萬(wàn)有引力本質(zhì)論

萬(wàn)有引力的概念

萬(wàn)有引力是兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)之間的相互作用，是兩個(gè)質(zhì)量相互加速靠近的驅(qū)動(dòng)。其源于物質(zhì)質(zhì)量的屬性性能。

萬(wàn)有引力認(rèn)識(shí)史

萬(wàn)有引力首先由牛頓提出，牛頓認(rèn)為萬(wàn)有引力是兩質(zhì)點(diǎn)之間的作用力，任何有質(zhì)量的物體之間都有相互吸引的力，即萬(wàn)有引力。其用公式表示為：F＝GMm/R2，R為兩物體質(zhì)心之間的距離，引力的作用是超距離的作用。有質(zhì)量物體之間的這種吸引力不僅是所有物體之間都具有的作用力，而且這種吸引力的傳遞是瞬時(shí)完成的。后來(lái)卡文迪許利用卡文迪許扭秤測(cè)出了萬(wàn)有引力常數(shù)G，并證明了萬(wàn)有引力定律。但隨著科學(xué)的不斷進(jìn)步，牛頓的萬(wàn)有引力觀念出現(xiàn)了不洽性，如超距作用的原因、光速的上限性、水星進(jìn)動(dòng)現(xiàn)象等等。

為了使理論更加地完美，愛(ài)因斯坦用廣義相對(duì)論的理論形式進(jìn)一步完善了萬(wàn)有引力的概念。廣義相對(duì)論認(rèn)為，引力只不過(guò)是四維時(shí)空的一種幾何屬性，是物質(zhì)質(zhì)量對(duì)時(shí)空的曲率體現(xiàn)，即萬(wàn)有引力是指物質(zhì)對(duì)時(shí)空彎曲的一種幾何效應(yīng)。物質(zhì)和時(shí)空的引力關(guān)系式是愛(ài)因斯坦場(chǎng)方程：Rμυ - gμυR/2＝8πGTμυ/c^4，這個(gè)方程比較復(fù)雜，簡(jiǎn)單的理解就是物質(zhì)的分布和其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)與空間彎曲狀況的關(guān)系。這種關(guān)系告訴我們，上述幾何屬性導(dǎo)致，空間因物體而出現(xiàn)彎曲，物體因空間彎曲而沿著測(cè)地線運(yùn)動(dòng)。

與此同時(shí)，科學(xué)界提出引力子是傳遞萬(wàn)有引力的粒子，且兩個(gè)物體之間的引力是引力場(chǎng)通過(guò)引力波的方式傳遞萬(wàn)有引力，也就是說(shuō)，萬(wàn)有引力是引力子通過(guò)波的方式在兩個(gè)物體之間傳遞引力作用。然而一方面引力子現(xiàn)在還沒(méi)找到；另一方面相對(duì)論的引力理論雖然比牛頓引力概念完美一些，但也有不盡人意的地方，比如奇點(diǎn)問(wèn)題、量子引力問(wèn)題、暗能量問(wèn)題等等。為了很好的認(rèn)識(shí)宇宙、理解萬(wàn)物，可能將會(huì)有更完美的理論相應(yīng)出現(xiàn)，以活躍的狀態(tài)在科學(xué)大廈的頂端遨游。不過(guò)相對(duì)論在相當(dāng)?shù)姆秶畠?nèi)依然是有著高度的科學(xué)性。

萬(wàn)有引力新認(rèn)識(shí)

廣義相對(duì)論修正了牛頓的引力缺陷，但對(duì)引力的運(yùn)行機(jī)制比較含蓄，能子源在此用所學(xué)心得給予表述，文章粗淺，略表個(gè)人觀點(diǎn)。

一、引力本質(zhì)

牛頓的引力理論雖然有缺陷，但萬(wàn)有引力的大小與物體的質(zhì)量以及物體之間的距離有關(guān)系，這一點(diǎn)是具有必然性。不管是小到粒子，還是大到黑洞，質(zhì)量越大、距離越小，其物體之間的萬(wàn)有引力必然越大，這無(wú)可非議。愛(ài)因斯坦廣義相對(duì)論雖然也有不盡人意的地方，但質(zhì)量導(dǎo)致時(shí)空彎曲，時(shí)空彎曲使物體走測(cè)地線運(yùn)動(dòng)，這也是事實(shí)。引力子盡管沒(méi)找到，并且現(xiàn)有理論對(duì)引力子的性能猜想可能有出入，以及理論對(duì)引力子傳播能量的機(jī)制可能也有待修正；但是我認(rèn)為引力子存在也是引力中的必然事件。綜合這幾方面因素，所以引力可表述為：物質(zhì)的質(zhì)量導(dǎo)致時(shí)空彎曲從而產(chǎn)生物質(zhì)之間相互靠近的趨勢(shì)，靠近趨勢(shì)的質(zhì)量讓物體獲得引力子而迫使他們加速運(yùn)動(dòng)，這就是萬(wàn)有引力的本質(zhì)。

萬(wàn)有引力是所有質(zhì)量之間的相互作用，其表現(xiàn)為吸引。不管是由時(shí)空彎曲導(dǎo)致，還是以捕獲引力子加速，它源于質(zhì)量，是質(zhì)量自身的一個(gè)屬性，只不過(guò)這個(gè)屬性有點(diǎn)作用、帶了點(diǎn)力的角色，所以它既是質(zhì)量的一個(gè)性能，更是物體間的一種力。說(shuō)它是性能，是指一個(gè)物體本身而言；說(shuō)它是力，是指一個(gè)物體對(duì)另外一個(gè)物體的作用關(guān)系。因?yàn)榕ｎD說(shuō)，力是物體之間的相互作用。萬(wàn)有引力就是有質(zhì)量的物體之間的作用，不管這個(gè)質(zhì)量以什么形態(tài)存在；也不管這個(gè)作用是幾何效應(yīng)，還是有粒子參與，抑或有其他因素之源，但它實(shí)實(shí)在在就是兩個(gè)物體之間的相互作用，故而萬(wàn)有引力是一種具有吸引的力。

二、引力機(jī)理

既然萬(wàn)有引力是有質(zhì)量物體之間的一種力，那么它是怎樣運(yùn)行的，即萬(wàn)有引力的作用機(jī)制是怎樣的呢？

第一，時(shí)空效應(yīng)

宇宙形成伊始，物質(zhì)只以能量的形態(tài)存在，宇宙時(shí)空中只有能量，隨著宇宙時(shí)空的不斷發(fā)展和膨脹，宇宙中出現(xiàn)了質(zhì)量形態(tài)，即物質(zhì)以質(zhì)量的存在形態(tài)出現(xiàn)在宇宙時(shí)空中。物質(zhì)以質(zhì)量的形態(tài)出現(xiàn)在宇宙中，以形形色色的物體形式分布在宇宙時(shí)空的各個(gè)地方，使得宇宙時(shí)空出現(xiàn)了不同程度的彎曲，并且質(zhì)量越大的物體周?chē)?，物質(zhì)空間的彎曲程度越大。另一方面，物體在空間兩點(diǎn)之間走的是短程線。在歐氏幾何里，同一平面內(nèi)兩點(diǎn)之間線段最短，即線段是短程線，所以自由行走的物體必然沿著線段距離的長(zhǎng)度走。被質(zhì)量彎曲的時(shí)空是非歐氏幾何，那里的平面被壓彎了，那里的短程線也被壓成了彎曲線，也就是說(shuō)有質(zhì)量的時(shí)空是一個(gè)彎曲的時(shí)空，在那里沒(méi)有平面可言。所以物體在彎曲的時(shí)空走的短程線是彎曲的測(cè)地線。因此廣義相對(duì)論認(rèn)為，萬(wàn)有引力是一個(gè)時(shí)空幾何效應(yīng)。

第二，本源質(zhì)量

萬(wàn)有引力是一個(gè)時(shí)空幾何效應(yīng)，兩個(gè)有質(zhì)量的物體在彎曲的時(shí)空中相互靠近，在靠近的過(guò)程中都是做加速運(yùn)動(dòng)。如果兩個(gè)天體星球的質(zhì)量越大，他們周?chē)臅r(shí)空就越彎曲；如果兩個(gè)天體星球靠的越近，系統(tǒng)空間的彎曲合效應(yīng)就越顯著。這樣一來(lái)萬(wàn)有引力自然就越明顯，退化到牛頓理論中，就是表達(dá)式F＝GMm/R2的完美體現(xiàn)。所以說(shuō)兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量越大，他們之間的距離越小，其萬(wàn)有引力就越大。即使在相對(duì)論框架下這個(gè)表達(dá)式有缺陷；但是在外部環(huán)境同等的條件下，兩物體質(zhì)量越大，距離越小，其萬(wàn)有引力就越大，這個(gè)結(jié)論是無(wú)可非議的論斷。

萬(wàn)有引力雖然有幾何效應(yīng)，但這種幾何效應(yīng)來(lái)源于質(zhì)量且引力大小與質(zhì)量有關(guān)系，故他源于質(zhì)量；又因?yàn)橐^(guò)程有能量交換，所以他不僅僅只限于幾何效應(yīng)，他實(shí)質(zhì)上是質(zhì)量的一種屬性。引力作用中有能量的交換，這里還應(yīng)該涉及粒子的交換或傳遞過(guò)程。我們想想，在萬(wàn)有引力的作用下，兩個(gè)物體都加速運(yùn)動(dòng)；如果在相對(duì)論框架中，他們的質(zhì)量也都在增加。不管是速度增大，還是質(zhì)量的增加，都是物質(zhì)總能量變大了。這能量從哪里來(lái)、是怎樣來(lái)？這兩個(gè)問(wèn)題，必然涉及能量的轉(zhuǎn)化和粒子的運(yùn)行。

第三，粒子機(jī)制

兩個(gè)天體在萬(wàn)有引力的作用下，能量都在不斷地增加，這些能量必然從其他地方轉(zhuǎn)來(lái)，否則能量守恒在引力中就失效了。為了使研究問(wèn)題簡(jiǎn)單化，現(xiàn)在我們把這兩個(gè)天體分別記作A、B，然后把他們所在的系統(tǒng)和宇宙其他時(shí)空完全隔離，這樣A、B和其所在的時(shí)空就成了一個(gè)與外界沒(méi)有關(guān)系的孤立系統(tǒng)。這個(gè)孤立系統(tǒng)內(nèi)共有三種物質(zhì)，他們分別是星球A和B、AB引力場(chǎng)以及AB所在的時(shí)空能量場(chǎng)。在引力作用下A和B的能量都增加了，根據(jù)能量守恒定律，增加的能量要么來(lái)自AB引力場(chǎng)，要么來(lái)自AB時(shí)空能量場(chǎng)，要么來(lái)自這二者的復(fù)合場(chǎng)。這里要說(shuō)明一點(diǎn)，引力場(chǎng)是AB引起的能量場(chǎng)；而時(shí)空能量場(chǎng)是物質(zhì)時(shí)空本身的能量場(chǎng)，即使沒(méi)有AB這個(gè)場(chǎng)依然存在，只不過(guò)可能有點(diǎn)變化，而且時(shí)空能量場(chǎng)往往早于天體星球而存在。

現(xiàn)在假設(shè)AB增加的能量是AB引力場(chǎng)減少的能量轉(zhuǎn)化而來(lái)，而這個(gè)轉(zhuǎn)化過(guò)程需要一種傳播粒子來(lái)完成，這種粒子就叫引力子。否則一個(gè)地方的能量在有引力的時(shí)候，憑空到了另一個(gè)地方，并發(fā)生了轉(zhuǎn)化而不需要任何傳播粒子；而在沒(méi)有引力的時(shí)候不發(fā)生這樣的事。有引力能量就轉(zhuǎn)化且不需要引力子傳播，沒(méi)引力能量就不轉(zhuǎn)化，這是難以想象的事件。由此可得，引力子攜帶了引力場(chǎng)的能量，然后把他傳送到A或B上，繼而轉(zhuǎn)化成A或B的速度(動(dòng)能)或者質(zhì)量。這樣在引力的作用下，AB的能量增加了，AB的系統(tǒng)勢(shì)能就減少了，而且減少的勢(shì)能正好等于增加的能量(動(dòng)能和質(zhì)量能的總稱(chēng))。上面這只是一種假設(shè)，因?yàn)樵黾拥哪芰恳部赡苁菚r(shí)空能量場(chǎng)或其復(fù)合場(chǎng)的能量轉(zhuǎn)化而來(lái)。但不管是哪一種情況，其轉(zhuǎn)化的機(jī)制類(lèi)似，傳遞的粒子都可以叫作引力子，作用過(guò)程中都是勢(shì)能轉(zhuǎn)化成物體的能量(這個(gè)勢(shì)能不管是引力勢(shì)能，還是時(shí)空勢(shì)能，抑或復(fù)合場(chǎng)勢(shì)能，都可簡(jiǎn)稱(chēng)為勢(shì)能)。根據(jù)物質(zhì)的秉性，任何物質(zhì)都具有波粒二象性，所以引力子在系統(tǒng)場(chǎng)中傳遞能量具有波動(dòng)性，傳遞過(guò)程也具有時(shí)效性?，F(xiàn)代科學(xué)理論表明，引力是按照光速完成傳遞的，引力傳遞的時(shí)效性和引力子的性能有直接的關(guān)系，等以后弄清楚引力子的性能，自然就會(huì)搞清楚引力速度的傳遞本質(zhì)。我們把AB系統(tǒng)放回到宇宙物質(zhì)的大時(shí)空中，大時(shí)空雖然與小系統(tǒng)有聯(lián)系(物質(zhì)和能量的交換)，但是引力的機(jī)理不會(huì)因?yàn)槲镔|(zhì)的回歸而失效。

綜上所述，萬(wàn)有引力的本質(zhì)可表述為：引力是物質(zhì)時(shí)空的一種質(zhì)能效應(yīng)。它源于質(zhì)量，在時(shí)空彎曲中形成，通過(guò)引力子完成能量傳遞，其作用效果是兩個(gè)質(zhì)量加速靠近甚至合為一體，或大質(zhì)量天體不斷塌陷。

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