神秘的引力

■ 陈壮叔

引力是什么？

早在20世纪30年代，科学界就已经知道宇宙中有四种基本力，即引力、电磁力、强力和弱力（后两种力在原子核内起作用）。其中，第一个被科学地探索的力是引力，可是迄今它仍然是一个谜！

“苹果成熟后落向地面”这一人们常见的事物，在400年前的牛顿眼中却成为问题。这个问题没有人能为他解答，只能由他自己去找答案。

这位大科学家最终得出结论：苹果之所以下落，是因为地球的引力所致。按他的说法，引力是一种力，作用在别的物体上，将使其改变运动（方向、速度）。牛顿的引力理论，一直被人们有效地应用。可是到了20世纪初叶，爱因斯坦的广义相对论问世，事情却出现了变化。

按相对论，引力并非像牛顿所描述的那么简单。在相对论的框架内，引力具有宇宙学的性质，并非是个别天体（物体）之力。在爱因斯坦的理论中，宇宙结物（即四维时空）中充满了物质（能量）的团块，因此空间被这些物质团块所弯曲是必然的。无论何物，它打算笔直地通过宇宙，但实际上它却是沿着一条曲线在运动。而这条曲线的曲率就是引力。因此，引力并非某一物体直接加在另一物体上的力，而是某一物体（具有质量）加在其周围空间的力。

虽然利用牛顿的引力理论，我们把宇航员送上了月球，十分精确地绘制出行星轨道图。但牛顿没有像爱因斯坦那样，对引力做出根本性的解释。牛顿理论在大尺度空间、高速运动或强引力场中，才能有效应用。尽管有了相对论，我们迄今尚不知道，物质（能量）和时空相结合所造成的现象，究竟具有怎样的本质特性。……