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引力的本质是什么？这是人类一直以来都想高明白的事情，曾经古希腊问答的哲学家对此有过一番思考，他认为“轻的东西有“轻性”，如气、火，它们天然地向上走；重的东西有“重性”，如水、土，天然地向下跑”“重的东西下落快，轻的东西下落慢”，当然这个理论在现在看来自然要贻笑大方，但在当时，能够概括总结这样的经验，也属不易了。 伽利略的怀疑曾经这个理论在将近两千年的时间从未有人怀疑过，但到了伽利略时代，对事物观测总结的经验，使得他开始怀疑这个理论，他有过一个思想实验但却未能付诸实施，或者说限于当时的计时工具不够先进，他是这样假设的，假如将一个重物和轻物绑在一起，那么下落速度应该是比重物慢一些，但去比轻物快一些，很明显伽利略的思想实验怀疑方向是对的 随着伽利略对运动的理解，以及对哥白尼的《天体运行论》的继承，结合自己对木星的观测，开创了以实验事实为根据并具有严密 逻辑体系的近代科学，“天空立法者”开普勒与伽利略一样，继承了哥白尼的《天体运行论》并且发现行星运动三大定律。 万有引力的现象这一切，都为牛顿发现万有引力定律打下了坚实的基础， 牛顿在1687年发表的《 自然定律》这篇论文中，对万有引力以及三大运动定律做了完整的描述，这是对从伽利略时代开始对引力的懵懂到牛顿时代的清晰表述。在此后的300多年时间里，牛顿的理论指导了工程建设、理论天文以及光学等多个领域 万有引力理论认为物体间引力与它们的质量之积成正比，与它们距离的平方成反比，这一点无疑是准确的，但在引力传递的介质上却陷入了僵局，牛顿认为引力传递是以太完成的，借用了亚里士多德的观点，将两位相隔将近1900年的大神建立起了“量子纠缠般”的关系，但可惜这个描述是错误的，牛顿摸到了引力这个本质的门口，却仍然局限于时代，但对于科学来说，这是必须要经历的时代，现代科学体系的纪年是从牛顿时代开始。 广义相对论引力的本质 1916年爱因斯坦的《广义相对论基础》发表，首次将引力解释为质量对时空的弯曲作用，请注意是时空，而不是空间，广义相对论认为时间和空间是不可分割的整体，这个理论在1919年的日食中被爱丁顿带队观测小组所证实，而且在水星进动的计算中保持在了可接受的误差之内。 似乎到这里可以结束了？因为引力已经解释完了？传递引力的介质是时空，而不是所谓的以太，但这中间仍然有一个问题，因为和广义相对论时代开始，量子力学也一起如火如荼发展起来，对于微观世界，无论是广义相对论还是牛顿的经典力学都无能为力，而随着粒子物理的发展，构成物质世界的各项基本粒子以及粒子之间的相互作用力一个个被发现。 四大作用力中的传递者除了引力以外都被找到，曾经预言中赋予粒子质量的希格斯玻色子也被找到，似乎世界正向这大同前进，但传说中的自旋为2、质量为零在粒子之间传递引力的玻色子一直未能找到，关于引力的一切在100多年前的广义相对论已经能够一锤定音了？真的只是质量对时空的弯曲？ 弦理论对引力本质的进一步探索当然这很明显是对的，但对于引力本质的探索从未停止，从上世纪六十年代开始发展起来的弦理论和超弦理论试图在用弦的振动来解释我们这个世界的一切，而且在这个方向走的颇深，我们来简单了解下弦理论是怎么来解释质量和引力的？ 弦理论认为组成我们这个世界的弦有两种，一种是开弦，另一种是闭弦，而光子是开弦的横向振动产生。弦通过振动会具有“振动能量”，振幅越大，能量就会越大，根据质能等价方程，此时的质量也就越大，当弦停止振动时，弦的能量就会处于最低的状态，弦理论认为此时的能量并不会为零，这和真空量子涨落的概念不谋而合。而引力则通过在“开弦”之间，通过交换“闭弦”传递引力，也可以在“闭弦”之间，通过交换“闭弦”传递引力。 是不是有点晕，抱歉种花家也有点晕，似乎弦理论有解释事物一切的企图，但却一直在修补完善自身，这和科学体系的发展非常相似，但弦理论似乎有些失去控制，比如弦理论、超弦理论、再到M理论，我们不确定未来还会出现什么理论，但科学道路上就在不断修正自我，就像引力本质探索的道路，本身就是一个现代科学体系发展的过程，那么未来呢，一个更庞大的体系会出现在我们眼前。 |
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