有惯性，也不需要惯性，光速只是时空的固有振荡。另外，光的传播不需要介质，因此也不存在介质有没有惯性的问题。

也许有人会说，不论是引力质量，还是惯性质量的测量都离不开力，引力质量要利用重力加速度和引力，惯性质量要用非惯性系的运动加速度和力，没有力可以说就体现不出质量，质量成了力的度量。与其说是质量引起了时空弯曲，不如说是质量度量的力引起了时空弯曲。从这个角度上看，似乎是惯性（力）决定了质量。至于力是什么？从微观上研究吧。哈哈，这是对广义相对论引力理论的另类解释，对错，咱们在这里不讨论，我只能说“质量”、“惯性”、“引力”这些概念是为了更好地理解和陈述，都是人为的意识概括，而非事物本身。

我们可以用大家都能理解的语言做一总结，大家意会就好：既然惯性是物质的固有属性，自然是有了物质才有惯性，而质量也是物质的一种属性，甚至是物质比较本质的具有代表性的表现属性，质量应该比惯性更基本，退一万步讲，质量和惯性应该是物质的一体两面，是物质的两种不同表现，其本质是一样的。