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2016-12-02
他們的相等僅僅是個經驗性的事實。阿爾伯特·愛因斯坦基於這樣一個假設發展了他的廣義相對論:慣性質量和(被動)重力質量之間的關係並非巧合,沒有任何實驗可以區分出這兩者(弱等效原理)。然而,在這樣的理論當中,重力不再是一個力,因此也不遵守牛頓第三定律,所以「慣性質量和主動重力質量相等,仍然是個謎」。[15]慣性質量[編輯]慣性質量用物體對加速度的抵抗程度衡量的質量。為了理解什麼是物體的慣性質量,可以先從古典力學和牛頓運動定律開始。然後再來看,當把狹義相對論考慮進來時,古典的質量定義應當如何修改,使其比古典力電子磅秤學更加精確。然而,狹義相對論並沒有從本質上改變「質量」的含義。根據牛頓第二定律,假設一個物體的質量是m,如果在任何瞬間,其遵循如下的運動方程式:{displaystyle F=ma,} F=ma,其中F是施加在物體上的力電子秤,a是物體的加速度電子秤。[注釋 5]現在,先把什麼是「施加在物體上的力」這個問題的確切答案放到一邊。這個方程式說明瞭質量是如何和慣性聯繫在一起的。考慮兩個質量不同的物體。如果對其施加相同的力,質量較大的物體的加速度較小,而質量較小的物體的加速度較大,就可以說質量較大的物體在響應力的作用時,對於改變其運動狀態表現出較強的「抵抗性」。然而,施加「相同的」力的說法迫使定義回到事實中來:目前還沒有真正定義過什麼是力,但是可以用牛頓第三定律來迴避這個困難。牛頓第三定理說,如果一個物體給另一個物體施加一個力,那麼第一個物體就會受到一個大小相同方向相反的力。更精確一點,如果有兩個物體A和B,它們有著不變的慣性質量mA和mB。並且把這兩個物體從其他所有的物理影響當中隔離出來,因此僅有的力就是B施加給A的力,記為FAB,和A施加給B的力,記為FBA。