给孩子的相对论-20引力和惯性：如何给太空里的宇航员称体重？

这一讲啊咱们要共同研究质量这个概念，那为什么要研究质量呢？因为就跟光是狭义相对论的引路人一样，质量就是广义相对论的引路人，咱们得跟着他走。那关于质量，咱们这一讲主要思考一个问题，如何给太空里的宇航员称重？嘿嘿说到称体重，你最先想到的肯定是体重秤吧。只要往上面一站，你的体重读数就出来了，但这一招啊在遥远的太空里却不行。

给孩子的相对论-20引力和惯性：如何给太空里的宇航员称体重？

这一讲啊咱们要共同研究质量这个概念，那为什么要研究质量呢？因为就跟光是狭义相对论的引路人一样，质量就是广义相对论的引路人，咱们得跟着他走。那关于质量，咱们这一讲主要思考一个问题，如何给太空里的宇航员称重？嘿嘿说到称体重，你最先想到的肯定是体重秤吧。只要往上面一站，你的体重读数就出来了，但这一招啊在遥远的太空里却不行。

咱们设想一下，一位宇航员乘着飞船飞到了宇宙里一片非常荒凉的区域，完全不会受到任何引力的作用。这时候。宇航员处于失重状态，她站在体重秤上根本就读不出来任何数字。你能说宇航员的体重是零吗？肯定不是吧。实际上啊咱们嘴上说的是称体重，其实内心想要称的却是质量。咱们在介绍智能方程e等于mc的平方的时候就曾经提到过，这个公式里的英文字母m代表的就是质量。

当时我告诉你，可以暂时把质量理解为物体的重量，可是你从宇航员这事儿也看出来了，质量和重量完全是两码事儿。从物理学来说，重量说的是物体所受重力的大小，而重力其实就是万有引力。质量呢说的是物体包含物质的多少。你可能听说过，月亮上物体的重量只有地球上重量。的六分之一。这是因为月亮太小了，对物体的引力只有地球的六分之一那么大。可是把一个物体从地球搬到月亮里面所包含的物质并没有减少，所以物体的质量没有改变。其实就算是在地球上，同一样东西的重量也会随着它的位置不同而发生变化。比如说，如果你爬到世界第一高山珠穆朗玛峰的山顶去称体重，就会比在海平面附近轻一丁点儿。

这是因为距离地面越高，重力就越小。但不管在哪儿，你的质量当然也是不变的。哎那你可能会问了，既然质量和重量是两码事儿，那为什么在地球上用体重秤却能称出来质量呢？这是因为啊根据牛顿的万有引力定律，物体所受的万有引力跟它的质量成正比。也就是说两个质量大小不同的物体，如果把它们放在同一个引力场中，谁的质量大，谁受到的引力就大。而在地球表面上，引力场的强度只有很微小的差异，所以就可以用重量来大概代表质量了。但这一招到了太空就不好使了。因为在太空的引力就是零，连重量都称不出来，质量就更没办法了。所以说了这么多，咱们现在只知道质量跟重量是两码事儿，而在太空给宇航员称体重的问题还是没有解决呀……