“自由落体运动是不受力运动”的依据是什么？

马海飞

（http://blog.sina.com.cn/gfis 2020年10月8日）

自由落体运动与惯性运动一样是一种不受力的运动。这是我的发现或者说是我提出来的一个科学论断。有人问我的这个论断的依据是什么。以下这些就是我的依据。

1. 在物理学研究的历史上，至今为止从来都没有任何人能够使用物理实验测量出自由落体所受到的作用力大小是多少。或者说，没有任何一个人能够设计出一种可以测量自由落体受力的物理实验方法。为什么，因为自由落体运动根本就不受力。因为不受力，因此就测不到。因为没有这个力存在，因此就设计不出测量这个力的物理实验方法。人是无法对实际不存在的力进行测量的。相反，只要是存在的力就都是可以测量出来的。虽然人们从自由落体运动中可以用数学方法计算出一个力。但这个力并不是一个实际存在的力。而是一个想像出来的力。计算这个力的方法就是牛顿的万有引力公式。众所周知，历史上所有的物理学专家教授都搞不清楚牛顿万有引力的本质和起源是什么。其根本原因就是因为这个所谓的“相互吸引的万有引力”在现实世界里根本就不存在。

2. 不过，我已经找到了用牛顿引力公式所计算的那个力的本质和起源是什么了。它根本就不是相互吸引的引力。它也并不是一个让物体做自由落体运动的动力。而是一个抵消自由落体加速度的阻力。这个阻力是可以实际测量出来的。例如用秤就可以测量出这个阻力。秤盘上放置的物体如果没有秤盘对它的阻碍，它原本的运动形式应该是自由落体运动。可是，因为秤盘阻止了这个物体下落，并刚好抵消了这个物体自身应有的自由落体加速度，于是，在这个物体与秤盘之间就产生出来一个相互作用力。这个力实际上就是用牛顿引力公式所计算出来的力。这就是说，自由落体运动本身是不受力的，但当另外一个物体阻止了它的运动，它就会与那个物体之间产生出一个相互作用力。这就是牛顿引力公式中的那个力的起源。但这个力完全不具有相互吸引的作用。也不是让物体下落的力。这个力与其他所有的作用力一样，是改变物体运动状态的原因。只不过它所改变物体运动状态的过程不是让物体产生出加速度，而是抵消物体原有的加速度。所以说，用牛顿引力公式计算出来的那个力在本质上与普通的作用力完全一样。但在过程上属于阻力而不是动力。这个力起源于自由落体运动中的加速度。

3. 很多人无法理解“用牛顿引力公式计算出来的力是阻力”这个事实的一个主要原因是因为他们认为在天体之间，例如在地球与月球之间存在着一个力。实际上，这种想法是错的。在地球与月球之间根本就不存在任何力。但是，在它们之间存在着自由落体加速度。看到这也许有人会问：没有力存在怎么可能有自由落体加速度存在？这就是问题的关键所在。实际上，自由落体加速度g与作用力产生出来的加速度a的起源完全不同。加速度a起源于物体在受力过程中物体本身的运动状态受到改变。而加速度g不是来自运动物体本身。它属于外环境对物体存在状态的影响。也就是说，加速度g是由物体所处的外环境决定的。不是物体本身决定的。就是因为这个原因，因此无论质量多大的物体在同一位点上的加速度g全都是一样的。下落物体本身对加速度g不产生任何作用。而且，由于加速度a是物体在受力后产生出来的，因此，加速度a的出现和大小全都取决于力F。没有力F就不可能有加速度a。可是，加速度g不同。由于加速度g是由下落物体的外环境决定的，因此它的产生与力F没有任何关系。这就是说，在完全没有力存在的情况下就可以有加速度g存在。加速度g的存在并不取决于力的存在，更不取决于力的大小。所以，在天体之间实际上只存在相互之间的加速度g的关系，并不存在力的关系。用牛顿的那个相互吸引的万有引力对天体之间的关系进行解释属于画蛇添足。因为万有引力就像蛇足一样，因此任何人都不可能找到它。

4. 加速度g的产生与力无关这一点也可以从数学上得到证实。加速度的计算公式是g=GM/r²。把它变换一下就是：g=(4πG)M/4πr²。让4πG=G_m，M/4πr²=D。可见，G_m仍然是一个常数，D则是一个球形场的强度。于是就有g=G_mD。这说明，加速度g完全是由场强度D决定的。举例来说，如果这个D是地球的场强度。那么，所有在地球的这个场内的物体全部都具备了g=G_mD这个自由落体加速度。无论它是月球还是苹果全都如此。这个自由落体加速度是由地球的场强度决定的，而不是由下落物体决定的。这就是加速度g的起源。它起源于物质的属性场。它的大小是由物质属性场强度D决定的。从数学上再一次证明，自由落体加速度g并不是在受力过程中产生出来的。这也说明，加速度g与力F的先后关系是先有加速度g后有力F，而不是像物理学主流认为的那样。

5. 自由落体加速度的起源已经找到了。经历了三百多年人们也找不到牛顿说的那个相互吸引的万有引力以及它的起源。但自由落体加速度g的起源却是可以找得到的。它的起源用数学公式表示就是g=G_mD。用普通语言描述就是：自由落体加速度g起源于物质的属性场。当然，这个物质的属性场不是自由落体自身的属性场，而是自由落体所在的属性场。举例来说，如果自由下落的物体是苹果，它所在的位置是地球的属性场内。那么，苹果所遵循的那个自由落体加速度来自于地球的属性场，而不是苹果自身的属性场。地球的属性场对苹果而言是一个外环境。所以说，自由落体加速度是由下落物体的外环境决定的。下落物体只不过是按照外环境给它规定的方式运动而已。这就是自由落体运动以及自由落体加速度的起源。

6. 万有引力违背力的三要素。在力学中，力被定义为是改变物体运动状态的原因。力是物体之间的相互作用。力必须具有的三要素是：1）大小、2）方向和3）作用点。缺一不可。因为在自由落体运动中不存在力的作用点。因此才无法用物理实验的方法测出自由落体运动中的受力大小。所有可以用物理实验的方法测出来的力都一定具有一个作用点。在自由落体运动中，下落物体不存在受力的作用点，因此如果非要说自由下落的物体也受到外力的作用，那么这个外力是不符合力的定义的。万有引力就是这样一个不符合力的定义的力。因此，它只能是一个虚构出来的力。不可能是真实的力。在万有引力不存在的情况下自由落体运动丝毫不受影响，这就说明自由落体运动是不受力运动。不仅如此，“自由落体运动是不受力运动”也完全符合力的定义。这是因为自由落体运动的本质就是一个不断加速度的运动。加速运动本来就是自由落体运动原始的或本能的运动状态。它就像匀速直线运动是惯性运动原始的运动状态一样。只要一个处于自由落体运动状态（即加速度状态）的物体不受外力的作用，它就会永远按照加速度g的形式加速运动下去。直到这种运动状态被外力改变为止。力是改变运动状态的原因。也是改变自由落体加速运动状态的原因。所以说，自由落体运动是不受力运动这个论断与力的定义没有丝毫的矛盾之处。

7. 从自然现象上看，天体的公转并不消耗能量。因此星系才有可能长期维持稳定的运动状态。如果在天体之间，例如地球和月球之间的稳定状态是靠力来维持的，那就必然要有巨大的能量消耗问题。这样一来，天体的公转不可能维持如此之久。可见，在月球围绕地球转的过程中，地球并不为此而消耗任何能量。月球围绕地球转的形式虽然是一个圆形轨道，既有速度变化又有方向变化，但这种运动形式却与不受力的匀速直线惯性运动形式是完全一样的。天体公转不消耗能量的原因是因为天体的公转是不受力运动。天体公转不受力的原因是因为它是一个不受力的惯性运动和不受力的自由落体运动二者合成出来的综合结果。这也间接地证明了自由落体运动是不受力运动。其实，伽利略所做的那个“惯性原理”的斜面实验与天体的公转运动是类似的。他和牛顿及其后人只看到了这个实验中的惯性运动与受力无关，却没注意到实际上自由落体运动也与受力无关。其实伽利略的斜面实验并不是一个单纯的惯性运动不受力的实验，其中还包含了自由落体运动不受力的实验。这个实验证明了自由落体运动与惯性运动一样也是一个不受力的运动。

由此可见，无论是从正面还是从反面，从物理实验还是从逻辑推理，从物理机制还是从数学公式上都有充足的依据可以证明自由落体运动是不受力运动。牛顿所描述的那个相互吸引的万有引力在现实的物理世界里是根本就不存在的。