引力的本質(zhì)是什么？這個答案你可能會接受

wxsjbcf 2020-04-02

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文/袁玉剛圖/來自互聯(lián)網(wǎng)

1687年，牛頓在《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》中提出了引力定律，解決了物體如何在時空中運動的問題，揭示了日月星辰運行的內(nèi)在奧秘。牛頓雖然發(fā)現(xiàn)了星球之間存在的引力，并且用幾何方法做了定量分析，但是，卻沒有揭示出引力的本質(zhì)。

英國天文學(xué)家哈雷利用牛頓的引力定律預(yù)言了哈雷彗星的回歸周期，法國天文學(xué)家勒維耶則利用引力定律推算出了海王星的存在。牛頓的引力定律取得了極大的成功，成為人類理解和認識世界的重要基石。

牛頓在一封信中寫道：“重力必定是由某種動因引起的。而這種動因總是依照某些規(guī)律來發(fā)生作用。至于這種動因是物質(zhì)的抑或是非物質(zhì)的，我只能留待讀者去思考?！?/p>

圖1 牛頓

旋渦理論是當時占據(jù)宇宙科學(xué)主導(dǎo)地位的理論。主要人物是笛卡爾。

創(chuàng)立原子論的留基伯認為虛空中的原子在旋渦中運動，輕的被拋到旋渦外的虛空中，重的聚集到旋渦中心，形成一個原初的球形系統(tǒng)，繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。久而久之，就形成了地球。同理，也形成了星星。

德謨克利特進而認為：宇宙中的旋渦產(chǎn)生無限的原子及其混合物━━火、水、氣、土，而后產(chǎn)生萬物。

笛卡爾認為：巨大的流體或以太旋渦帶著行星圍繞太陽旋轉(zhuǎn)。新的恒星、太陽系和行星可以從運動著的旋渦這一物理宇宙永恒的運動中形成。

牛頓反對笛卡爾的旋渦理論。

但是，當時的科學(xué)界尊崇牛頓，硬是在牛頓的引力定律前加了個“萬有”，變成了“萬有引力定律”。從此物質(zhì)有了引力。

康德是支持牛頓的“萬有引力”，反對笛卡爾的旋渦理論的。他認為引力和斥力不僅來自物質(zhì)質(zhì)量，同時來自物質(zhì)運動，并在運動中增強。又說，“吸引力是運動的源泉”。但他的星云學(xué)說卻無疑是屬于旋渦理論的。

1895年，“萬有引力”統(tǒng)治了科學(xué)界，成了金科玉律?！昂陚サ男郎u綱領(lǐng)回歸為毫無生息的數(shù)學(xué)了”。引力成了物質(zhì)的內(nèi)在秉性，物體具有引力，“萬有”引力又吸聚物體、還能使物體運動，是不是陷入了邏輯循環(huán)的怪圈？很多疑難接踵而來，特別是“萬有”思想徹底堵死了物質(zhì)起源的研究之路。試想：既然引力是“萬有”的，引力又聚集物質(zhì)，那物質(zhì)就是永恒的，宇宙也是永恒的。還研究什么物質(zhì)的起源，宇宙的起源？

牛頓本人并沒有完全相信引力“萬有”。他窮其一生都在“思考”引力的本質(zhì)，試圖找到第一推動力，但是沒能如愿。無奈，只好歸于上帝。

那個萬能的上帝是誰？顯然，不是耶穌。因為耶穌是在地球上生活過的。只能是那個生活在天堂里的、冥冥之中的自然界的主宰。說他是神就是神，因為他確實創(chuàng)造了萬物。說他不是神也確實不是神，因為我們編不出關(guān)于他的神話。

圖2 地球與月球

引力的本質(zhì)是什么呢？后人也在“思考”，并且從未間斷。

十九世紀末，以經(jīng)典力學(xué)、經(jīng)典電磁場理論和經(jīng)典統(tǒng)計力學(xué)為三大支柱的經(jīng)典物理大廈已經(jīng)建成，只剩下一些修飾工作了。但美麗晴朗的天空卻籠罩了兩朵烏云：第一朵烏云是邁克爾遜實驗結(jié)果和以太漂移說相矛盾；第二朵烏云是黑體輻射與“紫外災(zāi)難”。

1905年，勇于“思考”，善于 “思考”的愛因斯坦提出了狹義相對論，其基本原理是：1、相對性原理：物理規(guī)律在所有慣性系中都具有相同的形式，否定了“以太說”和絕對空間。2、光速不變原理：在所有的慣性系中，光在真空中的傳播速率具有相同的值C。

1915年，愛因斯坦又建立起了廣義相對論，基本原理是：1、所有參考系在描述自然定律時都是等效的。2、光速在任意參考系內(nèi)都是不變的。3、慣性質(zhì)量完全等同于引力質(zhì)量。

圖3 愛因斯坦

廣義相對論認為：如果不存在物質(zhì)，空間就是平直的，用歐氏幾何就可描述。當空間存在物質(zhì)時，物質(zhì)使時空發(fā)生了彎曲，就要用非歐幾何。而且宇宙中不存在沒有物質(zhì)的空間，就算有也永遠無法發(fā)現(xiàn)。這樣就避免了絕對時空和“萬有”引力的問題。

愛因斯坦效法法拉第引入磁場的做法，引入了引力場。地球在周圍產(chǎn)生引力場，蘋果在引力場作用下下落，沒有超距作用。

引力的本質(zhì)是什么呢？愛因斯坦認為不是“萬有”，是時空扭曲。但時空扭曲的原因是物體的質(zhì)量效應(yīng)，還是“萬有”的翻版，依然沒有跳出“萬有”的窠臼。1916年，愛因斯坦由廣義相對論推導(dǎo)出引力波。

圖4 時空扭曲

愛因斯坦的廣義相對論取得巨大成就，但卻與哥本哈根學(xué)派創(chuàng)立并發(fā)展的量子力學(xué)不相容。愛因斯坦派和哥本哈根派的論戰(zhàn)直到現(xiàn)在都沒有停止，也沒有結(jié)論。

2016年2月11日，LIGO科學(xué)合作組織和Virgo合作團隊宣布：2015年9月14日，他們利用高級LIGO探測器，首次探測到了來自于雙黑洞合并的引力波信號。

2016年6月16日，LIGO科學(xué)合作組織宣布：2015年12月26日，美國漢福德區(qū)和路易斯安那州的利文斯頓的兩臺引力波探測器同時探測到了一個引力波信號。

2017年10月16日，人類第一次直接探測到來自雙中子星中，兩顆質(zhì)量分別為1.1倍以及1.6倍太陽質(zhì)量的中子星合并產(chǎn)生的引力波以及伴隨的電磁信號，既“聽到”也“看到”了引力波。

圖5 引力波

技術(shù)突飛猛進。人類進入智能時代。人類的視野越來越大，大到茫茫宇宙；人類的探針卻越來越小，小到光子和引力波。大也好，小也好，人類的認知越來越精準，越來越接近真理。

根據(jù)相對論，科學(xué)家們提出宇宙可觀察的物質(zhì)只占全部物質(zhì)的4%，暗物質(zhì)占23%，暗能量占73%。暗能量就是斥力，就是愛因斯坦的宇宙常數(shù)。這無疑告訴我們，引力并不是宇宙的主宰，那些暗能量比具有質(zhì)量的物質(zhì)多得多，也強大得多。如果引力是“萬有”的，暗能量來自哪里呢？難道也是“萬有”的！

引力的本質(zhì)究竟是什么？人類已經(jīng)開始“思考”越雷池了。

現(xiàn)在，回過頭來重新“思考”一下兩個物體相互吸引的現(xiàn)象背后的真相吧！

引力是客觀存在。月亮圍著地球轉(zhuǎn)，地球圍著太陽轉(zhuǎn)，太陽圍著銀河系中心轉(zhuǎn)。我們想離開地球異常艱難。這說明地球上確實具有引力。但是，這個引力是地球本身具有的還是地球之外的？如果引力不是“萬有”的，而是地球之外的呢？如果地球處于一個旋渦中，旋渦的力量會使地球和地球上的物體都向旋渦中心旋進。結(jié)果，地球被旋進中心，地球上的其它物體包括月球就只有圍繞中心的地球旋轉(zhuǎn)了。

圖6 旋渦里的地球

如果地球能夠停下來，它還有萬有引力嗎？未必有?？上У厍驎簳r不會停下來。但火車可以停下來。急速行駛的火車會把人吸走，所以，不能離它太近。但你可以靠近停下來的火車，上下火車，火車不會把人吸走。為什么呢？因為火車沒有運動。

記?。哼\動的物體才體現(xiàn)吸引力。牛頓運動三定律就是這么說的。這是力的本質(zhì)，也是引力的本質(zhì)。引力的本質(zhì)就是物體運動時產(chǎn)生的裹挾力。

眾人尋他千百度，驀然回首，那人卻在燈火闌珊處。

2008年，《旋渦里的宇宙》一書出版。它闡明了旋渦的形成和發(fā)展的機理，指出引力只是旋渦渦面上的一種旋聚力，另外還有兩極的暗能量（斥力）。而引斥力場里的物質(zhì)就類似于流體。并且以此解釋了眾多宇宙現(xiàn)象。旋渦力使物質(zhì)的分布呈彎曲的渦面狀。愛因斯坦說時空彎曲了，也是不錯的。但不是物體的質(zhì)量或者引力使時空彎曲，也不是時空彎曲產(chǎn)生了引力，而是旋渦場就是這個樣子，既有引力場，也有斥力場。說白了，旋渦場就是時空中的旋聚物質(zhì)的力場。物體或者物質(zhì)就是在旋渦中生成、演化的。

量子力學(xué)研究微觀，直指物質(zhì)最小微粒和物質(zhì)的起源。當然它專注于事物的整體。于是薛定諤方程就是描述旋渦側(cè)面的最好的工具。物質(zhì)粒子的運動是波浪式的或者叫螺旋式的，星球的運動也是波浪式的或者叫螺旋式的。阿基米德螺旋線是旋渦橫斷面的特征體現(xiàn)。物質(zhì)粒子和星球的繞心運動都是這種旋轉(zhuǎn)運動。引力就是這種繞心運動的力。它的大小只與旋渦的自轉(zhuǎn)角速度有關(guān)，與旋渦里的介質(zhì)質(zhì)量有關(guān)。與旋渦拖拽的物體質(zhì)量沒有直接的關(guān)系。當然拖拽的物體質(zhì)量越大，也就證明旋渦力越大。

引力在旋渦里找到了老家。它還有個兄弟叫暗能量（斥力）。雖然兩人各司其職，互不干擾，但暗地里的斗爭時時在進行。引力想把旋渦里的全部物質(zhì)都旋聚到中心去。而暗能量則把旋渦分成幾個殼層，把物質(zhì)分隔在各自的殼層里；有時，還把已經(jīng)旋聚到中心的物質(zhì)又從兩極噴發(fā)出去，撒向整個渦面。