迭代版本：94

本文，首先將會圍繞著，慣性質量與引力質量的意義、作用與關係，從牛頓定律、到慣性系慣性力、到等效原理、再到相對論（包括狹相與廣相），介紹諸多的相關概念與物理影象。

然後，將會從一個不同的視角，去重新審視質量、力、加速度與物質之間的關係，並會從微觀角度解構宏觀質量之源。

最終，我們將會對宏觀質量，有一個全面清晰又與眾不同的認知。

主題目錄如下：

• 慣性質量
• 引力質量
• 慣性質量與引力質量
• 慣性系與非慣性系
• 慣性力
• 弱等效原理
• 強等效原理
• 時空彎曲
• 再看牛頓定律
• 力與加速度：相對性與絕對性
• 重新審視：宏觀質量
• 解構宏觀質量之源
• 再看加速度與時空彎曲
• 結語

慣性質量

首先，牛頓提出了牛頓第二定律，並定義了慣性質量——就是物體改變運動狀態難易程度的度量。

也就是說，質量越大，越難以改變運動狀態，質量越小，越容易改變運動狀態。

換言之，質量存在一種慣性，並且質量越大慣性越大。而慣性，就像是質量所表現出的“惰性”，或說是對加速度的“抗性”，因為它總是試圖保持原有的運動狀態，即靜止或勻速直線運動。

後來發現運動狀態，可由動量變化描述，運動狀態不變，即是動量不變，也就是沒有加速度。

在此可見，慣性質量與參考系無關，是物體內在所固有的一種性質。因此，它在性質上等同於，靜質量（Rest Mass，或譯作剩餘質量），又稱不變質量（Invariant Mass）。

引力質量

接著，牛頓發現了萬有引力，於是就有了引力質量——就是物體相互之間吸引力大小的度量。

也就是說，質量越大吸引力越大，質量越小吸引力越小。這種吸引力產生了，重力和重力加速度，而重力即是在地球上測量出來的重量大小。

質量為1千克的物質，受到外力9.8牛頓時所產生的重量——稱為1千克重。一般常用質量單位來代替重量，隱含乘以重力加速度（mg）。

後來發現，引力由引力場產生，引力質量產生引力場，並且引力場在空間上並不均勻，會產生引力差——而這就是產生潮汐力的原因。

在此可見，引力質量其實充當了“引力的荷”，相當於是宏觀的力荷，類似於微觀的如電荷、磁荷、色荷等，即：引力質量決定了物體對引力的反應強度。

力荷（Force Charge）——是指粒子具有的，對某種力的作用產生一定響應的性質。例如，粒子的電荷決定了它對電磁力的反應，粒子的色荷決定了它對強力的反應。

慣性質量與引力質量

至此，我們可以看到，慣性質量（m = F / a）需要透過動量變化才能測得，靜止的物體就沒法測出慣性質量；但引力質量（m = F / g）就算靜止（如在地球表面），也可以透過重力與重力加速度（常量），測出引力質量。

然而，透過實驗發現，引力質量和慣性質量成正比例關係。

雖然，這兩種質量描述的角度不同，一個是產生吸引力的能力，一個保持運動狀態的能力，但如果兩者的比例對一切物體相同，那麼就可把它們當做同一個量來對待，因為選取一個合適的單位，就可以令比例常數為1，即：慣性質量與引力質量相等。

物理學家厄缶，改進了卡文迪許的扭秤設計，證明了引力質量和慣性質量是相等的，為等效原理鋪下基石。

這說明了，在引力場中，物體的加速度與其質量無關，只與引力場有關。

因為物體在引力場中，受到的吸引力就是它所受的外力，結合牛頓第二定律與萬有引力（mg = GMm / r^2），那麼兩個公式中，物體的慣性質量與引力質量相互抵消，就只剩下了與引力場有關的加速度（g = GM / r^2）。

這可以理解為，物體的引力質量越大，等效的慣性質量就越大，而慣性質量代表著對加速度的“抗性”，所以無論物體的引力質量多大，其相關的加速度，都會被“抗性”抵消，最終在引力場中，保持重力加速度恆定。

而從受力角度來看，物體在引力場中產生的萬有引力（GMm / r^2），來自兩個部分：一個是物體的引力質量（m），一個是引力場的引力質量（M）。

但物體的引力質量，被其自身的慣性質量給抵消了，所以物體的加速度，只與引力場的引力質量（M）有關。

不過，如果物體的引力質量增加，萬有引力（GMm / r^2）會因為引力質量（m）增加而增加——顯然，萬有引力不包含慣性質量（抵消引力質量）的“反作用”。

所以，物體在引力場中，其引力質量（m = F / g）與其受力（萬有引力F）成正比——這也是測量引力質量的原理所在。

那麼可見，引力場——能夠讓一切物體的加速度相同，即反應了：慣性質量與引力質量相等的事實。

慣性系與非慣性系

運動是相對的，所以運動需要參照物，參照物可以是一個物體，可以是一個區域，還可以包含相對運動的物體在其內部，最主要的是可以在參照物上建立座標系，所以參照物又稱為——參考系。

參考系分為兩種：慣性系與非慣性系。

• 慣性系，顧名思義，就是符合慣性定律的參考系，即物體在其中的維持其慣性狀態，即靜止或勻速直線運動。
• 非慣性系，顯然就是不合符慣性定律的參考系，即相對於慣性系，有加速度的參考系。

那身處在一個參考系的內部，如何知道這個參考系有沒有加速度呢？換言之，就是如何知道所在的參考系，是慣性系還是非慣性系呢？

最有效的辦法，就是做實驗，驗證參考系中物體的運動，是否符合慣性定律——而這就是，在區域性視角中，判斷慣性系與非慣性系的關鍵。

慣性力

在非慣性系中，物體的運動不符合慣性定律，即會有加速度。

然而，根據牛頓第二定律，有加速度必然就會受力，但在區域性視角中，我們看不到這個力的來源，只能看到加速度的真實存在。

例如，在加速行駛的汽車中，車上的小球會自發地加速向車尾運動；或者突然剎車，車上的小球會突然加速向車頭運動；這兩種情況，小球的加速度，在車內找不到施力源。

然而，從全域性視角來看，物體（如小球）相對非慣性系（如汽車）有加速度，非慣性系（如汽車）相對慣性系（如地面）有加速度，這兩個加速度——大小相同、方向相反。

於是，物體（如小球）的加速度剛好就“抵消”了非慣性系（如汽車）的加速度，令其在慣性系（如地面）中保持慣性狀態。

例如，在加速的汽車外觀察，車上的小球會靜止不動，直到小球撞擊到車尾阻擋物，才會“被迫”和汽車一起做加速運動。

所以，在非慣性系中，物體的加速度是源於物體的慣性，即：慣性質量對非慣性系加速度的“抗性”，也就是在慣性系中，慣性質量對自身加速度的“抗性”。

因此，在非慣性系中，物體加速度的施力源就是——慣性質量，而這個力就稱之為——慣性力。

並且，慣性力與慣性質量成正比，因為物體的加速度，始終與非慣性系的加速度大小相等，那麼加速度恆定，慣性質量越大，物體的受力（F = ma）即慣性力，也就會越大。

同理，如果慣性質量恆定，非慣性系的加速度越大，物體的慣性力也會越大——於是，僅從慣性力的大小，是無法區分慣性質量與加速度的，或說兩者等效。

例如，拉動一輛靜止的車，和拉動同一輛反向加速的車，會感覺後者的慣性質量更大，因為加速度對應的力，會增加慣性力的效果，從而就像拉一輛慣性質量更大的車。

顯然，慣性力——是一種假想的不存在的力，因為在宏觀上，慣性力不是由相互作用產生的，而是慣性質量本身的慣性性質。

但慣性力的效用——卻是真實的存在，其代表著阻止慣性質量運動狀態改變的力，或說是保持慣性質量運動狀態不變的力。

那麼，綜上可見，慣性力需要在非慣性系，才能體現出來，或說是在非慣性系，需要引入慣性力才能應用牛頓第二定律，否則加速度找不到施力源。

事實上，我們可以看到，非慣性系自身的受力與加速度才是真實發生的，物體在非慣性系中的慣性力與加速度，都是相對的。

因為從全域性視角來看，物體在非慣性系中，發生碰撞之前是處在慣性狀態的，而在碰撞之後，產生接觸受力，物體的慣性力和慣性狀態就會消失。

弱等效原理

那麼，在引力質量等效於慣性質量的視角之上，經過一番思想實驗，愛因斯坦提出了，弱等效原理——就是在局域，引力與慣性力，無法區分。

這裡隱含的一個條件就是，引力在距離遠近上並不均勻，而慣性力則是均勻的，但在無窮小的時空範圍內，引力的不均勻可以近似等於均勻。

那麼，與之對應的一個思想實驗，就是：

• 在引力場中靜止的飛船，其中的物體會受到引力，在太空中加速的飛船，其中的物體會受到慣性力，而透過適當調整飛船的加速度，就可以讓慣性力等於引力。
• 於是在飛船中，透過力學實驗就無法區分，物體受到的是引力還是慣性力，也就無法區分，飛船是在引力場中靜止，還是在太空中加速。

可見在局域，引力場可以用一個加速場抵消，因為加速場即是非慣性系，它會產生與加速度反向的慣性力，從而抵消掉引力場的引力。

所以，弱等效原理，也可以描述為——在局域，引力場與加速場，無法區分力學效應。

當然，在非局域（即全域），引力場不均勻，加速場均勻，兩者是可以透過力學實驗區分的，如只有引力場才具有潮汐力。

引力場中的潮汐力，會使得兩個紅點相互靠近，加速場則沒有這個效果。

接下來，更進一步的一個思想實驗，就是：

• 在引力場中，飛船做自由落體運動，此時飛船中物體會受到向下的引力，同時飛船是一個向下加速的非慣性系，這個非慣性系中的物體會受到一個向上的慣性力，並且這個慣性力與引力相等，於是物體的引力與慣性力相互抵消，處在了失重的狀態。
• 而在另一個場景裡， 飛船懸浮在太空之中，構成了一個慣性系，飛船中的物體同樣也處在失重狀態。
• 結果在飛船之中，就無法區分，飛船是在引力場中自由下落，還是在太空中懸浮。

由此可以看出，在引力場中自由落體的參考系，是一個加速場，也是一個非慣性系，於是引力場與這個加速場就相互抵消了，所以這個非慣性系中的物體，就相當於處在了慣性系的失重狀態。

那麼，弱等效原理，還可以描述為——在局域，引力場與慣性場（即慣性系），無法區分力學效應。

也就是說，在引力場中，透過選取一個合適的參考系（如自由落體的非慣性系），就可以抵消引力，令引力場在局域等效於慣性場。

需要指出的是：

• 引力與慣性力等效，這個慣性力來自物體，因為它處在非慣性系。
• 引力場與加速場等效，這個加速場來自物體，所處在的非慣性系。
• 引力場與慣性場等效，這個慣性場來自物體，自身建立的參考系。

然而，在引力場中自由落體，也可以等效於在非慣性系中自由落體，因為引力場等效加速場，加速場是非慣性系。

於是可以想象，在非慣性系中，僅受慣性力的物體，從全域性視角來看，其必然是處在慣性狀態的——因為物體的加速運動，其實是相對非慣性系的，它並沒有真正的加速度，而非慣性系本身才具有真正的加速運動。

因此，弱等效原理，又可以描述為——在局域，非慣性系與慣性系，無法區分力學效應。

也就是說，在非慣性系中（如無引力加速向上的電梯），透過選取一個合適的參考系（如電梯中自由落體的非慣性系），就可以讓兩個慣性力相互抵消，令外層非慣性系（即電梯中）在局域（即自由落體）等效於慣性系。

事實上，奧地利物理學家——馬赫，曾指出：

“加速物體會受到慣性力，是由於它相對全宇宙所有物質加速，這相當於全宇宙的物質相對它做反向加速，從而對該物體施加一個作用，就是慣性力。”

愛因斯坦把這個思想稱為——“馬赫原理”，並從中得到了巨大的（構建相對論的）直覺性啟發。

強等效原理

更進一步，愛因斯坦假設了，強等效原理——就是在局域，引力場與慣性場，無法區分物理學效應。等價的描述有：

• 在局域，引力場與加速場，無法區分物理學效應。
• 在局域，非慣性系與慣性系，無法區分物理學效應。

那麼，「強弱-等效原理」的區別在於：

• 弱等效原理——是引力與慣性力在無窮小時空等效，即力的等效，被引力質量與慣性質量等效試驗，所直接證實。
• 強等效原理——是引力場與慣性場在無窮小時空等效——不僅僅是力，而是參考系內的一切物理規律等效。

由此可見，弱等效原理——不能代表時空等效，而強等效原理——則可以代表在無窮小處的時空等效。

那麼，如果無窮小的時空等效，由無窮小的時空組成的全域時空，也就是等效的。也就是說，局域慣性系組合起來等效於全域非慣性系。或說，局域慣性系組成了全域非慣性系。

因此，時空中只有一個非慣性系——它由無窮小的慣性系組成。

所以，一切座標系都是平權的，即客觀的物理規律，應該在任意座標系下均有效，且應是協變的——這就是“廣義協變性原理”，也稱為“廣義相對性原理”。

於是，慣性系的物理規律——由狹義相對論描述，也就可以應用於非慣性系與引力場。這就是慣性系、非慣性系、引力場的“平權”，也是物理規律的普適性，或說“對稱性”。

事實上，強等效原理的深刻洞見還在於：在引力場中，透過選取合適的加速參考系，就可以抵消引力，從而讓引力在局域消失，並最終在全域消失。

試想在引力場中，以具有慣性力（如自由落體）的物體建立參考系，這個物體處在了失重狀態的慣性系，說明了什麼？

其實這說明了，在每個局域的引力與慣性力都抵消了，從而在由局域組成的全域，物體也就不再受力了。

可是從全域性視角來看，物體仍在引力場中做勻加速運動，是何解？

要知道，全域是由多個局域組成，每個局域都是慣性系（即沒有力與加速度），那麼全域的引力與加速度，是如何從多個局域慣性系之中湧現而來的呢？

此時，愛因斯坦的想象力發揮了作用，他認為引力根本就不存在，引力場是時空幾何結構彎曲的產物，物體的自由落體運動，其實就是在時空彎曲結構中，沿著測地線不受力的自由運動，而這就是處在了——四維時空的慣性系。

測地線——是空間中兩點的最短路徑，是在流形上加速度為0的曲線，是時間流逝最快的路徑，是時間流逝量最多的路徑，是時空中世界線最長、固有時最大的路徑，是物體衰老最快的路徑，是光運動的路徑。

如此可見，在四維時空，引力就是彎曲，直線就是曲線——只受引力的勻加速直線運動，就相當於是在平直時空，不受力的勻速直線運動——所以引力效應（即引力是彎曲的效應），其實是物體沿著時空結構的“凹痕”自由“滑動”的結果。

地球繞著太陽彎曲時空的測地線運動：（a）是2D視角，（b）是3D的視角，圖片來自《宇宙的結構》

那麼，從時空彎曲的角度來看，在無窮小的時空範圍內（即慣性系中），時空曲率為0，也就是引力不存在。接下來，每個時空質點都不存在引力，而時空質點構成的幾何結構，最終就湧現出了，引力的宏觀表現。

時空曲率——意味著幾何結構無法在二維平面展開，如球面、馬鞍等，而像圓柱則可以在二維平面展開。

值得一提的是，圍繞地球勻速圓周運動的飛船，會出現失重狀態，這和自由落體是一樣的，這說明加速度抵消了地球引力，飛船在地球彎曲的時空中，沿著測地線自由滑動。

這裡的關鍵在於，勻速圓周運動並不勻速，它的速率不變但方向一直在變，是引力產生的向心變向加速度，在不斷改變速度方向，而飛船有了向心加速度，就是一個非慣性系，其中物體的慣性力與向心加速度反向並抵消了引力，於是飛船中的一切，就處在了勻速率的失重狀態。

這相當於，把自由落體速度大小的變化（方向不變），轉化成了自由圓周速度方的變化（大小不變）——前者重力勢能轉化成了動能，後者的重力勢能則抵消了動能（沒有勢能會飛走，沒有動能會墜落）。

時空彎曲

順理成章，愛因斯坦在強等效原理之上，構建了廣義相對論——其核心就是，物質決定時空如何彎曲，時空決定物質如何運動。

也就是說，物質的引力質量，決定時空的彎曲程度，時空的彎曲程度，決定物質的運動軌跡。

由此可見，引力質量——就變成了時空彎曲程度的度量。而引力質量和慣性質量等效，所以慣性質量也會與引力質量一樣，對時空產生彎曲的影響。

事實上，在狹相中，只有慣性質量，並沒有引力質量，但在廣相中，由於引力質量等效於慣性質量，所以就消除了質量的字首——“引力”與“慣性”，只剩下一個“質量”，並重新定義了慣性系，令其組成了非慣性系，於是狹相透過局域連線到了全域，這相當於把引力和慣性力，都轉移到了時空彎曲上，而時空彎曲源於——無差別的“質量”。

那麼，廣相所描述的宏觀世界——質量彎曲時空，時空指引運動——其實還代表著，宏觀的不確定性。

因為，時空和質量是相互影響的關係，所以在物理過程發生之前，我們並不能預先知道時空的幾何結構，這導致時空結構和物理過程，就變成了相互糾纏並不斷變化的不確定性關係。

換言之，時空不是絕對的——因為我們的運動會“擾動”時空的變化，但時空的變化卻是絕對的——這就是力的效用、加速度的表現。

例如，行星橢圓軌道的長軸，在行星每轉一圈後，會有一個小小的偏移，即橢圓長軸會隨著行星運動有一個慢慢轉動，這稱之為——“進動”，而如果是一顆恆星繞著黑洞旋轉，這種在極端引力場裡的軌道偏移，則被稱為——“史瓦西進動”。

那麼“進動”，就很好的說明了，宏觀運動在“擾動”時空的變化，從而影響了時空的“測地線”，進而影響了宏觀運動的軌跡，接著宏觀運動又再次“擾動”時空，以此迴圈——最終表現出來的，就是橢圓軌道長軸的不斷變化。

最後，有了時空彎曲的視角，我們就可以重新看待時空——從強等效原理可知，時空中只有一個非慣性系，而非慣性系可以等效引力場，引力場可以等效時空彎曲，所以現在的結論是——時空中只有時空彎曲——它由無窮小的慣性系組成。

換言之，時空中所有的非慣性系，都要被時空彎曲取代，因為非慣性系與引力場等效，兩者只能統一選擇一個出現。

另外，需要指出的是，愛因斯坦只提出過等效原理——“強弱”是後來的區分。

因為顯然，弱等效原理已經被直接驗證了，但強等效原理一直都無法被直接驗證——目前依然是一個假設。原因就在於，弱等效驗證力等效——比較容易，但是強等效驗證一切物理規律等效——並不好設計試驗。

但有趣的是，強等效原理是廣相的基礎，隨著廣相不斷的被驗證正確——這反而支撐了，強等效原理的正確性。

再看牛頓定律

牛頓定律，它只是一種宏觀、弱場、低速、小尺度下的近似定律。

而相對論與牛頓定律，在視角上（以及我們的直覺上）最大的區別就在於：相對論認為，只有那些感覺不到力的物體，才能真正地說它們處在靜止狀態，並且這個靜止狀態，就是加速度的參考系。

換言之，自由落體是基準觀察者，而加速度是相對於基準觀察者的——自由落體是失重不受力，其加速度是把參考系設定為地球的結果，把參考系設定成自由落體（即基準觀察者），就沒有加速度。

例如，自由落體，直覺上是在加速運動，但其實處在失重不受力的狀態（感受不到引力），所以這是靜止的（引力與慣性力抵消了）；相反坐在地面或板凳上，直覺上是靜止的，但其實處在受力狀態（感受到支撐力），所以這（在受力方向上）不是靜止的，它相對於自由落體那個參考系具有加速運動。

因此，不是蘋果砸中了牛頓，而是牛頓加速撞上了蘋果。

也就是說，自由落體具有相對加速度——就像靜止在加速汽車裡的小球（汽車有速度但與小球還沒接觸）；而地球具有絕對加速度——就像有加速度受力的汽車（把汽車看成靜止就是小球在加速運動）。

可見，受力產生加速場，質量產生引力場，受力與質量——前者是宏觀的相互作用，後者是微觀的相互作用——兩者的關係與加速場和引力場是一樣的，只不過直覺上，受力加速場是在運動，質量引力場是在靜止，但不要忘了，運動靜止是相對的（有關參考系的選擇），而受力與質量是絕對的（無關參考系的選擇）。

從另一個角度說，自由落體意味著在時空彎曲中滑動，而時空彎曲來源於質量，絕對加速度相對於自由落體，就是相對於宇宙中所有質量所決定的時空彎曲。

換言之，你從加速度中所感受到的受力，實際上是宇宙中所有質量的一種累加效果，即：你相對於整個宇宙變化，並受到了反作用力，這是整個宇宙的絕對變化。

那相對論，為什麼要把不受力沒有加速度的狀態，設定為靜止參考系？

因為不受力沒有加速度，就沒有絕對性，一切都是相對的，而受力有加速度，就會有絕對效應，如絕對時間膨脹。

最後，相對論與牛頓定律，在引力模型上的關鍵區別，就在於：

• 前者認為，引力傳遞需要時間——因為時空漣漪的傳遞需要時間，類似石頭在水面產生的漣漪；
• 後者認為，引力傳遞不需要時間——但引力波已經證明了相對論模型的準確性。

不過，對於牛頓模型的實用性，就如著名理論物理學家——傑弗裡·韋斯特（Geoffrey West），在《規模》一書中，所指出：

“只有當探究原子級的微小距離，或光速級的高速成為可能時，才會發現牛頓定律的預測存在重大偏差。這便促進了描述微觀世界的量子力學的革命性發現，也促進了描述堪比光速的高速的相對論的出現。在這兩個極端領域之外，牛頓定律依然可以適用，而且是正確的。”

力與加速度：相對性與絕對性

顯然，力是絕對的，不具有對稱性。因為力是相對於宇宙中所有物質的，而不是相對參考系的。這可以理解為，力的作用是改變自身的運動狀態，而自身的運動狀態，是一種與宇宙整體狀態相關的絕對變化。

那麼，受力就會產生加速度，加速度即是運動狀態的改變，所以加速度也具有不對稱性。

例如，A受力有加速度B靜止，並不等同於，A靜止B有相對加速度——因為A受力是相對宇宙整體的，而B相對宇宙整體始終不受力——因此，A會產生絕對時間膨脹，B則不會。

然而，加速度的相對性，需要分兩種情況來看：

第一，相對於慣性系，加速度是絕對的。

也就是說，慣性系中有加速度的物體，相對於勻速物體——無論速度是多少，加速度都是絕對的，即：速度的變化量是恆定的。

顯然，這是因為慣性系中的物體，受力才會產生加速度，而力是絕對的。

第二，相對於非慣性系，加速度是相對的，但受力效用是絕對的。

也就是說，加速度之間是相對的，但只有真正受力的，才具有絕對加速度，不受力的具有相對加速度。

這也可以理解為，加速度是相對於場的（場無處不在並與宇宙整體狀態相關），而不是相對於任意參考系的，這和光速不變是類似的（光速沒有參考系，只相對於場運動）。

那麼，加速度是相對還是絕對，可以透過參考系內的力學實驗測量得出。

例如，在有加速度的飛船中——相對加速度是慣性系，絕對加速度是非慣性系——進行力學實驗很容易區分。

不過，絕對加速度的受力，必須是真實存在的力，而不能是——贗力，如慣性力。

例如，在非慣性系的自由落體運動，慣性力產生的加速度，就是相對加速度，因為此時物體依然保持慣性狀態，其加速度是相對於參考系的相對加速度，而參考系受力產生的是絕對加速度。

當然，如果認可了時空彎曲，那麼引力就是——贗力，因為在引力場自由落體運動，物體處在慣性狀態，其重力加速度是相對於引力場的——相對加速度，而引力場是時空彎曲的絕對效應，其等效於多個局域加速場的——絕對加速度。

事實上，加速度的不對稱性，也可以從等效原理看出，即：

只要我們把加速度用引力場等效替換，那麼擁有加速度的觀察者，就相當於處在引力場中，而沒有加速度的觀察者，則沒有處在引力場中——這顯然體現出引力場的不對稱性。

最後，加速度其實可以分解為，無加速度的切換參考系。

其原理就在於，把加速度分解成無窮多個，瞬時速度的組合，此時這些瞬時速度所在的參考系，就沒有受力沒有加速度，但每個參考系的速度都不同。於是加速度運動，就可以看成是，在這些參考系之間的切換，即不停地換系，而每次換系，相對速度都會變化。

那麼，在此視角下，就是去除了加速度，只剩下了一系列的相對速度。這背後的意義就在於，換系會產生不同的相對速度，這在歷史變化中，就一定出現過受力與加速度，否則一切都是相對靜止的。

例如，宇宙源於質點的大爆炸，接著時空加速膨脹，這個過程必然就會經歷，所有物質的相對靜止，到不同的加速度，再到不同的相對速度。

由此，我們也可以看出——時空的變化是絕對的，這就是力的效用、加速度的表現。

綜上可見，我們可以說——速度是相對的具有對稱性，而加速度有相對性也有絕對性，但不具有對稱性。

重新審視：宏觀質量

現在，我們需要明確一個重要的概念，即：質量、力、加速度這三個量的關係，是誰決定了誰？

• 首先，力與加速度，顯然是有力才有加速度，並且力越大加速度就越大——是力決定了加速度。
• 其次，質量越大引力就越大，沒有質量就沒有引力——顯然是質量決定了引力。

但實際上，我們會發現，無論是引力質量還是慣性質量，都是透過力去測量的，即：透過引力去測量——引力質量，透過慣性力去測量——慣性質量。

例如，在地球上靜止不動，就無法測量慣性質量，但可以透過電子秤測量引力質量；在外太空無法測量引力質量，但可以透過力與加速度，去測量慣性質量。

那麼顯然，沒有力，就不能測出質量，因而我們可以說，引力質量——度量了引力的大小，慣性質量——度量了慣性力的大小。

所以，質量其實度量了力。

於是，質量彎曲了時空，也就可以說是——質量度量的力彎曲了時空。

而時空彎曲相當於，是時間與空間的幾何結構一起“被拉長”（即幾何畸變），從而產生了時間膨脹與引力場。

那麼，加速度來自於受力，而力又可以由質量體現，所以加速度會對應質量產生的時空彎曲。

但需要指出的是，加速場是均勻的——慣性力處處相同，引力場是不均勻的——引力處處不同。所以，加速場並不完全等於引力場，於是兩者的時間膨脹也是不同，對應的時空彎曲也不盡相同。

而我們可以把加速場看成是一種——均勻的引力場，因此引力場對應的時空效應，加速場都應該存在。

事實上，引力場與加速場，體現的是力場在空間中的分佈，而力場在質點上表現出的相互作用，則就是引力與慣性力——由此可見，質量所度量的力，其實是力場相互作用的宏觀合力。

那麼，力來自於什麼呢？

顯然，如果物質沒有變化，就不會有力，也不會有加速度。要知道，任何一個相互作用力，都會來源於一個前置的物質變化來產生，並且物質變化，最終都會來自於微觀的運動。

而如果我們認可了，時間和空間都依附於物質的變化，並構成了緊密聯絡不可分割的時空。那麼，物質與時空也就是不可分割的整體，不會存在沒有物質的時空，或是沒有時空的物質。

因此，物質變化，就必然會同時體現在，質量和時空之上。也就是說，質量刻畫了物質變化的一個側面，時空刻畫了物質變化的另一個側面，而兩者刻畫的則是同一個物質本質。

更準確地說：

• 質量和能量——是物質的兩面，即：物質總能量守恆，質量和能量可以相互轉化，就像水可以在液態和氣態之間相互轉化。
• 時間和空間——是物質的一面，即：在質量的一面，時間空間一同變化，就像時空彎曲，代表著時間和空間的一同彎曲，也就是，空間曲率越大，時間流逝越慢。

於是，物質變化——不僅帶來了力，也同時讓質量與時空一起變化。所以，質量可以度量時空變化，即時空曲率，也可以度量物質變化帶來的相互作用，即引力與慣性力。

可見，引力、慣性力、時空其實都是物質變化，透過質量的體現。

那麼可以想象，引力質量等效慣性質量——是因為兩者背後，對應了物質相同的微觀變化，然後產生了不同的宏觀表現，即是引力與慣性力。

解構宏觀質量之源

事實上，引力和慣性力，只是一種宏觀力，在微觀的物質變化，還會產生其它的微觀力，如強力與弱力，電磁力則貫穿了宏觀與微觀。所以，如果說質量度量了力，那麼這個力不僅在於宏觀力，也在於微觀力。

那麼，在質量的統一視角下，宏觀力與微觀力可以統一看成——相互作用。而相互作用又可以產生——勢能，它是相互作用的物體所共有的能量。

因此，質量就是勢能，其度量了儲存在相互作用中的能量，即：質量 = 勢能 = 宏觀勢能 + 微觀勢能，其中：

• 宏觀勢能——就是宏觀相互作用，如：重力勢能、彈性勢能、電勢能、磁勢能。
• 微觀勢能——就是微觀相互作用，如：原子能（粒子勢能）、分子能（分子勢能）、電磁能（帶電粒子勢能）。

對於微觀勢能，原子能——就是原子中粒子的相互作用，分子能——就是分子的相互作用，電磁能——就是原子中帶電粒子與電磁場的相互作用（帶電粒子的運動會產生電磁場），而這三者的總能量又被稱為——內能。

換言之，質量 = 宏觀勢能 + 內能。

需要指出的是，勢能可以和動能相互轉化（即能量守恆），在內能之中，會存在粒子與分子的動能，這些動能在運動被束縛的時候（如夸克禁閉的強力束縛），就會轉化成勢能。

例如，分子隨機運動的動能，會在撞擊的時候轉化成勢能，接著勢能又賦予分子加速度，再將勢能轉化為動能。

那麼，從內能角度來看：

• 原子能——可以透過衰變和裂變聚變釋放。
• 分子能——可以透過化學能和熱傳遞釋放。
• 電磁能——可以透過原子能和分子能釋放。

對於電磁能的釋放，即產生電磁輻射：

• 如果原子能釋放——原子中帶電粒子的數量就會減少，那麼電磁能就會釋放。
• 如果分子能釋放——原子中核外電子的運動就會改變，這對應了電磁能釋放。

顯然，宏觀物體的原子結構與分子結構非常穩定，所以其內能十分穩定，而就算分子能與電磁能釋放，也僅佔其內能總量極小的一部分，其方式主要有以下兩種：

• 第一，分子化學鍵斷裂，這是核外電子運動的改變，其數量沒變，但會釋放電磁能。
• 第二，熱傳導與熱輻射，這是原子分子的動能改變，其數量沒變，但會釋放電磁能，因為原子分子內部帶電粒子（如電子、質子和離子）的運動會改變。

事實上，分子間所有形式的相互作用，其底層都是來自帶電粒子與電磁場的相互作用，所以釋放電磁能——就相當於透過傳遞電磁場，將內能轉化為（空氣及其它物體的）分子動能，即傳遞了分子運動——這在宏觀上就是釋放熱能。

也就是說，分子能的本質也是電磁能。

然而，釋放熱能前後，原子分子的總數並沒有減少，所以物質的質量不變——不過內能的確是減少了分子能與電磁能。

於是，進一步來看，電磁能其實是傳遞光子的相互作用，而光子沒有靜質量，所以不釋放原子能，就不能改變物體的靜質量。

因此，原子能其實就等價於靜質量，而靜質量對應的能量，又被稱為——靜能，即：原子能 = 靜能 = 靜質量。

換言之，微觀勢能 = 內能 = 靜能 + 電磁能。

這裡的電磁能，就是化學能與熱傳遞（包括熱傳導、熱對流、熱輻射）的能量，又被稱為——自由能，它代表著內能中可以利用的能量，也就是內能對外做功的能力。

而化學反應之所以質量守恆，就是因為其過程只是電磁能的吸熱與放熱，並不涉及原子能。

例如，人體對外做功需要體能，體能就是人體的內能，其使用過程是生化反應，其吸收過程也是生化反應，其來源就是食物中的自由能——既是化學能也是電磁能。

換言之，微觀勢能 = 內能 = 靜能 + 自由能。

顯然，靜能被極其穩定地封裝在原子核之中，通常情況下是無法被利用的，除非是特殊場景下的核裂變與核聚變，才可以將靜能轉化為自由能使用（即質量轉化為光子），其結果就是質量的減少（如太陽輻射）。

那麼，再從宏觀角度來看，有力就有勢能與加速度，而這個力的來源一定是施力物的內能，也就是說，勢能是來自內能的轉化。

• 具體來說，勢能可以來自電磁能轉化的——化學能、電勢能、磁勢能等；也可以來自靜能轉化的——原子能與引力能。
• 簡單來說，就是物體可以透過——化學燃料、核燃料、電場、磁場、引力場等，來獲得勢能與加速度。

可見，宏觀勢能其實是來自微觀勢能的轉化，並且如果轉化的是電磁能或引力能（即不是原子能），這相當於把內能中沒有質量的部分（即除了靜質量的部分），透過宏觀勢能轉化成了質量。

不要忘了，電磁場和引力場，都是沒有質量可以光速傳遞的能量，而這個能量（電磁能與引力能）可以轉化為勢能——事實上，引力能在微觀的來源目前並不明確（引力子未被確認），其宏觀表現就是引力勢能，在地表附近等於重力勢能，即：重力是引力的分力，引力 = 重力 + 自轉向心力。

換言之，質量 = （轉化的）宏觀勢能（電磁能、引力能）+（固有的）微觀勢能。

事實上，如果物體不受力，那麼其質量就等於靜能，但無法測量這個靜能，而一旦物體受力，其靜能就會抵抗加速度，表現出的就是慣性力，而物體在引力場中，其靜能對引力場的反應，表現出的就是引力。

可見，慣性質量與引力質量就是靜能的宏觀體現，而內能中的電磁能，是不體現在慣性質量與引力質量之中的。

那麼，對於一個受力物體來說，它不僅有靜能，還有由力產生的勢能，這個勢能通常是來自施力物的電磁能或引力能，於是這個電磁能或引力能，就會體現在質量之中。

換言之，質量 = 電磁能 + 引力能 + 靜能。

例如，物體離開地面獲得重力勢能，這個勢能來自引力能，相當於增加了質量（即：質量 = 引力能 + 靜能），但要獲得這個勢能，需要將物體帶離開地面，這就需要向物體輸入能量，通常是電磁能，所以增加的質量相當於來自電磁能（即：質量 = 電磁能 + 靜能）。

當然，如果勢能透過加速度轉化成了動能，雖然能量守恆，但勢能對應的質量就轉化為了能量，此時並不相當於增加了質量。

例如，汽車消耗化學能獲得加速度，相當於受力獲得勢能——化學反應質量守恆，所以汽車靜質量不減少，只轉化了電磁能，即：質量 = 電磁能（勢能）+ 靜能——但汽車的勢能轉化為了動能，所以質量先是增加，再逐漸轉化成動能——不過，增加的質量會越來越大，因為動能越大，加速需要的勢能（化學能）就越大，從而連續來看，質量是在加速過程中，持續增加的——直到停止加速，勢能消失，質量恢復到靜能。

事實上，儘管勢能與動能，都可以讓物體的運動狀態更難以改變，如向左加速運動（勢能）或勻速運動（動能）都會增大向右運動的難度——但兩者卻有著本質的區別。

因為，勢能是絕對的與參考系（及速度）無關，而動能是相對的與參考系（及速度）有關，即：相對靜止時，勢能可以不同，但動能一定相同。

• 例如，兩個相同質量的鐵釘和木釘，同時靜止在一塊磁鐵之上，那麼鐵釘有磁勢能，表現出的質量就更大。
• 例如，兩個相同的橡皮筋，相對靜止但有一個被拉長，那麼被拉長的具有彈性勢能，表現出的質量就更大。

事實上，這也是質量與能量的區別所在——可以說「質量、勢能」儲存了「能量、動能」——注意，光子沒有「質量-勢能」只有「能量-動能」，但它可以將「能量-動能」透過相互作用，傳遞給其它粒子，這即是電磁能。

在此，需要更清晰說明的是：

第一，受力越大加速度越大，這個宏觀力消耗在了微觀粒子的動能到勢能的轉化上——就像用力壓縮空氣，氣體分子運動會受限——而這個勢能再次轉化為動能的過程，就體現出了宏觀的加速度。

所以，受力與加速度的固定比例（m = F / a），可以體現出全體微觀粒子對力的加速反應，可見微觀粒子數量不變，這個比例就不變，即質量不變——因為全體粒子的加速反應積累起來，體現出的就是這個質量——它在於全體粒子的狀態變化，而不是原有狀態。

這也就是為什麼，內能中的電磁能釋放，即微觀粒子的運動狀態改變，但微觀粒子數量不變，質量就不會變。

然而，宏觀加速度越大，則意味著微觀粒子的加速度也越大，即：微觀勢能（包括電磁能與靜能）越大——也就是說，受力加速度的大小，改變了電磁能與靜能能的大小，即：加速度越大、質量越大、粒子動能越小、時間流逝越慢——但加速度需要能量，這相當於把能量轉化成了質量（勢能），然後又轉化為了動能。

例如，物體靜止在引力場中，引力加速度讓物體的微觀勢能增大（來自引力能），時間變慢；同理，物體靜止在加速場中，受力加速度讓物體的微觀勢能增大（來自電磁能），時間變慢。

可以想象，微觀粒子的勢能增大、動能減小，其狀態變化速度就會減小，這即是時間變慢，而狀態變化速度越快，時間流逝就越快——那麼，如果狀態變化過快，就會釋放電磁能以降低自身的動能，這相當於釋放了微觀勢能，也就是時間的“移除”，對應了質量的轉移（減少電磁能）或移除（減少靜能）。

這也就是為什麼，加速度可以增大慣性質量與引力質量，產生時間膨脹與空間彎曲的——微觀原因所在。

第二，受力不一定有加速度，有加速度也不一定受力，只有具有絕對加速度，才會增加勢能，即增加質量。

例如，物體水平受力，但被隔板擋住無法運動（即沒有加速度），此時受力與隔板反作用力抵消（合力為0），物體沒有增加勢能——這可以理解成，在隔板的接觸面，電磁力相互抵消，物體內部粒子狀態沒有改變，勢能也就不會改變——但如果隔板帶動物體一起加速度運動，則物體處在加速場中，所以會增加勢能。

例如，物體遠離地面靜止，會增加宏觀勢能（重力勢能）與微觀勢能（重力加速度），因為引力場是空間分佈，所以雖然物體合外力為0，但內部粒子狀態具有加速度。

例如，物體自由落體，重力勢能轉化為動能，引力場與加速場抵消，處於失重狀態，只具有相對加速度——在廣相中，這是不受力的靜止狀態——所以沒有增加微觀勢能，但宏觀勢能在減小。

綜上可見，質量就是勢能，而電磁能與引力能都可以增加勢能——能量產生加速度，可以增加微觀勢能，能量不轉化為動能，可以增加宏觀勢能——這兩種勢能是等價的質量，可以轉化為能量。

關鍵是，如果沒有（絕對）加速度，電磁能與引力能會相互抵消，也就是受力會相互抵消，此時勢能（包括宏觀與微觀）並不會增加。

那麼顯然，電磁能與引力能，相比原子能（靜能）是極其微小的，所以由它們轉化的質量，也是極其微小的，由質能方程（m = E / c^2）就可以看出。

所以，通常我們都是把質量看成“不變數”，然後圍繞著質量來計算——力（F = ma）、加速度（a = F / m）與能量（E = mv^2 / 2）——質量都被封裝成了“不可分割”的靜能。

但試想，如果是核能或黑洞帶來的勢能與加速度，其結果則肯定會，顯著地增加質量——前者是原子能的轉移，後者是引力能的轉移，但這兩者最終都是來自靜能——可見，質量守恆，只能轉移。

最後，生命及其運作都在分子層面，也就是化學反應的電磁能，並不涉及原子能，所以對生命來說，其質量只是在以靜能封裝的形式轉移，除非處在巨大的引力場或加速場之中。

再看加速度與時空彎曲

質量會彎曲時空，這個由廣義相對論保證，彎曲的時空（即時空曲率不為0）會產生引力場，而根據等效原理，在局域引力場等效加速場，那麼加速度會產生時空彎曲嗎？

事實上，這個問題簡單地回答——是或否，都不能體現出其背後的——物理邏輯，其實前文的論述已經包含了這個問題各個層面的圖景，現在我們需要將零散的圖景拼接起來，從六個方面，來清晰地回答這個問題。

第一，從理論模型的角度來看。

如果沒有引力，就是平直時空（閔氏時空，曲率為0），此時可以應用狹相；如果存在引力，就是彎曲時空（黎曼時空，曲率不為0），此時可以應用廣相。

從幾何角度地說，曲率代表了彎曲的程度，彎曲越大向量平行轉一小圈回到起點的變動就越大，沒有彎曲則沒有變動。

那麼，在平直時空用狹相處理加速度——就是切換瞬時參考系（洛倫茲變換）；在彎曲時空用廣相處理加速度——就是計算曲線長度（度規張量變換）。

度規張量（Metric Tensor）——簡單說，就是度量空間中曲線長度的二階張量，如果是平直時空，這個張量就是座標處處相等的常量，如果是彎曲時空，這個張量就是與座標相關的變數，而這個變數就是用來計算對應座標的時空曲率的。

度規（Metric）——簡單說，就是度量幾何長度所需要的一組引數，其對應的幾何性質與座標系無關（顯然長度與座標系無關），但將其變換到不同的座標系下，會有不同的數值表示（即不同的引數），稱之為度規分量（用這些分量計算的長度是一致的），事實上度規只能以某個分量的形式呈現，那麼如果度規引數是矩陣（即二維陣列），它就是一個二階度規張量。

張量（Tensor）——簡單說，就是多維陣列，如：零階張量是標量（即零維陣列，只有一個元素），一階張量是向量（即一維陣列），二階張量是矩陣（即二維陣列，陣列的元素是向量），三階張量是三維陣列（即陣列的元素是矩陣），四階張量是四維陣列（即陣列的元素是三階張量），以此類推到n維；但不管是幾維陣列，其作用就是儲存資料，以供計算，僅此而已。

換言之，有加速度應用狹相——就是平直時空，有引力應用廣相——就是彎曲時空，這是應用理論模型的前提約定。

在此別忘了，在廣相視角下，並沒有引力只有彎曲，因為引力被慣性力抵消了，也就是引力場被加速場抵消了，而只有在非慣性系才有慣性力與加速度，因此——只有彎曲，沒有引力與加速度，也沒有引力場與加速場。

可見，彎曲與引力、加速度同時存在，但在概念上，前者取代了後兩者，即：彎曲時空不能定義非慣性系。

所以，在彎曲時空就不會有加速度，在平直時空有加速度，也不會有時空彎曲——這是概念的定義，而彎曲時空與平直時空的定義，就被看成——背景時空，其決定了加速度的定義存在性。

然而，彎曲即是有曲率，曲率和引力是對應關係，那麼加速度與曲率是什麼關係呢？

第二，從等效原理的角度來看。

加速場是均勻的，引力場是不均勻的，所以加速度只能在局域等效引力，在廣域或全域上兩者並不等效——如加速場就沒有潮汐力。

但，如果加速度不能完全抵消引力，那引力就不能完全替換成彎曲，廣相的模型就不能成立，這是怎麼回事呢？

事實上，在局域無窮小的範圍內，彎曲時空可以無窮接近平直，所以加速度就可以抵消引力，接著無窮多個加速度抵消無窮多個引力，就可以在無窮大的範圍內，讓引力消失。

可見，在較大的範圍內，一個加速場當然不能抵消一個引力場，而是需要有一定數量的加速場，才可以抵消一個引力場了——但顯然，以目前的技術，我們無法創造出一個“多重加速場”，來完全模擬一個引力場。

由此來看，慣性質量與引力質量，無論是在局域還是在全域性都是等效的——因為，慣性力源於慣性質量無窮小有效部分的積累，引力源於引力質量無窮小有效部分的積累，兩種質量都源於物質本身，其空間分佈是相同的——不像引力場與加速場的空間分佈不同。

那麼，引力場和加速場，都可以產生絕對時間膨脹，這種時間變慢是等效的嗎？

第三，從時間流逝的角度來看。

不可否認，力、加速度、曲率、弧長都具有絕對性，即它們都是不隨參考系變化的絕對量，並且它們都可以帶來——絕對時間膨脹。

在幾何影象上，平直時空中加速度對應了曲線（沒有加速度是直線），彎曲時空中直線就是曲線（沒有曲率是直線）——曲線的弧長，具有與參考系無關的絕對大小，這就是絕對性的體現，兩端點相同時曲線比直線要長，這就是絕對時間膨脹的體現。

在微觀影象上，全體粒子對力的加速反應，就呈現了宏觀的加速度，這個加速反應令每個粒子的勢能增加動能減小，從而狀態變化的速度減小，這就是宏觀的時間變慢，即絕對時間膨脹的體現——雖然引力場（不均勻）與加速場（均勻）的空間分佈不同，但場中的粒子都會受力，從而產生加速反應。

所以，時間長度 = 時間總量 / 時間速度——而加速度（受力加速度與引力加速度），可以減少時間速度（即粒子狀態變化速度），令時間長度變長，也就是時間變慢——可見相同的壽命，有加速度則衰老的更慢——當然由於空間分佈不同，引力場與加速場在相同強度下，對應時間速度減少的程度，肯定會有所不同。

例如，光經過太陽的引力場會發生偏折，如果將引力場看成是均勻的加速場，其計算結果是利用廣相幾何彎曲計算的一半，也就是說，把不均勻的引力場等價成均勻的加速場，光的偏折角度會有2倍的誤差。

第四，從加速度的角度來看。

事實上，加速度與質量，都是來自相互作用的產物，而相互作用是貫穿宏觀與微觀的，所以加速度與質量從宏觀到微觀都存在，但引力在微觀則不存在。

別忘了，在無窮小的時空，廣相是失效的，即：在量子尺度，沒有連續的幾何結構、沒有引力、沒有彎曲——這也是目前量子力學與廣相不相容的地方，但量子力學與狹相相容，所以加速度的理論存在範圍，是超越了引力與彎曲的。

那麼，把引力場看成一個不均勻的加速場，把引力場對應的時空效應，看成是引力加速度的原因，這可能是更本質的微觀視角——微觀，是最可能統一所有相互作用的視角。

第五，從物理現象的角度來看。

靜止或勻速的黑洞無法產生引力波，有巨大加速度的黑洞，才可能產生引力波，而引力波就是時空彎曲的漣漪——會以光速傳遞時空曲率，並且只要加速度一直存在，引力波就會不斷產生。

引力波的時空漣漪

事實上，質量會產生曲率，質量的位移必然會帶來曲率的位移，但沒有加速度，曲率就不會以引力波的形式傳遞，原因就在於，加速度對應的勢能，會以引力波的形式釋放能量。

可見，引力波傳遞的是曲率，也就是質量效應——這是源於產生加速度的勢能。

那麼，另一個與加速度有關的有趣現象，就是——安魯效應（Unruh Effect），即：

一個加速觀察者，可以觀察到慣性觀察者無法看到的“熱浴”，如黑體輻射——換言之，有加速度的觀察者，會覺得宇宙背景是溫暖的，或說有加速度的溫度計，會記錄到加速度貢獻的非零溫度。

在微觀上，安魯效應也會導致，加速度粒子的衰變率與慣性粒子不同，如：當具有足夠高的加速度時，電子可能有一定的機率躍遷到更高質量的狀態。

所以，加速度對應了——宏觀的時空變化，微觀的狀態變化——這變化就在於能量的大小。

第六，從能量轉化的角度來看。

回到問題，有加速度就會產生時空曲率嗎？

答案是並不一定，這不僅在於能量的大小，還在於能量的來源。

例如，飛船利用化學燃料獲得加速度，但化學能的能量有限，很難對時空產生顯著影響，而如果是核燃料，雖然會有較大的能量來影響時空，但核燃料自身會減少質量，從而減少相應的時空影響（質量對應曲率）。

那麼加速度的關鍵——是它不能憑空產生，一定要來自能量轉化（即動能轉化到勢能），而它背後的能量（即勢能）才是時空影響的來源。

例如，雙黑洞合併的過程，是兩個黑洞在彼此的時空彎曲中相互繞轉靠近（即軌道衰減），加速的能量來自勢能轉化，這個勢能十分巨大，除了轉化成黑洞的動能，還有一部分就會以引力波的形式釋放，而當黑洞合併之後，減少的質量（即微觀勢能），也會以引力波的形式釋放。

事實上，引力波還需要運動不對稱性——不能球形對稱（如球體的膨脹或收縮），或旋轉對稱（如圓盤或球體的旋轉）——才能產生，因為不對稱性會帶來運動阻力，從而令勢能無法轉化為動能，進而轉化為引力波，才能保持能量守恆。

在此別忘了，能量是相對的也就是對稱的，質量是對稱性破缺的產物，而勢能與加速度、曲率與引力波——都不具有對稱性，並且質量與勢能——都儲存了能量。

所以，質量表現出——曲率與引力波，其實是能量不對稱（不均勻），並試圖趨向對稱（均勻）的表現——這會帶來相互作用，即勢能與加速度。

回到廣相，一個質點具有加速度，那麼說明與這個質點相互作用的能量，在時空上分佈不均勻，這則意味著時空不平直。

結語

從某種角度看，狹義相對論——是關於電磁力的模型，廣義相對論——是關於引力的模型。

對比來看，電磁力來自電磁場——電磁場的傳遞是電磁波，引力來自引力場——引力場的傳遞是引力波，電磁波與引力波的傳遞都是光速。

兩者的區別在於，電磁波是在時空中傳遞，引力波是時空本身的傳遞——形象地說，如果時空是畫布，那麼電磁波就是畫布上線條的傳遞，而引力波是畫布本身的傳遞（如抓著一端抖動）。

那麼，從能量角度來看，引力波可以傳遞勢能，電磁波可以傳遞動能，而光速不能有質量，所以引力波和電磁波都沒有質量，但質量也是勢能，它和引力波傳遞的勢能是什麼關係呢？

這可以理解成，勢能 = 宏觀勢能 + 微觀勢能，如果前者不能轉化為後者，就會轉化為引力波，而後者就是粒子的勢能，也就是質量。

換言之，如果勢能無法轉化為動能，也無法轉化為靜能，就會轉化為引力波，也就是把勢能儲存到時空之中。

形象地說，向時空中拋一重物，時空就會泛起波瀾，即質量的振動會產生時空的振動，而就是因為產生質量振動的勢能，無法完全轉化為動能（質量的運動）與靜能（粒子的運動），就只能轉化為引力波（否則能量就會不守恆）。

再換個角度來看，電磁波與引力波，都是光速都無法靜止，是因為它們沒有質量，也就無法儲存靜止的能量（即靜能），但它們儲存能量的方式，卻是不同的，這體現在：

• 電磁波的能量是動能，它透過相互作用將能量傳遞給物體，所以會出現無法穿過的情況。
• 引力波的能量是勢能，它透過時空曲率將能量傳遞給物體，所以可以穿過一切不可阻擋。可以想象，物體所在的時空發生振動，物體只能跟隨這個振動獲得勢能。

可見，時空的變化是絕對的，這就是力的效用、加速度的表現，也是質量與勢能的結果，即曲率及其運動。

那麼試想，沒有質量的時空會是怎麼樣的？

要麼是平直時空——能量以電磁波的光速形式存在，要麼是波動時空——能量以引力波的光速形式存在，也可能時空在平直與波動之間相互轉化，也就是在電磁波與引力波之間相互轉化。

而所有光子全同沒有時間流逝，所以電磁波時空就會——沒有距離收縮成一個質點，引力波時空則會——充滿波瀾卻空無一物，那麼兩者的轉化，即收縮與膨脹，在無數次的迴圈中，就可能意外地開啟——“創世紀閃光”，接著在膨脹的過程中，能量並未轉化成時空的波瀾（宏觀勢能），而是轉化成了時空中的質量（微觀勢能）。