引力產(chǎn)生的機理

田 冰

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1 物質(zhì)的結(jié)構(gòu)形式與構(gòu)成

無論是量子力學(xué)還是弦理論都把構(gòu)成物質(zhì)的基本粒子以一種結(jié)構(gòu)形式表現(xiàn)出來，也可能是點粒子，包括電子、光子、中微子和夸克之類的粒子以及在宇宙射線和高能原子核實驗中發(fā)現(xiàn)的一系列粒子；也可能是弦理論中描述的那樣，看起來像粒子的東西，實際上都是很小很小的弦的閉合圈（稱為閉合弦或閉弦），弦論中的弦尺度非常小，閉弦的不同振動和運動就產(chǎn)生出各種不同的基本粒子。在兩種主流理論中最基本的點粒子和弦都是有結(jié)構(gòu)的，物質(zhì)結(jié)構(gòu)在不同的能量尺度上有不同的層次。

2 物理對萬有引力的解釋

（1）牛頓力學(xué)里是任何兩個有質(zhì)量的物體之間都存在引力，而沒有給出產(chǎn)生引力的基本道理。牛頓描述宇宙中的每個質(zhì)點與其他質(zhì)點之間，都存在著一種由質(zhì)量引起的引力性交互作用，其引力的大小與兩質(zhì)點質(zhì)量（m1和m2）乘積成正比、與其間的距離r的平方成反比，這種交互作用稱為重力。上述關(guān)系稱為牛頓萬有引力定律，公式如下：

式中G為萬有引力常數(shù)，其值為6.673×10-11N·M2/kg2。

（2）愛因斯坦的廣義相對論將引力的產(chǎn)生解釋為大質(zhì)量的物體對時空的彎曲，使得在人們看來物體之間產(chǎn)生了吸引力。但如果追問：為什么質(zhì)量會使時空彎曲？最后的回答還是只有：它就是會使時空彎曲。引力跟質(zhì)量有關(guān)，所以質(zhì)量越大的星球引力也越大。換句話說，只要有質(zhì)量的東西就會在空間里壓出一個曲面，就會有引力。

（3）引力的量子性尚未能用量子力學(xué)來描述，因為實驗物理學(xué)家還沒能找到引力子存在的實證，同時隨著人們接近點狀的量子粒子，引力也還是增長為無窮。在幾十年的時間中，費曼（Feynmam）以及其他人發(fā)明了一系列難懂的規(guī)則，想把這些奇異處理掉。但是對于量子引力理論，即使費曼設(shè)計了很多招數(shù)也不足以去除這個理論中所有的超位數(shù)。關(guān)鍵在于，由于點狀粒子是無窮小的，這就意味著他們的力和能可以變?yōu)闊o窮大。

（4）由于弦理論認為，宇宙最基本的單位是“弦”，量子力學(xué)中遇到的問題就不存在了，具體解釋如下：由于弦有確定的長度，這就意味著，當(dāng)人們接近弦的時候，各種力都不會猛增至無窮。在靠近弦的地方，各種力只以l/L2的方式增長，其中L是弦的長度，是10-33cm的普朗克長度。這個長度L就起到消減奇異的作用。由于弦不是個點狀粒子，它有確定的長度，人們就可以證明，各種奇異都沿著弦“銷”掉了，于是所有的物理量值都變?yōu)橛邢薅鹊牧恕?/p>

（5）《引力的動態(tài)理論》是基于牛頓的萬有引力去延伸出來的，提出速度是在寄生重力之下的基礎(chǔ)所產(chǎn)生的相對概念，宇宙重力是整體的，沒有速度概念。這個觀念適用于多數(shù)的實證派科學(xué)，但是不適用在愛因斯坦的相對論，也包含任何理論派都不適用，因為全世界的理論派科學(xué)，幾乎都是寄生在相對論的基礎(chǔ)之上去發(fā)展出來的理論?！兑Φ膭討B(tài)理論》指出只有旋轉(zhuǎn)概念，卻沒有速度，速度的參數(shù)必須被銷毀，不存在速度。而旋轉(zhuǎn)從小到大是無止盡的，每一個引力的誕生都會歸附到旋轉(zhuǎn)之上，成為重力場。至于個體系統(tǒng)的“引力段”才有速度概念，且有大段與小段之分，但是最小的引力段速度也必定略快于光速，直到銜接入重力場成為旋轉(zhuǎn)，引力段消失，速度也消失。簡而言之，重力是構(gòu)成宇宙的盤石，引力則是各種小磐石，依次再形成各系統(tǒng)的重力場，之后產(chǎn)生的各種粒子及輻射都是依附在這些磐石之上而得以寄生。直到整個宇宙的能量釋放終了，輻射全部消失，成為一片死寂，但是宇宙重力卻依舊存在，只是沒有產(chǎn)生引力段的變化而無法起到作用。

以上5種對引力的科學(xué)解釋并不能從理論上說明引力是如何產(chǎn)生的。

3 觀點

無論是量子力學(xué)還是弦論都把粒子以一種形式表述，或是點粒子，或是尺度更小的弦。也就是說物質(zhì)是有結(jié)構(gòu)的，那么在最小基本粒子的最小間隙處，就是所謂的真空，在這個量級，已經(jīng)沒有其他的粒子再可以進到這個間隙中了。①在這個最小間隙處的外面所有的空間范圍內(nèi)都會存在物質(zhì)及物質(zhì)的框架。②沒有物質(zhì)的態(tài)稱之為真空，所有的物質(zhì)量子化后在最小的間隙處存在真空，這種真空對物質(zhì)的吸引力就是萬有引力。例如，在用真空包裝的食品時，當(dāng)打開包裝時，是什么力使包裝在打開瞬間時將空氣充滿包裝袋內(nèi)？大多數(shù)人會回答是大氣壓力，袋內(nèi)是負壓，袋外是一個大氣壓。也就是說壓進去的，就是吸進去的，而吸進去的這個力就是真空對物質(zhì)的吸引力，也就是萬有引力，同樣托里拆利真空在20℃時，有0.001 201 mmHg的水銀蒸氣，相當(dāng)于六十三萬分之一大氣壓。1 mL體積中還有425萬億個Hg原子，這是真空對水銀液面里原子的引力所造成的。因為只有真空才可以不計較物質(zhì)其他屬性對物質(zhì)產(chǎn)生吸引力，而不像電磁力那樣有局限性地吸引一定性質(zhì)的物質(zhì)。

不論在宇宙的哪個角落，自然界中都沒有絕對的真空。但量子化后，真空無處不在，宇宙中天體間的引力正是由于有了構(gòu)成星體的物質(zhì)，使真空的比表面積增大，也就是為什么質(zhì)量越大引力越大的原因。

綜上所述，在三維空間中，只有真空和物質(zhì)兩種態(tài)，中國的哲學(xué)對宇宙的解釋，就是無和有（陰和陽），無代表真空，有代表物質(zhì)。物質(zhì)的相互吸引力靠的是真空完成的，所以真空是引力產(chǎn)生的原因。

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