廣義相對(duì)論成功解釋了水星近日點(diǎn)進(jìn)動(dòng)、光線(xiàn)偏折、引力紅移，這讓很多人對(duì)牛頓理論產(chǎn)生了三大誤解，他們認(rèn)為牛頓理論并不能解釋上述三個(gè)現(xiàn)象，但事實(shí)卻恰恰相反。

水星近日點(diǎn)進(jìn)動(dòng)

事實(shí)上，行星的軌道并不是封閉的。由于水星離太陽(yáng)較近，它近日點(diǎn)的進(jìn)動(dòng)會(huì)更明顯。每一百年，水星近日點(diǎn)進(jìn)動(dòng)的測(cè)量值為5600.73''。這個(gè)數(shù)值并不是全部由太陽(yáng)的廣義相對(duì)論效應(yīng)引起的，物理學(xué)家根據(jù)行星的歲差和其它行星的引力攝動(dòng)，利用牛頓理論預(yù)測(cè)了5557.62''的進(jìn)動(dòng)值，還余下了大約43''無(wú)法得到解釋。

如果物理學(xué)家沒(méi)有對(duì)此深究，那么該問(wèn)題就到此為止了。因?yàn)槊恳话倌瓴?3''的差值可以看成是小于1%的誤差，這在理論上是可以接受的。所以，牛頓理論是可以解釋水星近日點(diǎn)進(jìn)動(dòng)的。但是，問(wèn)題在于，這小差值對(duì)應(yīng)的直線(xiàn)距離太大了，物理學(xué)家無(wú)法忽略，這也就是廣義相對(duì)論大顯身手的地方。(www.ws46.coM)

我在前面的文章（）也計(jì)算了牛頓理論和廣義相對(duì)論所對(duì)應(yīng)的行星軌道方程。我們可以看到，廣義相對(duì)論的結(jié)果比牛頓理論的結(jié)果多了一個(gè)附加項(xiàng)，而這一項(xiàng)剛好可以解釋43''的差值。除此之外，前面的項(xiàng)還要依靠牛頓理論計(jì)算更加方便。

光線(xiàn)偏折

廣義相對(duì)論認(rèn)為，太陽(yáng)的存在使時(shí)空發(fā)生了彎曲，零測(cè)地線(xiàn)不再是直線(xiàn)，從而無(wú)窮遠(yuǎn)處的觀察者會(huì)覺(jué)得光的運(yùn)動(dòng)發(fā)生了偏折，不再是直線(xiàn)。1919年，愛(ài)丁頓利用日全食的機(jī)會(huì)進(jìn)行了光線(xiàn)偏折實(shí)驗(yàn)，得到了1.89''的結(jié)果，支持了愛(ài)因斯坦的廣義相對(duì)論。

那么，牛頓理論是如何預(yù)測(cè)光線(xiàn)偏折的呢？牛頓理論認(rèn)為，太陽(yáng)附近的時(shí)空仍然是平直的，并且光是一種粒子，也會(huì)受到引力的作用。當(dāng)光子從太陽(yáng)附近經(jīng)過(guò)時(shí)，太陽(yáng)對(duì)它的引力充當(dāng)向心力，使它的運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生了改變，從而我們看到了光的偏折。

雖然牛頓理論可以這么解釋光線(xiàn)偏折，但是它計(jì)算出來(lái)的結(jié)果卻比實(shí)際測(cè)量值少了一半。如果大家感興趣，我也可以出一篇廣義相對(duì)論和牛頓理論關(guān)于光線(xiàn)偏折的計(jì)算。

引力紅移

廣義相對(duì)論認(rèn)為，引力紅移的產(chǎn)生是因?yàn)闀r(shí)空幾何，時(shí)空曲率大的地方鐘走得更慢，造成了光的紅移。而牛頓理論認(rèn)為，光是一種粒子，在引力場(chǎng)中向上運(yùn)動(dòng)，它的動(dòng)能就會(huì)向勢(shì)能轉(zhuǎn)換，而動(dòng)能的減少會(huì)造成紅移。

從二者的計(jì)算結(jié)果來(lái)看，它們?cè)贕M/cR的一級(jí)近似之下是一致的，只有在二級(jí)近似之下才會(huì)表現(xiàn)出差異。不過(guò)，當(dāng)時(shí)的天文觀測(cè)水平只能測(cè)得到一級(jí)近似，因此不能分辨哪種理論更正確。不過(guò)，在用牛頓理論計(jì)算時(shí)，使用了“引力質(zhì)量和慣性質(zhì)量相等”的假設(shè)，也從側(cè)面支持了廣義相對(duì)論的基本假設(shè)——等效原理。