量子力學解釋不了“引力”本質(zhì)的根本原因

量子力學解釋不了“引力”本質(zhì)的根本原作者：太空生物學?黃媂引力，是什么？它能夠控制恒星的運動，它可以制造黑洞，它可以讓蘋果掉下來，這些都是引力的功勞，但是仔細想一想引力的本質(zhì)到底是什么？雖然引力在宇宙中存在的非常普遍了，但是和其他幾種基本作用力的工作模式比較一下，立刻就會發(fā)現(xiàn)引力是非常另類的，首先最重要的就是引力和強核力，弱核力，還有電磁力相比，引力是非常弱的，而且它只能讓物體互相吸引，但不能讓物體互相排斥，這還只是引力的特點和怪異，如果站在量子力學的角度看待引力，事情就變得更加怪異了，目前為什么會對引力感到非?？鄲?？因為，理解世界萬物的關鍵在于掌握其運行模式到能夠探究宇宙最底層的運行模式的時候，就可以用這個模式來預測未來，物理學就是想通過模式來理解宇宙和宇宙中的物質(zhì)，這也是為什么物理學家會如此癡迷于尋找一個“大一統(tǒng)理論”的原因，但是引力的不合群是實現(xiàn)這個愿望非常大的一個阻礙，現(xiàn)在就來說說“引力的怪異”。從最直觀的角度講，之所以能夠站在地球上而不會被地球射向太空，原因就是因為有——“引力”，如果沒有引力，整個宇宙會變成一團漆黑，而且充滿塵埃和氣體的混沌體，沒有恒星，也沒有星星，就更不會存在生命了，引力的存在非常廣泛，但是它的力道是非常的弱，到底有多弱呢？相對于其他三種基本作用力，它的強度大約是1/10人36倍，這么大的數(shù)字實際上我們已經(jīng)完全理解不了了，不過可以粗略地這樣理解（整個宇宙中所有原子的數(shù)量大概是10人84個），那引力比其他力弱的倍數(shù)就是10人36，從一個小實驗就可以直觀地理解引力到底有多弱了，實驗如下：隨便拿起一塊磁鐵吸住一顆直徑1CM的小鐵球，這個時候小小的一塊磁鐵給1CM小鐵球施加的電磁力，對抗著整個地球?qū)?CM小鐵球的引力。一塊小磁鐵就可以對抗整個行星的引力，可見引力比電磁力要弱多少！既然引力這么弱，為什么它在我宇宙中這么重要，為什么不應該把它忽略不計呢？從直觀的角度講，如果一個東西比另夕卜一個東西弱了10人36倍，那它就應該被完全碾壓了，不是嗎？答案是：在超大的尺度和超大質(zhì)量的情況下，引力就會變得非常重要，在4種基本作用力中“強核力”和“弱核力”都是短程力，一般只在亞原子制度上起作用，“電磁力”是長程力，但它為什么不能成為主宰恒星和行星運動的作用力呢，因為“引力”有一項有趣的屬性，“引力”是單向作用力，它只會使物體相互吸引，而不會使它們相互排斥。引力的大小和物體的質(zhì)量成正比，而質(zhì)量不能是負的，與之相反，“電磁力”擁有兩種類型的電荷（正電荷和負電荷），同樣，“弱核力”和“強核力”也有類似的屬性，它們叫“超荷”和“色荷”，它們同樣有多種數(shù)值，可以把質(zhì)量當做粒子的引力荷（類似于電荷），它決定了這個粒子會受到多強的引力，但是在宇宙里質(zhì)量是不可以復制的，所以引力不會使粒子相互排斥，這一點就非常重要了，這意味著不同粒子之間的引力它們永遠不能抵消，而是會一直疊加下去，在大尺度上電磁力是可以互相抵消的。舉例說明：如果太陽它只帶正電荷，而地球上所有的東西都只帶負電荷，那它們之間的電磁力就會非常的大，這個大小會遠遠超過引力，但是從統(tǒng)計學上來講，地球上所有的粒子正電荷和負電荷基本上數(shù)量各占一半，太陽差不多也是這樣的，所以太陽和地球之間既有相互吸引的電磁力，也有相互排斥的電磁力，這兩個力就互相抵消了。在強大電磁力的作用下，電荷會被反復調(diào)整，直到所有殘余的不平衡都會消失，這個調(diào)整的過程大概在宇宙誕生40萬年左右就已經(jīng)完成了，幾乎所有的宏觀物質(zhì)都以中性的形態(tài)存在，電磁力也在星球內(nèi)部達到了平衡，所以很難在這個宇宙中找到一個自然形成的宏觀物體整體是帶正電的或者是帶負電的。既然地球和太陽之間的電磁力總體為0，強核力和弱核力又是短程力它們鉤不到，那剩下的就只有引力了，這就是引力在行星和恒星尺度上成為主導的原因，其他的作用力都達到了平衡態(tài)，或者誰也勾不到誰，而引力只和兩個參數(shù)有關，就是兩個物體的質(zhì)量和它們之間的距離，由于質(zhì)量不能為負，所以兩個物體之間的引力會隨著它們有質(zhì)量的粒子數(shù)的增加，而不停的增加?？偨Y一下引力，有兩個特性：第1個特性：它和其他幾種基本作用力比起來非常的弱第2個特性：其他的作用力是雙向的，它們會根據(jù)物體的屬性彼此吸引或者彼此排斥，只有“引力”通通表現(xiàn)為互相吸引。這種明顯的不一致意味著它不符合現(xiàn)有的對宇宙認知的模式，或者還有什么重要的內(nèi)在邏輯我們沒有發(fā)現(xiàn)，事實證明確實是這樣，在更深的層次，引力也顯得非常的怪異。目前的量子力學解釋不了“引力”的本質(zhì)目前的量子力學是作為同時解釋所有物質(zhì)粒子和三種基本作用力的一個最好的框架，在量子力學里所有的東西都可以用粒子來描述，無論是東西還是它們之間的作用力都可以被切成非常小的粒子，這種基本的粒子就叫做量子，當一個電子推動另外一個電子的時候，它并沒有使用某種看不見摸不到的力，或者是某種奇妙的心靈感應來驅(qū)動對方，這種相互作用來自于一個電子，向另外一個電子傳遞出了某種粒子，這種粒子可以轉(zhuǎn)移一部分的動量。在電子之間傳遞作用的東西是“光子”，在弱相互作用下粒子交換的是“W玻色子”和“Z玻色子”，在強相互作用下粒子之間交換的是“膠子”，這個粒子物理的標準模型可以成功解釋非常多的自然現(xiàn)象，用量子粒子的方式看待這個世界，在實驗室中看到的現(xiàn)象都可以得到解釋，也可以預言未來能看到的東西（還沒有找到的物質(zhì)粒子或者是“希格斯玻色子”）。四種相互柞用的比較那力祥用電磴柞冊菠傑用作那力1長程，?睡程<101S長程，知短程?。410"天你之問唇于結合極力EIfr151/1731作用傳專力于中間玻琵子光子艇予卷子1-切物體強子、輕子強子ma=n=n=e強于的粒子質(zhì)量很大，這就限制了它們的運動距離，然而標準模型有一個很大的問題，用這個理論它不能很好的解釋引力，也許你覺得科學發(fā)展到現(xiàn)在，已經(jīng)沒有什么解釋不了的東西了，但是偏偏是最常見的“引力”，目前的量子力學解釋不了“引力”的本質(zhì)，根本的原因有兩個：?第1個：如果要把引力，融入標準模型，那就需要一種粒子來傳遞引力——“引力子”，如果有這種東西存在，那就意味著你被引力吸引的時候，你身體里的每一個粒子和地球所有的粒子都在持續(xù)相互的傳遞著某種東西，但問題是從來沒有人觀測到“引力子”的存在，所以這個理論也可能完全是錯的。?第2個：就是已經(jīng)有了一個理論，它可以很好的解釋引力，這個理論就是愛因斯坦在1915年提出來的廣義相對論，它自身已經(jīng)非常完美了，廣義相對論從一個全新的角度來詮釋引力，愛因斯坦認為“引力”不是兩個物體之間的相互作用，而是空間自身扭曲的結果。如果把空間想象成某種柔軟的流體，而不是一個抽象的空的概念，引力就可以變得很簡單了，因為質(zhì)量或者能量的存在會彎曲它周圍的空間，從而就改變物體的運動軌跡，在這個理論里引力它不是一種力，而是時空彎曲的一種表象，，在這里面物質(zhì)和空間之間它們是不存在某種力的，廣義相對論認為地球之所以圍繞著太陽轉(zhuǎn)而沒有飛向遙遠的太空，并不是因為地球被某種力困在了太陽的軌道上，圍著太陽轉(zhuǎn)是因為太陽周圍的空間以某種方式彎曲了，地球在這個彎曲的空間里，以為自己是沿著一條直線運動的，實際上它是沿著一個橢圓來運動的。最常規(guī)的一個比喻就是，把空間想象成一個有彈力的彈跳床，當你把太陽放在上面的時候，彈跳床會整體的向下凹陷，然后你在上面彈動一個小球，這個小球本來是沿直線運動的，但是當它來到太陽周圍的時候，因為空間本身也就是彈跳床它被彎曲了，這個小球也會呈一個彎曲的弧線來做運動，但這個過程中并沒有某種力拽著這個小球讓它繞著太陽運動，當然這只是一個直觀的比喻，實際上真實的情況是用數(shù)學來描述的。這樣一來，引力質(zhì)量不再被看作部分粒子有某種特殊的”荷子“，它衡量的是一個物體可以多大程度的彎曲它周圍的空間，盡管這個說法很詭異，但是它成功的解釋了局部引力，宇宙尺度的引力以及很多太空中奇妙的景象。目前沒有辦法把“廣義相對論/量子力學”兩個理論合并到一起相對論，是一個非常偉大的理論，它預言了黑洞的存在，解釋了天體運轉(zhuǎn)的道理，還為我們提供了GPS定位，但是這里有一個問題，廣義相對論非常完美，量子力學也非常的完美，但是目前沒有辦法把這兩個理論合并到一起，這兩個理論之所以很難統(tǒng)一，有一部分原因是它們是從完全不同的視角理解這個世界的。量子力學——把空間看作平坦的背景，也就是空間不會彎曲。廣義相對論——空間是動態(tài)的，有彈性的，它是一個事物。再往深層講，相對論判斷引力是一種現(xiàn)象，是一種時空彎曲的現(xiàn)象，而量子理論看待任何的力都是空間中飛來飛去的小球造成的，那么如果我們的宇宙中除了引力之外，所有的東西都是符合量子力學的，那引力也應該遵循同樣的規(guī)則呀，可惜的是直到目前為止，還沒有任何證據(jù)證明“引力子”是真實存在的，更大的問題是我們甚至沒法想象這兩套理論合二為一之后，量子理論它會變成什么樣子。量子物理學家先預測某種粒子的存在，然后通過實驗找到證實，比如說頂夸克和希格斯玻色子都是這樣被發(fā)現(xiàn)的，但是一旦物理學家想從數(shù)學的角度統(tǒng)一這兩個理論的時候，就從來沒有成功過，相反他們會拋出很多荒唐的結論，比如說“無窮大的量”。目前來說“弦理論”是最有希望統(tǒng)一相對論和量子物理的，但是目前弦理論”的進展還非常緩慢，而且還只是停留在理論階段，還沒有找到任何的證據(jù)。

引力還是有很多謎團的當然關于引力的謎團不會永遠就這么呆下去，總得做點更深入的研究，目前有一種方法是用實驗檢驗宇宙作用的規(guī)律，比如觀測兩個有質(zhì)量的物體相互交換“引力子”，那就證明引力它必然是一種量子現(xiàn)象，那么在宇宙中有沒有這樣的地方，它既符合廣義相對論對超大質(zhì)量的描述，也符合量子力學對超小空間的描述的，還真有：?一個就是黑洞的內(nèi)部，另一個就是宇宙大爆炸的起點，那這兩個場景研究起來都非常的困難，黑洞可以進去，但是進去就出不來了，宇宙大爆炸的起點，又離我們非常遙遠，你可能也經(jīng)常聽說科學已經(jīng)研究到宇宙大爆炸剛開始的10的負多少次方秒了，人們?yōu)槭裁催@么較真，一定要無限的逼近宇宙大爆炸的那個起點呢，這就是因為要通過對它的研究來嘗試統(tǒng)一量子物理學和相對論。?另外一個比較有可能觀測到的東西就是黑洞的碰撞，讓兩個超大質(zhì)量的黑洞相互碰撞，這就是在量子層面探測引力所需要的，正在碰撞的黑洞，當兩個黑洞彼此靠近的時候，雙方都想要吞噬對方，它們會彼此旋轉(zhuǎn)，越轉(zhuǎn)越快進入一個死亡的螺旋，在這個合并的過程中可能會有“引粒子”向四面八方發(fā)射，黑洞碰撞即便產(chǎn)生了“引粒子”也很難被發(fā)現(xiàn)的，引力非常的微弱，所以即便有一個引力子在我們身邊飛過，我們也幾乎察覺不到它。在黑洞內(nèi)部存在一個叫做“奇點”的地方，在那個點上物質(zhì)的質(zhì)量密度非常的高，引力場的強度趨近于無窮大，時空也會彎曲成根本沒法想象的形態(tài)，廣義相對論認為這種“奇點”是可以存在的，但是量子理論不這樣認為，根據(jù)量子理論的基本原理，物體它不可能小到只有一個孤立的點，因為在量子理論中，當一個空間變得非常小的時候，它的不確定性就會變得非常的大，所以在這種情況下，兩種理論肯定有一個是錯的，如果能知道黑洞內(nèi)部它到底是什么樣子，就能得到一個非常重要的線索，從而理解量子力學和引力是怎樣相互作用的，當然這個設想實現(xiàn)起來難度是很高的?！耙Σā薄筚|(zhì)量的兩個黑洞在互相合并加速運動的時候，會使周圍的時空產(chǎn)生漣漪，這種時空的波動就叫做“引力波”，簡單來說運動的質(zhì)量對空間產(chǎn)生了一定的擾動，這個擾動也會像波紋一樣傳播載去，當波經(jīng)過的時候，沿著它路徑方向的每一個物體都會被拉伸和扭曲，一個圓會瞬間變成一個橢圓，一個正方形會變成一個長方形，但是這種變形也幾乎是不可能被觀測到的，“引力波”能引起的時空扭曲大概是原來物體尺寸的1/10人20,換句話說如果一條直線的長度是10光年，“引力波”效應只能讓直線縮短1毫米，那這個效果是很難測量的。引力很特別，關于它為什么這么特別，目前對它還不是非常了解，也許引力本來就是特殊的，希望找到一個大一統(tǒng)理論，讓所有的“力”都遵循一個最基本的原則，但也許這個宇宙就是這樣規(guī)定的，沒有規(guī)定引力必須和其他作用力相似，也不一定非要用同一套理論來解釋所有的引力，對于宇宙大部分的原理都還不清楚，很多時候的假設會被推翻，或者某種理論只適用于某種特殊的情況。也許引力和我們看到所有的東西本來就不一樣，可能它并不特殊，只是宇宙就是這樣來設定的，我們的目的是理解這個宇宙，我們也許應該避免先入為主的假設它應該是一個什么樣子，目前存在著一種猜想，它用額外的維度來解釋引力為什么這么弱，引力的強度很弱，因為