万有引力和自然现象

任欣

万有引力无法给予水星的运动一个合理的解释。(图片:NASA)

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美国加州旧金山附近有一个地方叫“神秘地带”,该处存在着异乎寻常的“引力”:如球向上滚、身体的平衡状态是“倾斜的”、沿壁上行如履平地等等现象。对于这类科学无法解释的情形,人们习惯上称之为“自然现象”。但是,这些真的只是“自然现象”吗?还是逃避现实的自我麻醉?

苹果从树上下落的现象,启发了牛顿对“万有引力定律”的研究。这一定律是利用数学模型,对我们所在的这个物质时空中,物体的运动现象的描述。在我们眼睛所能观察到的范围内,这种描述在某种程度上,确实准确地反映了我们所在的这个物质时空中的物体运动规律。海王星、冥王星等行星的发现是“万有引力定律”获得证实的有力证据之一。然而,十九世纪末,人们在试图解释离太阳最近的一颗行星–水星的运动时,发现“万有引力定律”无法提供完美的解释。尽管许多天文学家、物理学家为此作了进一步的努力,但也还是得不到令人满意的答案。

爱因斯坦的广义相对论利用“黎曼空间几何”,对“引力”现象做出了更具普遍性的数学描述,成功地解释了一些宇宙中有关“引力”的现象。然而,相对论对于另外一些特殊的“引力”现象并不能清楚的解释,例如电子围绕原子核运动的现象,以及前面所提到的加州“神秘地带”的异常现象。

相对论毕竟只是针对我们人类生存的物质时空中一些物理现象的数学描述。然而产生这些诸如“引力”、“重量”等物理现象的根本因素是什么?在不同的物质时空中,物质运动规律又会有怎样的变化?现代科学对这些问题的认识还是十分不足的。

如果电子和原子核所存在的时空不同于人类生存的物质时空,那么相对论也许就不能描述电子围绕原子核的运动;如果“引力”现象是一种或几种不同时空的物质作用结果,那么这些物质在特殊的环境下也许就会发挥特殊的作用,从而产生不同的效应。如果我们的思想观念能够在方方面面都有一个重整与改变,未来的科学,一定会对物质世界有一个全新的、也许是更加合理的认识。◇

(本文摘编自正见网)(http://www.dajiyuan.com)

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