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。
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。
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。
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）。
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。
而力的可加性相当于各项相互影响的线性求和。比如电动力学中的主要相互影响有J和A，其中J包括电荷和电流密度，而A代表场势。这描述了电荷和电流如何产生电场，以及电场如何作用于电荷和电流。由于A与J都是线性的，这确保了多个电荷的场等于单个电荷场的和。当场作用在一个粒子上时，力的大小与其自身强度成正比。综上，单个粒子所受的力等于时单个粒子作用在其上力的总和。
然而，在真正的物理理论来说，找个定律不适用于所有情况。对于电磁学来说，在极高的场强向下这中线性合的定律将不成立，因为在这个条件下量子效应变得很重要。所以，我更倾向于这样说：
在相对论中找不到一个与牛顿第二定律类似的理论，只能在牛顿极限内近似成立。
对于第三定律，虽然我们不再使用力的概念，但我们可以在不提及力的情况下重新表述。:
即第三定律可以表述为，动量及角动量守恒。（动量及角动量守恒是通过诺特定理定义的）。
广义相对论
广义相对论有一个基本的理念，在所有的参考系中物理定律以相同的形式存在。而事实上，在不均匀的引力场中，我们并不能基于狭义相对论构建一个惯性坐标系，但没关系，我们实际上并不需要再构建一个惯性坐标系。我们不能再区分重力和虚构的力。其中重力指一个巨大质量的物体施加的引力影响，虚拟的力正如牛顿力学中的离心力，可以通过坐标转换引入，并且没有首选的坐标系统。牛顿第一定律的目标是建立一个没有虚拟力的体系，并可以解释该框架中理论的剩余部分。但广义相对论的出现导致这一体系过时了。
我们可以通过支配自由落体的定律来代替牛顿第一定律，即物体的运动不受非引力影响。可以看成是一个自由落体沿着时空测地线的运动。（在平坦的时空中，这与牛顿第一定律符合，也表明光是匀速和各向同性传播的）。
此前我们已经明确牛顿第二定律不正确（详见前文）。广义相对论不是一个线性的理论，正如在电磁学中，在非常高的场强条件下就能显示出这种非线性。或许第二定律不正确最引人注目的证据就是黑洞。在不完备的牛顿定律中，一个物体落入事件视界范围将受到“无限大”的力，因此没有其他力可以阻止他落入并于奇点碰撞。而黑洞对下落物体的作用不能被描述为构成黑洞质量的单个粒子作用的总和。
你可能会认为牛顿第三定律不用修改，但是事实上我们需要进一步的思考。因为在一般的全局时空背景中并不存在一个一个全局动量恒量。比如我们的宇宙也没有一个恒定的全局动量，因为我们的宇宙在膨胀。（随着宇宙的膨胀，光子会发生红移，从而失去能量和动量，这些能量和动量就会消失在虚空中）。但是，能量和动量并不能随意的创造或者消失，而是根据能量平移的定律进行了转移，或者从另一个角度去思考，是时空的弯曲导致了其产生了可以预期的变化。以下的“守恒”定律将说明这一点：
第三定律可以表达为Tμν;ν=0.即在平坦的时空中Tμν（能量-动量张量）恒等于零，也可以理解为能量、动量局部守恒。
作者: quora
FY: 大卫高怕飞
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