一个转动的圆盘能引起空间弯曲？爱因斯坦是这样解释的（三）

　　上文一个转动的圆盘能引起空间弯曲？爱因斯坦是这样解释的（二）最后问到：
　　生活在转盘上的生物会时刻感到一股力在拉着它，转盘生物将其称为引力，那么这个引力与我们现实世界中的引力有何区别吗？
　　实际上，转盘生物之所以会将其称为引力，那只不过是因为该生物不知道外部世界的存在，它将转盘当作了整个世界，而我们知道，这个生物口中的引力不过是我们认为的惯性力罢了。
　　转盘生物之所以不这么看，因为它不觉着自己所处的世界正在旋转或者其它什么，只知道它所在的世界，圆周率不同于欧氏几何。如果考虑到这点，对于我们来讲，转盘世界中所谓的引力不就和空间几何挂上钩了吗？
　　当转盘上的空间发生弯曲，就产生了转盘世界中的引力。现在看来，这与后来广义相对论对我们现实世界中的引力所作的解释是何其的相似。
　　但这里我们需要特别强调一点：转盘上所谓的引力，并不是我们现实世界中的引力，原因在于转盘引力产生于空间弯曲；而现实世界中的引力，产生于时空弯曲（或者说，引力不存在，有的只是时空弯曲对物质运动的影响，在我们看来，仿佛有一股力存在着，牛顿将其称为引力）。正好借此机会，再次澄清一下加速度和引力之间的关系
　　有不少朋友在此之前都听过这个转盘实验，他们的思路是这样的：等效原理告诉我们加速度和引力是一回事，只要有加速度存在，那么我们就可以将其看作引力场，比如转盘实验中的转盘系，它是一个非惯性系，里面有加速度存在，因此它等效的引力将会弯曲时空。
　　实际上刚才的这段话犯了好几处错误。
　　第一处：等效原理说的是均匀加速场与均匀引力场等效，而不是什么加速度等于引力（实际上广义相对论中根本不存在均匀引力场一说），所以加速度根本不会导致时空弯曲
　　第二处：搞混了空间弯曲和时空弯曲，这是两个看似相近的概念，但实际上并不一样，就如同转盘上的空间弯曲了，但其时空并没有弯曲，而引力的正确解释是时空弯曲，所以之前我们一直强调的都是转盘世界中的引力，此引力非彼引力。最后再说一个问题，对于这个转盘实验，你认为它是属于狭义相对论范畴还是广义相对论范畴呢？
　　关于这一点，如果这几篇文章你都有看的话自然是知道属于狭义相对论的范畴。
　　但很多人仍然转变不过来这个观念，一直坚持用惯性系与非惯性系的标准来划分相对论，实际上这个观点不仅老而且也不严谨，比方说惯性系如何定义，想要定义惯性系，那就必须找到一个静止或者匀速直线运动的物体，而如何判断这些物体处于静止或者匀速直线运动呢？很显然，我们必须要用另一个惯性系去进行对比，如此反复，惯性系根本无法找到。
　　因此后来的科学家们就用了一个更加本质的标准来对相对论进行划分：以背景时空是否弯曲来区别狭义相对论与广义相对论
　　因为时空是否弯曲是个打不破的属性，弯就是弯，直就是直，不论你身处怎样的参考系，如果事先已经规定了物理事件发生在哪一时空，那么就不存在一个环境下会出现两种不同的时空，就比如地面观测者处于平直时空，而转盘生物则处在弯曲时空，这是不可能的，转盘仅仅是空间弯曲了，而时空仍旧是平直的。
　　再比如双生子佯谬，弟弟留在地球，哥哥做飞船去宇宙旅行，地球可以看作一个很好的惯性系，因此弟弟所处的就是惯性系，无固有加速度；而哥哥所乘坐的飞船，则明显是一个非惯性系，存在固有加速度，于是很多人说哥哥所在的飞船有加速度，依据等效原理，飞船所在的时空弯曲了。然而我们在讨论双生子佯谬时，其背景时刻已经约定是平直时空了，因此不论飞船飞出什么花样，时空也不可能弯曲。
　　总的来说，保罗·埃伦费斯特提出的这个转盘实验（也被称为爱因斯坦转盘），是建立在狭义相对论基础上的一个思想实验，它为后来爱因斯坦进行时空几何化想法的出现，提供了一定帮助。
　　补充一句：
　　转盘实验一开始假设这个转盘是刚性的，因此就排除了材质因素，不会由于材质而导致其在高速旋转时，周长会发生变化（比如转着转着就畸形了）；但实际上并无刚性物质存在，因此这个转盘在由低静止向高速旋转时，即便仍是不考虑材质本身的影响，也还是会受到相对论尺缩效应的破坏，最终会粉碎，每一点都会粉碎开来。
　　本篇文章的内容到此结束。
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