相对论|是否存在与牛顿三大定律一致的相对论？
你所不知 ， 牛顿三大定律并不全部正确 ， 相对论带你了解真实的世界 。
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2016年2月11日 ， 在华盛顿国家新闻俱乐部举行的新闻发布会上 ， 美国加州理工学院激光干涉引力波观测天文台执行主任大卫赖策宣布 ， 科学家们首次在时空结构中观测到引力波的涟漪 ， 证实了阿尔伯特·爱因斯坦的相对论预言 。(照片来源：索尔勒布/法新社/盖蒂图片社) 。
比布莱恩（一位软件工程师）在果壳上这样回答：
在相对论中 ， 有一些与牛顿第一、第三定律类似的表述 。 但是在相对论中基本上不会使用力这个概念 ， 所以牛顿第二定律与相对论没有一致之处 。 需要注意的是 ， 上述“一致”并不是完全的等同 ， 因为相对论并没有与牛顿定律类似的一个公理框架 。
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为了更好理解这个问题 ， 我们需要重新回顾一下牛顿三大定律：
牛顿第一定律：
这个定律经常被误认为是第二定律中外力为0的一个特例 。 而事实上 ， 第一定律是确定惯性系的存在 ， 而惯性系的定义中 ， 一个物体如不受其他物体影响将保持恒定的运动速度 。 只有在这个框架下 ， 第二定律才能成立 。
牛顿第二定律：
这个定律似乎只是定义了力（其中没有其他物理内容） ， 这只是一个含蓄的说法 ， 其实力才是在这个定律非必要的 。 如果在第二定律中把关于力的描述去掉 ， 则定义物体的动量变化量为X ， 如果这个物体只受单独的外力影响 ， 这个X在第二定律中就是改变物体动量的因素（x代替了力） 。 （简而言之 ， 第二定律更多的是明确物体动量改变的后果而不在于动量改变的原因） 。
牛顿第三定律：
相互作用的两个质点之间的作用力和反作用力总是大小相等 ， 方向相反 ， 作用在同一条直线上 。 这条定律明确了线性动量守恒和角动量守恒 。
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狭义相对论
在狭义相对论中 ， 我们需要定义惯性坐标系的概念 。 在惯性坐标系中 ， 光是匀速和各向同性传播的 。 这是对光特性的另一种表述 ， 即光总是沿直线传播 ， 传播速度不受其传播位置和方向改变 ， 也不随其频率改变 。 光的这个性质是狭义相对论成立的基本条件 ， 衍生出狭义相对论中的其他观点 ， 因此假设这样一个框架是很有必要的 。 按照牛顿三定律的模式我们可以写下狭义相对论的第一个定律：
至少存在一个这样的惯性参考系 ， 在这个参考系中光沿直线传播 ， 并各项同性 。 （光可以被引力场弯曲 ， 但请记住这是广义相对论的内容而不是狭义相对论）
在我们阐述第二、第三定律前 ， 请牢记 ，“力”（古典力）这个概念并没有广泛应用在牛顿三大定律以外 。 为什么呢？a）牛顿定律中的力F是通过dp/dt（动量随时间的变化量）来定义的 。 而在狭义相对论中的力——四维力（是古典力学中的力物理量在相对论中对应的四维版本）是满足洛伦兹协变性的 ， 当四维力的各向改变速率在固定时间τ内不同时 ， 四维力与古典力不相同 。 （即古典力为相对论中四维力各向变化速率相同的特例）；b）空间分离的粒子相互施加力是“在一定距离上的相互作用” ， 这在相对论中是不允许的（在相对论中牛顿第三定律可能不成立） 。
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相反 ， 相对论力学是用拉格朗日函数L或哈密顿函数H表述的力学框架内的局部场理论 。 我们用L或H表示相互作用 ， 而不是粒子相互作用的力 ， 它们取决于粒子和场 ， 或两个场(或可能两个以上的实体)的状态 。
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