如果没有相对论会怎样（假如相对论被推翻）

这个话题看上去有些惊悚，因为经常有这种标题的民科文章出现，但通篇都在讨论什么旋转力，吸引力与反推力，描述多少物质会被推成圆球，咳咳......实在看不下去了，各位熟悉的应该知道是哪位高手的文笔，但事实上连牛顿经典力学都没参透，更不要说什么相对论了！在这里我们要面对一个比较尖锐的问题，牛顿经典力学被推翻了吗？相对论替代经典力学了吗？未来相对论是否也会被推翻？

一、牛顿经典力学世界

1676年，牛顿在给朋友的一封信中如此写道“如果我比别人看得远些，那是因为我站在巨人们的肩上”，尽管后人对于牛顿的成就总是津津乐道，但对于牛顿的人品却是嗤之以鼻！不过这并不影响我们今天讨论牛顿的力学世界，其实牛顿说的一点都没错，在他之前，西方世界中早已有先驱者：

1、哥白尼推翻了地心说理论，在日心说上走出了很远，因为日心说解决了观测遇到的所有问题！

可惜最终因担心教会的迫害，哥白尼还是怂了，但哥白尼在晚年还是发表了《天体运行论》

2、布鲁诺继承了日心说，而且提出了甚至现代科学都尚未触及的宇宙无限论，太阳多如星辰，人类犹如蝼蚁，这直接激怒了罗马教廷，可怜的先驱布鲁诺被烧死在罗马鲜花广场上！

3、开普勒利用第谷的观测资料，总结出了开普勒三大定律（第谷向教会屈服了，但他建立了大量观测数据，使得他的学生开普勒也站在了巨人的肩膀上）

西方科学界对天体的研究已经积累的相当的资料，并且伽利略也几乎摸到了静止与运动的惯性定律门口，可惜他没有深入研究！至此万事俱备，而大神牛顿在适当的时候出现了！

4、牛顿的万有引力定律

牛顿在开普勒三大定律和伽利略的“惯性思考”前提下，总结出了万有引力定律，当然个所谓苹果落地的典故是写给小朋友看的！没有前人的不懈努力，牛顿也没那么容易总结出万有引力定律。

两个天体之间的引力与它们的质量积成正比，与它们之间距离的平方成反比，但这中间有一个关键的万有引力常数G，却不是牛顿自己完成的，因为这在牛顿时代测量碰到了难以想象的困难，一直到100多年后卡文迪许才利用扭秤实验精确测量了引力常数G！

限于篇幅，牛顿力学就以最典型的万有引力为代表，牛顿三大定律以及他在光学以及几何与力学还有微积分领域的贡献是前所未有的，经典力学体系标志这现代自然科学的诞生，是人类历史上的一次飞跃！

二、狭义相对论和广义相对论

1、经典力学的局限

在牛顿力学获得如火如荼发展的19世纪末，麦克斯韦的电磁理论逐渐完善之际，等经有物理学家认为物理学已经走到了尽头！看上去这个调调是不是很熟悉，是否有一种现代科学走到了尽头理论的异曲同工之妙？但经典力学时代有很多问题悬而未决

1、引力是怎么传递的？

2、绝对参考系以太是否存在？

3、水星进动问题如何解释？

4、微观领域经典力学不适用

其中1887年的迈克耳逊-莫雷实验则直接否定了以太的存在，让万有引力传播媒介的以太化为乌有，而且麦克斯韦方程组中的电磁波动方程中的光速C是普适常量，但伽利略变化则存在参考系以太，这导致经典力学和经典电磁学在正面上直接冲突。至此牛顿的棺材板都快盖不住了！

2、狭义相对论和广义相对论

1905年，爱因斯坦在《论动体的电动力学》中提出了狭义相对论，阐述了两条基本原理

1、狭义相对性原理：一切物理定律在所有惯性系中均有效（除引力以外）

2、光速不变原理：真空中光速不变，与光源与观察者的运动状态无关

狭义相对论解决了麦克斯韦方程组中的光速C普适常量是没有错的，但仍然没有解决引力传播的问题，因此在1916年正式发表的广义相对论中加入了引力对引力的阐述。

当然早期的引力场方程中这个一个宇宙常数项比较有意思，因为爱因斯坦认为宇宙大小是固定的，即使引力场方程揭示了部分事实后爱因斯坦仍然仍旧在引力场方程中加入常数修正，但哈勃邀请爱因斯坦展示了他的最新发现-造父变星证实天体正在远离地球，最终爱因斯坦去除了宇宙常数选项！

当然这只是一个插曲，并不影响相对论在科学史上的地位，反而成为后期的实际观测中对法相的错误自我修正科学的典型。

广义相对论描述引力是通过质量扭曲了周围的空间来传递，解决了引力出现超距作用的尴尬解释，而水星进动则也在考虑了太阳周围时空弯曲效应所致，继而让牛顿尴尬的超距问题和进动问题都完美解决！

三、相对论将牛顿经典力学推翻了吗？

似乎是这样，毕竟牛顿经典力学中几个世纪难题都被相对论解决，那么牛顿经典力学可以寿终正寝了吗？其实完全不是这样，更准确的描述方式是：相对论将牛顿经典力学完美包容，并且补充了牛顿经典力学不足之处！而从前文的阐述上，我们也能发现，相对论不是凭空出世的，它是建立在前人无数努力的基础之上，包括经典力学！

比如在低速运动中，将牛顿力学求得的解与相对论方式求解，两者差异在10^-15的范围内，这在日常应用中几乎就是一个无需考虑的问题，但随着速度变大这个问题会变得严重，而在超过40%光速后这个问题开始显现，到70%光速时几乎就会增加一半，而95%光速时则成为原来的3倍！

经典力学在10%以上的光速和大质量天体周围，它会被相对论所补充，而在原子尺度以下则被量子力学所替代！简单的说无论是相对论还是量子力学，是对前面科学积累的补充，即使有颠覆性的发现，那也只是补上了一个大漏洞，而非彻底推翻！

四、相对论会被替代吗？

我们必须有一个认识，现代科学几乎所有的学科描述的都准确的，但却有其应用范围，曾经经典力学应用范围无处不在，但随着科学的发展，我们将它的范围无限扩大了，甚至是不适用的领域，那么此时将会发展出新的理论太扩充原有的理论，但并不表示原先的理论无法应用在指定的范围内，比如计算一个低速运动，没有人会用相对论来计算，不仅麻烦，而且这门槛可不低，至少会吓倒一部分初学者！经典力学仍旧为现代科学保驾护航，而相对论也会在你无法察觉的地方默默服务，未来即使有新的代替相对论的理论出现，那么它也是为了给科学家理论来打补丁的！