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远古时期的人们对于大自然的现象并没有科学的认知 , 在古人看来 , 这个世界的一切运行都是神在主导 , 于是出现了许多神话传说 。 随着人类的不断进步和发展 , 科学开始萌芽 , 一些智者开始用科学的眼光来看待这个世界的一切 。
说起人类科学的起源 , 很多人都会想到西方世界 , 没错 , 科学走进人类世界正是从西方开始的 , 尤其是从17世纪开始 , 西方的科学了一次质的飞跃 , 那就是伟大科学家牛顿提出了万有引力定律 。
说起牛顿 , 相信朋友们都知道 , 一个苹果落地这么不起眼的日常现象 , 却引起了牛顿的注意 。 他思考:为什么苹果会落地 , 而不是飞到天上?通过不断的思考发现了了引力的存在 , 开启了人类物理学新的探索方向 。
牛顿通过观察天体运动和地球物质的运动 , 结合开普勒行星运动三大定律推导出了万有引力数学表达式 。 引力被牛顿发现了 , 而这一发现对于人类的意义重大 , 让我们开启了研究物质本质规律的篇章 。
根据万有引力定律 , 只要有质量 , 万物之间都存在引力作用 , 引力的大小跟距离的平方成反比 , 跟质量成正比 。 有了万有引力定律 , 我们也初步揭开了宇宙星系 , 天体之间的运动规律 , 很多人好奇 , 宇宙那么多的星系和天体 , 为什么能够悬浮着 , 还能够非常有规律地运动着?这一切的谜团都跟引力有关 。
引力支配了宇宙的一切运动 , 牛顿发现了引力的存在 , 让我们明白了万物之间连接的桥梁是引力 。 可是引力的本质到底是什么?牛顿发现了引力 , 可是却没有向我们解释:引力到底是什么?它是如何产生的?又是来自于哪里?
从17世纪牛顿发现引力到19世纪末 , 长达200多年的岁月里 , 科学家们一直在探索引力的本质 , 想要搞明白这个神秘的引力到底是如何来的?要是一直都没有什么进展 。
到了20世纪初 , 科学界一位伟大的新星升起 , 他就是爱因斯坦 。 爱因斯坦对于引力的本质同样非常好奇 , 他对当时各种有关引力本质的猜想都不认可 , 发挥自己的想象力之后 , 提出了广义相对论 。
广义相对论的提出 , 让引力问题得到了重大突破 , 让科学家找到了新的探索方向 。 广义相对论其实也是一种引力理论 , 只不过是从完全不同的角度对引力问题进行了分析研究 。
爱因斯坦认为 , 引力不是一种传统意义上的力 , 而是一种源于几何的效应 。 相对论告诉我们 , 宇宙并不是平坦的 , 而是存在着弯曲现象 , 我们可以把宇宙空间想象成一个能够无限压缩的薄膜 。 有质量的物体存在于这个薄膜上 , 这些有质量的物体会对这个宇宙薄膜产生压力 , 从而形成凹陷 , 这样物体周围就会被压弯 , 空间结构被压弯之后 , 物质会沿着弯曲的空间运动 , 于是表现出了万有引力 。
根据这样的原理 , 爱因斯坦创立了引力场方程 , 这个方程能够更好地描述宇宙中各种引力现象 , 超越了牛顿的引力理论 。 任何一种理论想要成为真理 , 都需要科学实验来进行证明 , 那么爱因斯坦的引力场方程得到了科学实验的证明吗?当然是肯定的 。
科学家通过爱因斯坦提出的新引力理论 , 发现遥远的恒星经过太阳附近时 , 会出现比较明显的偏折现象 , 按照相对论原理 , 这是因为恒星的质量较大 , 它周围的空间扭曲程度更高 , 所以光子经过这里的时候 , 会出现比较明显的偏折运动 , 这一点完全符合广义相对论的计算结果 。
通过相对论 , 爱因斯坦还预言了其他的引力现象 , 例如黑洞的存在 , 引力波 , 引力时间膨胀效应等 。 而这些引力现象随着人类科技的不断进步 , 都一一被证实 。 黑洞的真实照片在2019年首次发布 , 引力波也在2016年被科学家真实探测到 。
这些曾经根据相对论预言的引力现象 , 如今都一一成为了现实 , 再次证明了相对论的正确性以及爱因斯坦的伟大 。 所以 , 在科学界伟大科学家的排名中 , 爱因斯坦夺得了第一的宝座 , 而牛顿只能排在第二位 。分页标题#e#
那么爱因斯坦找到引力的本质了吗?相对论是否能够完全解释引力的奥秘?答案是否定的 , 尽管相对论非常伟大 , 让我们从另一个层面认知了引力现象 , 可是它仍然有局限 , 并不是最终的引力理论 。 有一些引力现象仍然无法用相对论来解释 , 比如奇点的问题 , 微观世界的量子理论等 。
奇点关乎着宇宙的起源 , 可是奇点到底是怎么回事?目前还没有一个确定的答案 。 只有真正搞明白了引力的本质 , 才有可能真正搞明白奇点的问题 。 另外量子力学中的很多现象完全颠覆我们的认知 , 量子中的引力现象跟宏观中的引力现象完全不一样 , 根本无法用宏观的引力理论去解释量子力学 。
因此 , 爱因斯坦对引力的描述只是对引力本质的一种近似 , 虽然已经接近于引力本质 , 但是离真正的引力本质还有一段距离 , 它并不是终极的引力理论 。 如果是终极的引力理论 , 那么不管是奇点问题还是微观世界的量子引力问题都可以得到解决 。
爱因斯坦自然也明白自己的相对论还没有完全破解引力的本质 , 所以在晚年的时候 , 一直致力于大统一理论的研究探索 , 可惜直到临终前也没有突破 。 而大统一理论也一直是目前科学界最神秘复杂的一个难题 , 谁要是能够将它真正搞明白了 , 或许能够超越爱因斯坦 , 坐上科学界龙头的宝座 。
在大统一理论的研究探索道路上 , 科学家提出了多种猜想方案 , 例如量子引力理论 , 弦理论等 。 在量子引力理论中 , 引力子非常关键 , 它是一种无静止质量且速度为光速的基本粒子 。 只不过 , 直到目前为止 , 科学家还没有找到任何有关引力子存在的证据 。
而弦理论则更加高大上 , 它的基本观点是 , 自然界的基本单元不是电子、光子、中微子和夸克之类的点状粒子 , 而是很小很小的线状的“弦” 。 弦理论还提出了多维空间论 , 认为我们的宇宙空间分为11个维度 , 人类生存的空间只是三维宇宙 。
弦理论能够完美地破解引力的本质 , 如果能够证明它的正确性 , 那么引力本质的问题就能够得到解决 , 那个时候 , 人类文明将迈入新的阶段 , 成为宇宙中的高级文明 。 可惜 , 弦理论跟我们现在的物理理论完全是两悖的 , 也没有找到任何的证据能够证明它的正确性 。
【爱因斯坦|引力的本质到底是什么?牛顿和爱因斯坦都没有找到最终的答案】若是弦理论是正确的 , 那么现代物理学的很多东西将会被彻底颠覆 , 将要重新改写 。 所以 , 对于科学家来说既希望弦理论是正确的 , 也希望它只是一个猜想 。 当然 , 科学的步伐是不断向前的 , 弦理论是否正确 , 只要给我们足够的时间 , 相信在未来会有一个答案 。

来源:(呼噜看看)
【】网址:/a/2021/0224/kd736943.html
标题:爱因斯坦|引力的本质到底是什么?牛顿和爱因斯坦都没有找到最终的答案