引力产生的机理

田 冰

（辽宁祥安制药机械有限公司，辽宁 丹东 118000）

1 物质的结构形式与构成

无论是量子力学还是弦理论都把构成物质的基本粒子以一种结构形式表现出来，也可能是点粒子，包括电子、光子、中微子和夸克之类的粒子以及在宇宙射线和高能原子核实验中发现的一系列粒子；也可能是弦理论中描述的那样，看起来像粒子的东西，实际上都是很小很小的弦的闭合圈（称为闭合弦或闭弦），弦论中的弦尺度非常小，闭弦的不同振动和运动就产生出各种不同的基本粒子。在两种主流理论中最基本的点粒子和弦都是有结构的，物质结构在不同的能量尺度上有不同的层次。

2 物理对万有引力的解释

（1）牛顿力学里是任何两个有质量的物体之间都存在引力，而没有给出产生引力的基本道理。牛顿描述宇宙中的每个质点与其他质点之间，都存在着一种由质量引起的引力性交互作用，其引力的大小与两质点质量（m1和m2）乘积成正比、与其间的距离r的平方成反比，这种交互作用称为重力。上述关系称为牛顿万有引力定律，公式如下：

式中G为万有引力常数，其值为6.673×10-11N·M2/kg2。

（2）爱因斯坦的广义相对论将引力的产生解释为大质量的物体对时空的弯曲，使得在人们看来物体之间产生了吸引力。但如果追问：为什么质量会使时空弯曲？最后的回答还是只有：它就是会使时空弯曲。引力跟质量有关，所以质量越大的星球引力也越大。换句话说，只要有质量的东西就会在空间里压出一个曲面，就会有引力。

（3）引力的量子性尚未能用量子力学来描述，因为实验物理学家还没能找到引力子存在的实证，同时随着人们接近点状的量子粒子，引力也还是增长为无穷。在几十年的时间中，费曼（Feynmam）以及其他人发明了一系列难懂的规则，想把这些奇异处理掉。但是对于量子引力理论，即使费曼设计了很多招数也不足以去除这个理论中所有的超位数。关键在于，由于点状粒子是无穷小的，这就意味着他们的力和能可以变为无穷大。

（4）由于弦理论认为，宇宙最基本的单位是“弦”，量子力学中遇到的问题就不存在了，具体解释如下：由于弦有确定的长度，这就意味着，当人们接近弦的时候，各种力都不会猛增至无穷。在靠近弦的地方，各种力只以l/L2的方式增长，其中L是弦的长度，是10-33cm的普朗克长度。这个长度L就起到消减奇异的作用。由于弦不是个点状粒子，它有确定的长度，人们就可以证明，各种奇异都沿着弦“销”掉了，于是所有的物理量值都变为有限度的了。

（5）《引力的动态理论》是基于牛顿的万有引力去延伸出来的，提出速度是在寄生重力之下的基础所产生的相对概念，宇宙重力是整体的，没有速度概念。这个观念适用于多数的实证派科学，但是不适用在爱因斯坦的相对论，也包含任何理论派都不适用，因为全世界的理论派科学，几乎都是寄生在相对论的基础之上去发展出来的理论。《引力的动态理论》指出只有旋转概念，却没有速度，速度的参数必须被销毁，不存在速度。而旋转从小到大是无止尽的，每一个引力的诞生都会归附到旋转之上，成为重力场。至于个体系统的“引力段”才有速度概念，且有大段与小段之分，但是最小的引力段速度也必定略快于光速，直到衔接入重力场成为旋转，引力段消失，速度也消失。简而言之，重力是构成宇宙的盘石，引力则是各种小磐石，依次再形成各系统的重力场，之后产生的各种粒子及辐射都是依附在这些磐石之上而得以寄生。直到整个宇宙的能量释放终了，辐射全部消失，成为一片死寂，但是宇宙重力却依旧存在，只是没有产生引力段的变化而无法起到作用。

以上5种对引力的科学解释并不能从理论上说明引力是如何产生的。

3 观点

无论是量子力学还是弦论都把粒子以一种形式表述，或是点粒子，或是尺度更小的弦。也就是说物质是有结构的，那么在最小基本粒子的最小间隙处，就是所谓的真空，在这个量级，已经没有其他的粒子再可以进到这个间隙中了。①在这个最小间隙处的外面所有的空间范围内都会存在物质及物质的框架。②没有物质的态称之为真空，所有的物质量子化后在最小的间隙处存在真空，这种真空对物质的吸引力就是万有引力。例如，在用真空包装的食品时，当打开包装时，是什么力使包装在打开瞬间时将空气充满包装袋内？大多数人会回答是大气压力，袋内是负压，袋外是一个大气压。也就是说压进去的，就是吸进去的，而吸进去的这个力就是真空对物质的吸引力，也就是万有引力，同样托里拆利真空在20℃时，有0.001 201 mmHg的水银蒸气，相当于六十三万分之一大气压。1 mL体积中还有425万亿个Hg原子，这是真空对水银液面里原子的引力所造成的。因为只有真空才可以不计较物质其他属性对物质产生吸引力，而不像电磁力那样有局限性地吸引一定性质的物质。

不论在宇宙的哪个角落，自然界中都没有绝对的真空。但量子化后，真空无处不在，宇宙中天体间的引力正是由于有了构成星体的物质，使真空的比表面积增大，也就是为什么质量越大引力越大的原因。

综上所述，在三维空间中，只有真空和物质两种态，中国的哲学对宇宙的解释，就是无和有（阴和阳），无代表真空，有代表物质。物质的相互吸引力靠的是真空完成的，所以真空是引力产生的原因。

[1]米切奥·卡库，詹妮弗·汤普逊著，陈一新，陆志成译，Beyond Einstein，吉林人民出版社.2001.10.

[2]沃尔特.艾萨克森著.张卜天译.爱因斯坦：生活和宇宙湖南科学技术出版社.2009.4.

[3]许良英，范岱年译，爱因斯坦文集.商务印书馆.1976.

[4]劳伦斯.克劳斯著.陆剑豪译.一个原子的时空之旅.中信出版社.2003.9.

[5]李国栋著.当代磁学.中国科学技术大学出版社.1999.8.

[6]东南大学等七所工科院校编.物理学.高等教育出版社2009.11.

[7]埃米里奥·赛格雷著.杨建邺.杨渭译.原子舞者—费米传世纪出版社.上海科学技术出版社.2006.4.