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广义相对论、Brans-Dicke引力理论、有挠引力理论之比较

已有 5626 次阅读 2010-4-25 09:45 |个人分类:未分类|系统分类:科研笔记| 广义相对论, Brans-Dicke引力理论, 有挠引力理论

                    广义相对论、Brans-Dicke引力理论、有挠引力理论之比较

        引力理论所研究的是万有引力。引力理论可分成两大类：1、非相对论性引力理论，系建立
在牛顿力学的基础上，可用牛顿引力理论作代表；2、相对论性引力理论，系建立在狭义相对论
的基础上，可用广义相对论作代表。除广义相对论外，相对论性引力理论还包括同广义相对论
在内容上有所不同的许多理论，其中Brans-Dicke引力理论、有挠引力理论是研究得比较多的
理论。博主在过去的博文中曾针对牛顿引力理论与广义相对论进行过比较。本次博文将针对广
义相对论与Brans-Dicke引力理论、有挠引力理论进行比较。
       在此先讲几句题前话。就当前学术现状（理论水平和观察实验的结果）来说，相对论性引
力理论优于非相对论性引力理论，即广义相对论优于牛顿引力理论，在相对论性引力理论中，广
义相对论也优于其它引力理论。例如，对于天体物理学和宇宙学中的引力坍缩、致密天体、引
力辐射、引力波传播、‘暗质量’、‘暗能量’等现象或对象只宜用相对论性引力理论（包括广义
相对论）来进行系统研究，不宜用非相对论性引力理论（包括牛顿引力理论）来进行系统研究。
为什么说“在相对论性引力理论中，广义相对论也优于其它引力理论”呢？这是由于：1、在
现有的观察实验中，还没有出现广义相对论不能解释、而其它相对论性引力理论才可解释的结
果，2、广义相对论比起其它相对论性引力理论，数学表达简单、物理意义较明确。引力理论的
发展有一个特点：新的理论往往要概括旧的理论，旧的理论则可作为新理论的特殊情况。例如
当速度远小于光速时，狭义相对论动力学便趋近于牛顿力学；当速度远小于光速且引力场较弱
时，广义相对论便趋近于牛顿引力理论；当联络系数是对称的且度规张量的协变导数为零时，
有挠引力理论可趋近于广义相对论；等等。由于新的观察实验提出了许多问题，引力理论仍在
发展之中；可能孕育着新的理论。但发展必须经过深入研究，这需要一个过程，不是喊变就能
变成的。而且，由旧的理论变到新的理论，并不完全抛弃旧的理论；要想建立新理论也需要通
晓旧理论。若有一个对旧理论并不通晓，甚至缺乏物理基本知识的人，宣称他创立了新理论，这显
然是不可信的。但是这类‘创立’往往会混淆正确的概念，影响初学者对客观规律的正确理解，
故有必要提醒。
       下面来比较广义相对论、Brans-Dicke引力理论、有挠引力理论。