一、对两个巨人的简介        
         艾萨克·牛顿（1643年1月4日—1727年3月31日）爵士，英国皇家学会会长，英国著名的物理学家，百科全书式的“全才”，他在1687年发表的著作《自然哲学的数学原理》里，对万有引力和三大运动定律进行了描述。这些描述奠定了此后三个世纪里物理世界的科学观点，并成为了现代工程学的基础。他通过论证开普勒行星运动定律与他的引力理论间的一致性，展示了地面物体与天体的运动都遵循着相同的自然定律；为太阳中心说提供了强有力的理论支持，并推动了科学革命。在数学上，牛顿与戈特弗里德·威廉·莱布尼茨分享了发展出微积分学的荣誉。微积分的创立是牛顿最卓越的数学成就。微积分的出现，成了数学发展中除几何与代数以外的另一重要分支——数学分析，并进一步发展为微分几何、微分方程、变分法等等，这些又反过来促进了理论物理学的发展。
         阿尔伯特·爱因斯坦（1879年3月14日—1955年4月18日），毕业于苏黎世联邦理工学院，现代物理学家。1915年11月，爱因斯坦提出广义相对论引力方程的完整形式，并且成功地解释了水星近日点运动。1916年，爱因斯坦完成了长篇论文《广义相对论的基础》，在这篇文章中，爱因斯坦首先将以前适用于惯性系的相对论称为狭义相对论，将只对于惯性系物理规律同样成立的原理称为狭义相对性原理，并进一步表述了广义相对性原理：物理学的定律必须对于无论哪种方式运动着的参照系都成立。相对论从逻辑思想上统一了经典物理学，使经典物理学成为一个完美的科学体系。
         宇宙常数：爱因斯坦在提出相对论的时候，曾将宇宙常数（为了解释物质密度不为零的静态宇宙的存在，他在引力场方程中引进一个与度规张量成比例的项，用符号Λ表示。该比例常数很小，在银河系尺度范围可忽略不计。只在宇宙尺度下，Λ才可能有意义，所以叫做宇宙常数。即所谓的反引力的固定数值）代入他的方程。他认为，有一种反引力，能与引力平衡，促使宇宙有限而静态。当哈勃将膨胀宇宙的天文观测结果展示给爱因斯坦看时，爱因斯坦说：“这是我一生所犯下的最大错误。”
         （以上内容来自“百度百科”对牛顿和爱因斯坦两人介绍的摘抄。）
         下面从另一个视角，来谈一下牛顿和爱因斯坦（本文戏称“爱牛”）两人，在研究水星进动方面所表现出的同与不同。
         二、两人各自的特性
	我们在谈论手机时，可把人分为制造手机和使用手机的两种人；在评论食品时，可把人分为制造食品和品尝食品的两类人；在讨论尺子、锤子这类工具时，可把人分为制造工具和使用工具的两类人。据此，本文把从事自然科学研究的科学家们分做两类，一类是从事数学研究的科学家，另一类是从事非数学研究的科学家。从事数学研究的科学家，是在为所有的科学工作者，提供科学研究的工具。数学家进行科学研究的特点是十分的严谨和具有逻辑性，研究过程中的每一小步，都是建立在前面已有的定义、定理、推论和规则之上的，来不得半点的瑕疵。大家从自己学习和掌握数学知识的过程中，都会拥有切身的体会和经验。
	针对某人是否可以从事数学研究为职业这一点上来谈，大家在大学时期所学的数学内容，大致可以划分成：若在学习数学知识时，学的是牛顿和莱布尼茨创立的数学分析，被教授要求课后必须做500道以上的各种求导题目，那么通常这类学生都是受过严格的数学训练，具备了今后进入数学领域进行数学理论研究的入门资格；如果一个学生学习的是一般的高等数学知识，没有进一步深入学习完整的数学分析课程，那么他基本上不会从事数学理论的研究。从另一个角度说，凡是深入学习过数学分析的人，一定是在科学研究上思维严谨、逻辑清晰，对所研究课题通常不会做出缺乏理论根据的结论，这是具备数学研究的基本素质。而非数学专业的自然科学研究人员，把各种数学理论和成果，都当作是自己科学领域的一个通用工具，他们不必接受那种严格的数学思维和技能训练，他们只需把合适的数学工具用在自己需要的适当地方。这也决定了非数学专业的科学工作者，在某些方面不具备像数学专业科学工作者那样的逻辑严谨性，但拥有数学专业科学家所缺乏的思维灵活性和创造性。这样两类科学家所表现出的不同特点，就决定了牛顿和爱因斯坦之间，在对待同一个科研课题时会有着明显不同的表现，这个不同就反映在对水星进动的计算误差上。
         牛顿是数学分析的创立者之一，自然具备数学家应有的思维缜密、逻辑严谨特质，读过《自然哲学的数学原理》一书的人对此都会有相当的认同。当牛顿计算水星进动时，严格按照已有的理论知识和数据，一丝不苟，他主要依据的是万有引力定律和开普勒行星运动三个定律，把水星的轨道作为一个椭圆，有两个焦点，有远日点和近日点，这样计算出的结果无论怎样修正，总是存在一定角度的误差，这也成了一些人非议牛顿万有引力定律的一个明显弱点。但人们是否考虑过，除了万有引力定律外，还存在其他因素也可造成这个误差吗？其实，牛顿的水星进动计算，从纯数学的角度去分析，可以说是无懈可击，问题不是出在牛顿的数学推导和计算上，而是出在所依据的原始基础理论，即水星围绕太阳公转是一个椭圆，有两个焦点上。
	爱因斯坦用他的广义相对论中建立的引力场方程计算时，设定了几个特殊条件，得出了与水星进动吻合的数字，让他激动的几天都处于兴奋状态中。但本文作者认为，爱因斯坦在求解他的场方程过程中，采用的是“欺师灭祖”之策，才取得了与水星轨道进动吻合的数据。为什么说爱因斯坦是在“欺师灭祖”的情况下，才得到了水星进动正确的理论结果？首先，牛顿的万有引力定律是“师”。牛顿是人类历史上第一个指明物体拥有吸引力，并对两个物体之间的相互吸引力给予研究的人，还向世界公布了他的研究成果——万有引力定律。这促使善于思考的爱因斯坦改换方向，对一个物体是否具有吸引力进行研究，最终得出结论：一个物体也是有吸引力的，一个物体的吸引力是通过引力场来实现的。这就引导爱因斯坦创立了广义相对论，也就是另立了一个不同于牛顿两个物体之间吸引力的广义相对论。其次，广义相对论仍然是以开普勒的行星运动三个定律为基础，并认同行星围绕固定不动的恒星运转是一个惯性运动，而且是更加纯粹的惯性运动。所以牛顿的万有引力定律是“师”，开普勒的行星运动三个定律是“祖”。
	在引力场方程求解过程中，我们可以看到，爱因斯坦是把水星围绕太阳的公转轨道，从椭圆轨道强行视作正圆轨道（这就是“灭祖”行为），也就是把两个焦点让它们重合为一个焦点，进一步消除一个变量，从而得出了与水星进动吻合的轨道偏转，这就让广义相对论成为了比牛顿万有引力定律更“牛”的现代物理理论。在以太阳为参照物的参照系内，理论上和实际上的水星轨道，都是椭圆轨道，但缺少数学家严谨特性的爱因斯坦，以水星轨道接近圆形为由，直接按照正圆轨道对待才得以寻到正确结论。在得出结论以后，又回到开普勒行星运动定律的大旗下，声明行星公转的动力是来自于惯性。
	三、水星进动计算结果的是与非
	牛顿计算出的水星进动与实际观测数据之间存在着无法忽视的误差，这说明牛顿的万有引力定律理论存在问题，这个结论对吗？不对。牛顿的计算结果是经得起反复验证的，误差确实存在，但这个误差是源于什么因素而产生，这才是人们真正应该关注的，可惜没有人去刨根问底。用广义相对论计算出的水星进动，与实际数据之间几乎没有误差，这能说明爱因斯坦的理论是正确的吗？不能。因为爱因斯坦采用了不符合已有理论的失当条件，即把椭圆当作圆对待，这种失当条件的引用，不符合正确精准的科学计算规则，是属于歪打正着的偶发事件，不具科学的普遍性。但是有谁深入思考过，为什么会出现这种歪打正着的巧合结果？在中国探月嫦娥5号成功返回的实际轨道运行图中，我们看到并推论得出，行星围绕太阳公转应该是一个摆线形状。从摆线的定义和性质来推断，若把太阳作为参照物中心，并且强制让太阳处于静止状态，行星围绕太阳公转就应该是一个正圆。因此这就是为什么广义相对论把水星的公转轨道当作圆时，对水星进动角度的计算值和观测值能很好的吻合，而牛顿用椭圆轨道存在两个焦点计算时，总是存在误差的原因。牛顿计算得出的这个误差是精准的，存在这个误差表明，用椭圆来描述行星围绕太阳的公转轨道是不正确的。但由于根植于日心说理论而产生的行星椭圆轨道定律，禁锢了牛顿和后来几乎所有科学家们的思维，人们只认定牛顿的理论以及计算存在不可克服的误差，却不知这个不可克服的误差，反而真实的反映出行星公转为椭圆轨道是错误的认知。
	从爱牛两人所得不同结果的过程来看，不是广义相对论比万有引力定律更正确，而是两个结果从正反两个方面证明了，水星绕太阳的公转轨道不是椭圆。这个结论非常残酷，刨了当今物理学的祖坟，没有科学家愿意充当寓言故事“皇帝的新装”中那个说实话的无知小孩。因此上百年来对于两个结论只有表面的认识，没有人勇于面对广义相对论是在打破了开普勒的行星公转椭圆定律，把椭圆轨道变成圆来处理，才换来正确结果的事实。如果把这个真相摆在桌面上讨论，定会搅得当今科学界天翻地覆，所以没人有胆量打开这个潘多拉的盒盖，只能让世人们都生活在被日心说愚弄的浑沌科学和迷茫的自然天地中。
         在研究水星进动这件事情上，爱牛都犯了一个同样的错误，那就是陷入了唯数学论，忘记了他们是在研究物理现象。一个数学上的等式，可以代表许多物理世界的关系，但这个数学上的等式究竟怎样才能反映我们所需要的物理关系，这才是首先要认清和始终扭住不放的关键。爱牛所研究的水星进动是物理现象，围绕水星进动存在一系列的物理问题，包括水星为什么在近日点会产生进动？水星的近日点和远日点分别是怎样形成的？水星在远日点为什么没有进动？水星在一个完整公转周期中为什么只有一次进动？水星公转时如何保证太阳始终处在公转轨道的焦点上？等等。爱牛两人对这些物理问题都没有深入研究，他们只醉心于用数学工具去追踪、描述水星轨道的变化。牛顿作为微积分的创立者，他拥有天生的数学情怀，这一点可以理解，也正是他的数学思维和严谨作风，让他发现无论怎样周密细致的计算，都无法弥合水星实际进动与计算结果之间的差别。到了这一步，牛顿仍然陷于数学理论的纠缠之中，没有研究水星进动的物理机制。爱因斯坦不是真正的数学家，缺少数学家的思维和严谨，但他却在研究水星进动这个物理现象时，不考虑物理现象内在的固有规律，而改为并不擅长的纯数学方式来描述物理现象，所以就会有很不严谨的、以椭圆的离心力小为由，把椭圆轨道变成圆轨道来对待。除了这一点说明爱因斯坦缺少数学思维的严谨性，还有在他先期建立的引力场方程中，为了反映两个星体之间应该存在着相互排斥性（这是他认为引力场方程存在的缺陷），就在一个已经建立完整的数学等式一端，随意增加一个项，也就是宇宙常数，这更加证明了他对数学世界运行规则缺乏应有的尊重。任何一个受过严格数学体系训练的学者，绝对不会在一个建好的数学模型上，不考虑各个变量之间的相互关系，直接在一个等式一边加上一个单独的常数项、变量或一个函数式，这样在数学领域内还能称为等式吗？爱因斯坦就这么毅然决然的做了，后来在有了新的资料与原有思路产生冲突时，就把这个随意增加的宇宙常数项在等式一端又坚定地去掉了。这种对数学规则的不尊重，证明了爱因斯坦缺乏应有的数学理论素养。这也是爱因斯坦自己认为的，他一生所犯的最大错误，这种错误在牛顿那里是绝对不可能出现的。作为纯粹的物理学家，忘记了水星进动的本质是一个物理现象，反而陷入了纯数学的抽象领域，即便是广义相对论的理论计算值符合实际观测数据，也没有人（包括爱因斯坦自己）说得清为什么水星只在近日点才会发生进动，在远日点和别处为什么都不会发生进动，从认识水星进动的物理本性这一点上来看，广义相对论并没有什么作用。
         如果爱牛两人在对水星进动的数学描述时，也能同时关注水星进动发生的内在固有物理规律，就会发现他们自己所创立的引力理论都存在瑕疵。牛顿在研究万有引力定律时只是注重了两个物体之间存在着相互吸引力，对于一个物体是否有吸引力没有进行过考察。爱因斯坦在牛顿万有引力定律的基础上，再深入研究吸引力现象时，发现比两个物体之间拥有吸引力更为基本的是，一个物体也拥有吸引力，一个物体的吸引力是靠这个物体拥有的引力场来实现的，他认为一个物体的引力场应该是比两个物体之间的吸引力更加基础一级的吸引力，所以他就只专注研究一个物体的引力场。如果爱因斯坦能够更进一步研究两个物体之间的引力场是如何相互作用的，他就会发现他的宇宙常数表示的排斥力确实是存在的，但他的引力场方程要完全改写，因为他的场方程缺少了两个物体引力场之间是如何既相互吸引，又相互排斥的数学关系。当把：1）爱因斯坦对一个物体的引力场的认识，2）牛顿对两个物体之间存在着吸引力的解释，3）开普勒对太阳始终处在行星公转轨道的一个焦点上，4）嫦娥5号返回时表现出的长幅摆线轨迹，这些已有理论和事实都放在一起同时加以研究，如今的科学家们就可以得出，行星围绕恒星公转的物理原理，同时给出水星，也包括所有的行星，为什么在而且仅仅只在近日点才会发生进动现象的合理解释。获得物理世界的因果关系后，再依照这种因果关系建立数学模型，就能既简单，又准确、完整的反映行星进动现象了。
         四、在水星进动的研究上，“爱牛”两人的同与不同
         爱牛两人的相同点：
         1）都陷入唯数学论迷雾之中，忘记了所研究的目标是物理现象；2）两人计算进动的结果都表明，水星的公转轨道不是椭圆；3）对物体吸引力现象的研究都不全面；4）两人各自创立的吸引力理论，都是建立在日心说基础上的理论，尤其依赖太阳是静止不动的这个“公理”。
         爱牛两人的不同点：
         1）牛顿是数学家和物理学家，爱因斯坦只是物理学家，两人科学理论的基本素质不同，各自所建立的数学模型的精准和简洁程度不同；2）牛顿研究的是两个物体之间的吸引力，爱因斯坦研究的是一个物体固有的吸引力；3）牛顿计算水星轨道进动存在误差，是正面直接表明水星轨道不是椭圆，爱因斯坦计算结果无误差，从反面表明水星轨道不是椭圆；4）牛顿的万有引力定律拥有可操作的实用价值，爱因斯坦的广义相对论鲜有实用价值；5）当某一天科学界公开承认开普勒行星运动三个定律失去意义时，牛顿万有引力定律只需适当重新构筑，就能融入新科学理论中，而爱因斯坦的引力场方程则可能彻底崩盘。

贴主:bpcart于2021_02_01 7:10:37编辑