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《時(shí)空波動(dòng)論》 第五章：萬(wàn)有引力 難解之謎
作者：陳少華
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◎嚇人的上億噸液體燃料
在萬(wàn)有引力定律和相對論的束縛之下，人類(lèi)想進(jìn)行太空探索，舉步維艱。如今，相對論的束縛雖然不再，但要讓飛船達到光速，非常不容易，甚至是不可能實(shí)現的事。
人們目前將宇宙速度分為三種:
第一宇宙速度:7．9公里每秒。這是火箭能夠繞地球環(huán)行公轉而不落向地面所需具備的最低速度。
第二宇宙速度:11．2公里每秒。這是火箭能夠脫離地球引力繞太陽(yáng)公轉所需具備的最低速度。
第三宇宙速度:16．7公里每秒。這是火箭能夠脫離太陽(yáng)引力，飛出太陽(yáng)系繞銀河公轉所需具備的最低速度。
這些速度被尊稱(chēng)為"宇宙速度"，可見(jiàn)這幾個(gè)速度相當不同凡響，很不容易達到。宇宙，是最大的空間；宇宙速度，當然是最大的速度。
人類(lèi)目前最有效的動(dòng)力技術(shù)，仍然是液氫液氧的化學(xué)反應燃燒產(chǎn)生“大量”能量和高溫高壓氣體，這些氣體高速?lài)姵鲲w行器外，使飛行器獲得反向推動(dòng)力。這就是對火箭、導彈、飛機、航天飛機等的加速機制。由于這種化學(xué)反應需要攜帶大量的液態(tài)氫和氧，所以燃料箱沉重無(wú)比，動(dòng)輒達數百?lài)?。由于重量越大，加速就越困難。而想讓飛行器得到更大的速度，就必須攜帶更大重量的燃料。這是一個(gè)無(wú)可調和的矛盾。所以，很遺憾，目前，用這種液體燃料，飛行器所產(chǎn)生的最大速度無(wú)法超過(guò)第三宇宙速度――16．7公里每秒。這是飛行器飛出太陽(yáng)系的最低速度。
目前，還沒(méi)有飛行器能飛出太陽(yáng)系。美國曾在1977年發(fā)射過(guò)兩個(gè)"旅行者號"探測器，比較了得，飛越了好幾個(gè)行星，拍了大量照片，還去了天王星海王星那樣遙遠的行星上空。最后與地球失去了聯(lián)系。有人認為旅行者號已飛出了太陽(yáng)系。但并沒(méi)有證據。如果飛出了太陽(yáng)系，也不會(huì )就不能聯(lián)系。光速的電波還能不能到達太陽(yáng)系之外嗎?所以，很可能是報廢了。
即使現在火箭勉強能到達16．7公里每秒這個(gè)速度?？吹竭@個(gè)數字對比就知道，人類(lèi)的科技，距離光速有多么遙遠:16．7：300000。連零頭都夠不上。至今這個(gè)16．7公里每秒，科學(xué)家們已經(jīng)用了吃奶的勁，都還沒(méi)有達到。想要進(jìn)行太空遨游，真是做夢(mèng)。
現在已經(jīng)知道，質(zhì)量是隨著(zhù)速度增加而同步減小的。這是一個(gè)絕大的福音，將極大地增強人類(lèi)探索太空的信心?？梢坏┰趯?shí)際中做起來(lái)，將會(huì )發(fā)現，給火箭和飛船加速，仍然是那樣的艱難。
要知道，質(zhì)量變化因子是1-V／C 。V必須要與光速C在一個(gè)級別上，這個(gè)質(zhì)量才能有明顯的減少。哪怕是V達到了1000公里每秒，那已經(jīng)是一個(gè)人類(lèi)無(wú)法想象的高速，但仍然跟光速差距很大，V／C只有三百分之一，質(zhì)量只減少了區區三百分之一，差不多無(wú)法體驗到質(zhì)量減小從而使加速更容易的快樂(lè )。
而要讓火箭達到1000公里每秒，需要多少?lài)嵰簯B(tài)燃料？大概不會(huì )少于上萬(wàn)噸吧！可要把這上萬(wàn)噸的重量加速上太空，真是不可能完成的任務(wù)。
所以，以人類(lèi)目前的科技，想要體驗到質(zhì)量隨著(zhù)速度增加而減小的好處，是不可能的。
我在前面提到過(guò)，要讓飛船達到接近光速，理論上非常簡(jiǎn)單，只要一個(gè)持續的力作用在飛船上，飛船就必定能夠最終非常接近光速。說(shuō)起來(lái)容易，做起來(lái)難。這個(gè)持續的力，從哪里來(lái)？一般來(lái)說(shuō)，在現有科學(xué)進(jìn)步狀態(tài)下，只能從噴氣動(dòng)力中來(lái)，也就是從液氫液氧的燃燒中來(lái)。所以，就必須要讓火箭或飛船攜帶足夠的燃料。計算一下，這個(gè)能產(chǎn)生持續力使飛船達到光速十分之一級別的燃料的重量，驚人得很。需要上億噸才行。
上億噸，是不是很可怕？而載著(zhù)上億噸的燃料的飛船，已經(jīng)是如此的笨重不堪，再想讓它升空，已經(jīng)是一個(gè)極其困難的任務(wù)。甚至才剛剛讓它飛上高空，燃料就消耗得差不多了。
當科學(xué)家氣喘吁吁扛著(zhù)液體燃料來(lái)給飛船加速時(shí)，外星人正在一旁捂著(zhù)嘴偷樂(lè )―――可笑的地球人，妄想用化學(xué)反應產(chǎn)生的能量來(lái)達到光速。
能量分為好幾種。一種是化學(xué)反應產(chǎn)生的能量。一種是核反應產(chǎn)生的能量?；瘜W(xué)反應產(chǎn)生的能量是最無(wú)能最低效的。核能才算是高效能源。一克鈾裂變所產(chǎn)生的能量，相當于許多噸石油燃燒所產(chǎn)生的能量。一克氫核聚變所產(chǎn)生的能量，則是核裂變能量的三倍。
用化學(xué)反應來(lái)達到能與光速一個(gè)級別的高速，兩個(gè)字，妄想。
想要感受到新質(zhì)量速度關(guān)系所帶來(lái)的美好體驗，不可能。
俗語(yǔ)說(shuō)，萬(wàn)事開(kāi)頭難。在給飛船加速時(shí)，確實(shí)是如此。最開(kāi)始的加速是最難的，要費去九年二虎之力。等到飛船達到十分之一光速時(shí)，一切都突然改變了。這時(shí)，由于質(zhì)量顯著(zhù)減小，給飛船加速越來(lái)越容易。當飛船達到一半光速時(shí)，質(zhì)量減小了一半。加速更加容易了，更有信心了。這樣，飛船終于接近了光速。
可就是這開(kāi)頭，難關(guān)一座，無(wú)法邁過(guò)。鉚足了勁，也只能讓火箭達到十多公里每秒。
怎么辦？
人類(lèi)需要改變一個(gè)觀(guān)念，一個(gè)長(cháng)久以來(lái)影響著(zhù)人們生活方方面面的觀(guān)念。
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◎萬(wàn)有引力定律
1655年，由于倫敦發(fā)生了瘟疫，劍橋大學(xué)關(guān)閉。22歲的青年學(xué)生牛頓躲到鄉下，回到林肯群伍爾索普莊園家中，一邊讀書(shū)，一邊思考。有一天，坐在蘋(píng)果樹(shù)下的他在沉思中被一只蘋(píng)果砸中。他拾起這只蘋(píng)果，忽然問(wèn)自已：“為什么蘋(píng)果不是向天上飛，而是向下落地？”
他提的這個(gè)問(wèn)題，在當時(shí)大多數人看來(lái)，都是很傻很天真。傻瓜都知道，蘋(píng)果當然不會(huì )向天上飛，當然是該向地下落呀。這能有個(gè)啥原因呢？可是，牛頓正是因為提出了這個(gè)問(wèn)題，并在思索中加以解決，而提出了著(zhù)名的萬(wàn)有引力定律，從而成為一代科學(xué)巨人。
很多科學(xué)天才，都是愛(ài)提問(wèn)題的，遇上個(gè)什么事，都愛(ài)問(wèn)“為什么呢？”越是人們認為簡(jiǎn)單的、習以為常、不值得關(guān)注的事，他們就越是好奇，越是提出一些讓人目瞪口呆的非常簡(jiǎn)單卻一時(shí)無(wú)法回答的問(wèn)題。他們正是通過(guò)對這些看似簡(jiǎn)單的問(wèn)題的深入思索，而發(fā)現深藏其中的科學(xué)奧秘。從而改變人類(lèi)文明進(jìn)程。
愛(ài)因斯坦小時(shí)候是最喜歡提問(wèn)題的，父親送他一個(gè)指南針，他發(fā)現無(wú)論怎么擺這個(gè)針，針尖都指向南方?！盀槭裁磿?huì )這樣？”自然的神奇，讓他從此堅定了從事科學(xué)探索的決心。人們都對光線(xiàn)習以為常，一開(kāi)燈，四周都會(huì )亮。他卻忽發(fā)奇想：光線(xiàn)是有速度的。假如一個(gè)人跟光線(xiàn)同速前進(jìn)，他會(huì )看到什么情景？他發(fā)現，這個(gè)人無(wú)論以什么速度前進(jìn)，他會(huì )發(fā)現光速都是不變的。哪怕他以光速前進(jìn)，所測出的光的速度都是30萬(wàn)公里每秒。正是對這個(gè)簡(jiǎn)單問(wèn)題的思索，他提出了狹義相對論，改變了人類(lèi)科學(xué)進(jìn)程。
牛頓經(jīng)過(guò)思考后，得出了結論：一定是有個(gè)力在向下拉著(zhù)蘋(píng)果，使蘋(píng)果向下運動(dòng)。這個(gè)力由地球的質(zhì)量產(chǎn)生。世界萬(wàn)物，只要有質(zhì)量，就有產(chǎn)生這種相互的牽引力。他將這個(gè)力命名為“萬(wàn)有引力”。并得出引力大小與質(zhì)量成正比、與距離平方成反正。
萬(wàn)有引力成功地解釋了這個(gè)世界。并以驚人的精確度描述了天體運行現象，與現實(shí)非常吻合。天文學(xué)家甚至利用其中的偏差找到了一顆新行星－海王星。就是這顆隱在一邊的行星的擾動(dòng)，使得天王星的實(shí)際軌道與根據萬(wàn)有引力計算出的軌道跟實(shí)際出現了偏差。萬(wàn)有引力定律的正確性已經(jīng)不容懷疑，迅速統治科學(xué)界，風(fēng)靡至今。這也公認是偉大的科學(xué)巨人牛頓對科學(xué)最重要的貢獻。
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◎廣義相對論向萬(wàn)有引力發(fā)動(dòng)了挑戰
年輕時(shí)的愛(ài)因斯坦是一名充滿(mǎn)激情的科學(xué)斗士，他曾說(shuō)：“我過(guò)去一直在反抗權威，沒(méi)想到現在自已成為了權威?！彼奶觳?，在面對權威大師級人物－-牛頓時(shí)，迸發(fā)得淋漓盡致。
青年愛(ài)因斯坦，從蘇黎世理工大學(xué)畢業(yè)不久，失敗之極，不被教授所喜，無(wú)法留校任教。幾度找工作失利，悲觀(guān)得一度想要自殺，在日記中寫(xiě)道：“我想，我還是不如死了的好?！苯K于，他時(shí)來(lái)運轉，在大學(xué)進(jìn)期的好友格羅斯曼父親的幫助下，在瑞士專(zhuān)利局謀得了一個(gè)低級小職員的職位。這個(gè)職位對愛(ài)因斯坦非常重要，他說(shuō)，正是在專(zhuān)利局，沒(méi)有生活壓力的穩定生活，讓他可以有充足的時(shí)間來(lái)從事那些科學(xué)探索。他是幸運的。人類(lèi)也是幸運的，沒(méi)有因為生活窘迫而失去一位科學(xué)大師。而這種事情的確經(jīng)常在發(fā)生。多少天才，只是因為營(yíng)養不夠身體變壞健康受損，而過(guò)早地離開(kāi)這個(gè)世界。
專(zhuān)利局安靜悠閑的生活中，愛(ài)因斯坦沒(méi)有閑著(zhù)，一頭扎進(jìn)對理論科學(xué)的研究。沒(méi)有什么精密的儀器，沒(méi)有裝備精良的實(shí)驗室，只有一張辦公桌，紙筆，還有一個(gè)廢紙簍。對他而言，只要有紙筆就足夠了，他飛翔的思想能揭開(kāi)無(wú)數深藏于自然中的秘密。
1905年，年僅26歲的他提出了狹義相對論，認為光速恒定。隨著(zhù)運動(dòng)速度的變化，一艘飛船的時(shí)間、質(zhì)量、長(cháng)度都會(huì )發(fā)生變化。這是對牛頓經(jīng)典力學(xué)的全面挑戰。幾乎沒(méi)有幾個(gè)人能理解他的理論。但《物理學(xué)年鑒》編輯慧眼識英才，盡管讀不懂，卻一眼發(fā)現這是一篇奇文，決定立即予以刊登。后來(lái)該編輯接受采訪(fǎng)時(shí)說(shuō)：“我當時(shí)認為，自已對人類(lèi)科學(xué)進(jìn)步所能作的最大的貢獻，就是迅速刊載這篇論文?！睈?ài)因斯坦偉大，這位編輯其實(shí)也很偉大。千里馬常有，伯樂(lè )卻不常有。
狹義相對論徹底顛覆了牛頓靜止時(shí)空的經(jīng)典力學(xué)王國。風(fēng)頭正勁的愛(ài)因斯坦并沒(méi)有停止他的科學(xué)革命征途。牛頓王國是失去了昔日的金色光輝，但還有一個(gè)核心支柱沒(méi)有倒下，支撐著(zhù)牛頓的科學(xué)圣殿。那就是萬(wàn)有引力定律。只有將萬(wàn)有引力也架空推翻，他才算真正自成一派，成為新一代科學(xué)巨人。
潛心研究，厚積薄發(fā)，十年終磨一劍。1916年，廣義相對論橫空出世。
愛(ài)因斯坦認為，引力可以用純幾何方式來(lái)解釋。一個(gè)人彎曲不平的隱形波浪形路上行走，在別人看來(lái)，他一會(huì )兒上一會(huì )兒下，好象是有一個(gè)力在操縱著(zhù)他?？床坏侥莻€(gè)人所走的路其實(shí)是波浪般起伏不平，所以人們會(huì )把假設的這個(gè)力當作那個(gè)人運動(dòng)的原因?？墒俏覀冎?，那個(gè)人之所以一會(huì )兒上一會(huì )兒下的運動(dòng)，根本原因在于他腳下的路是上下起伏彎彎曲曲的。而并不是有什么力在拉拽他。
這個(gè)思想相當有天才成分在里面。把力量等效于幾何彎曲，是19世紀大數學(xué)家黎曼的天才設想。黎曼由于貧病交加，英年早逝，從而未能將這一設想更深入地展開(kāi)。愛(ài)因斯坦繼承了他的設想，將引力歸因于空間的彎曲，從而提出了廣義相對論。
廣義相對論在重力場(chǎng)中，提出等效原理。認為一個(gè)加速運動(dòng)的人，無(wú)法分辯所受到的加速是重力還是其他力。加速力等效于重力。光線(xiàn)在加速運行的電梯中中發(fā)生彎曲，從而，在重力場(chǎng)中，光線(xiàn)也會(huì )產(chǎn)生彎曲。彎曲的原因在于，由于質(zhì)能的存在，使質(zhì)能的周?chē)臻g產(chǎn)生彎曲，就象一個(gè)鉛球放在一個(gè)有彈性的床單上，鉛球將床向下壓陷。其它的物體由于彎曲空間的存在，而好象有一個(gè)力量在拉著(zhù)它滑向鉛球。這個(gè)力量被認牛頓為是萬(wàn)有引力，其實(shí)只是空間彎曲的自然結果。
從幾何角度而言，廣義相對論相當優(yōu)美，天衣無(wú)縫，非常高明。愛(ài)因斯坦以新生王者氣概，運起登峰造極的內力，揮劍向搖搖欲墜的牛頓王國發(fā)動(dòng)最后一擊。這一擊，天崩地裂，山河失色，鬼神失語(yǔ)。兩大絕頂高手，一個(gè)是已經(jīng)年華不再的曾經(jīng)霸主、一個(gè)是風(fēng)華正茂的正在當打之年的挑戰者。這一戰，究竟誰(shuí)能取得勝利？
挑戰結果，雙方難分軒輊，戰成一個(gè)平手?？茖W(xué)界公認，廣義相對論無(wú)法推翻萬(wàn)有引力定律，而是對引力從另一種角度的全新描述與補充。雖然可行而有效，并不能取代萬(wàn)有引力定律成為唯一選擇。并沒(méi)有一個(gè)科學(xué)家認為，萬(wàn)有引力定律是錯的，引力并不存在，存在的只是彎曲的空間。
萬(wàn)有引力定律雖然光芒被廣義相對論奪去不少，但依然是光芒萬(wàn)丈。而且，廣義相對論里提出的引力方程是出了名的復雜，讓人望而生畏。人們大多認為，雖然在精確度上廣義相對論要勝過(guò)萬(wàn)有引力定律，并得出光線(xiàn)會(huì )被引力場(chǎng)彎曲的正確結論。但真正實(shí)用的，還是萬(wàn)有引力定律。對于太復雜太麻煩的東西，敬畏之余，人們難免有排斥感。大自然不喜歡累贅。廣義相對論，雖然公認非常優(yōu)美，也許好象有些不那么最省力實(shí)用。
對這場(chǎng)理論之戰，科學(xué)界一時(shí)噤聲，屏息而待。在他們眼里，兩位對決者都是真正的王者。而他們對決的科學(xué)論題，實(shí)實(shí)在在是一個(gè)困擾人類(lèi)幾百年的難題，那個(gè)難題，就是，萬(wàn)有引力。它來(lái)來(lái)回回糾纏了科學(xué)家們多少年，讓多少智慧的頭腦為它絞盡能量，被它糾纏不休，而無(wú)可奈何！
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◎四種基本力與標準模型
不理解圍繞引力所發(fā)生的紛爭，就不會(huì )理解在科學(xué)界與科學(xué)史上引力獨特的超級重要地位。沒(méi)有哪個(gè)科研對象，能象引力那樣吸引如此多的關(guān)注與爭議。甚至使它成為萬(wàn)物至理―――統一場(chǎng)論達成的最大關(guān)鍵所在。
科學(xué)家們已經(jīng)歸納出大自然中的四種力：引力、電磁力、強核力、弱核力。
引力決定了宇宙天體之間的運動(dòng)，使行星圍繞著(zhù)恒星旋轉、衛星圍繞著(zhù)行星旋轉。引力讓我們能生活在地球上，而不是被甩向外層太空中。
電磁力解釋的是人們日常生活中各種現象。用手掌去拍打桌子，手掌不會(huì )穿桌而過(guò)。原因就是電子之間的電磁斥力，電子必須依照泡利不相容原理，兩個(gè)電子不能具有完全相同的參數屬性。照明供電等一切跟電力有關(guān)的事情，也由電磁力決定。麥克斯韋總結出的電磁現象，變化磁場(chǎng)中的線(xiàn)圈產(chǎn)生電流，能使電流產(chǎn)生磁場(chǎng)，還能使變化的電流產(chǎn)生電場(chǎng)，從而產(chǎn)生新的電流。電磁力的作用太大了，沒(méi)有電磁力，世界將跟原始社會(huì )一樣，無(wú)法想像。
強核力，又稱(chēng)強相互作用力，解決的是恒星發(fā)光發(fā)熱問(wèn)題。恒星由大量的氫原子和氦原子組成。由于質(zhì)子都是正電荷，質(zhì)子之間產(chǎn)生相斥的電磁力。這個(gè)力量使由單個(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子組成的氫原子們相互遠離。但由于引力作用，使恒星向內坍縮。當內部壓力和溫度越來(lái)越高時(shí)，兩個(gè)氫原子之中的兩個(gè)質(zhì)子會(huì )突破電磁力的斥力結合在一起。這時(shí)強核力開(kāi)始發(fā)揮作用，將兩個(gè)質(zhì)子牢牢地結合在一起。這個(gè)核反應過(guò)程會(huì )損失一部分質(zhì)量。損失的質(zhì)量會(huì )轉化為能量，釋放出去。恒星能夠發(fā)出大量光和熱，就是因為內部在不停息地進(jìn)行著(zhù)鏈式氫聚變反應。雖然每次反應后質(zhì)量損失得并不多，但E=MC2決定了這個(gè)能量將是驚人的。太陽(yáng)的熱核反應，釋放出的熱能，只有極小一部分到達地球，已經(jīng)使地球出現生命，進(jìn)化為人類(lèi)。人類(lèi)只需利用極小一部分到達地球的太陽(yáng)能，就足以從根本上解決能源問(wèn)題。
弱核力，又稱(chēng)弱相互作用力，關(guān)系到放射性原子的衰變。有一些元素會(huì )產(chǎn)生衰變，中子轉變?yōu)橘|(zhì)子、電子和反中微子。釋放出一部分能量，產(chǎn)生放射性熱輻射。其作用原理在于，就象是一根彈簧，振動(dòng)時(shí)具有力量，停止振動(dòng)時(shí)就失去了力量。一些基本粒子壽命很短的原因，是由于其振動(dòng)狀態(tài)被弱核力抑制，弱核力的作用使粒子停止振動(dòng)，從而結束生存狀態(tài)，衰變?yōu)槠渌Ｗ?，并釋放出能量。地球內部的火山、地震等現象出現，就是因為放射性衰變產(chǎn)生的能量對地球內部進(jìn)行加熱的結果。如果沒(méi)有弱核力，地球內部將是一片寒冷，但也不會(huì )有火山爆發(fā)、地震災害。
大自然具有的這四種力一直無(wú)法統一起來(lái)?？茖W(xué)家認為，宇宙在創(chuàng )生時(shí)應該是簡(jiǎn)單明了的，如果只有一種力的話(huà)，那會(huì )好理解很多。有人認為，在大爆炸剛開(kāi)始的那一刻，這四種力都將統一為一種力。經(jīng)過(guò)大爆炸的洗禮，宇宙開(kāi)始膨脹，溫度開(kāi)始下降，這一種力才分成四種力單獨各自發(fā)生作用。
隨著(zhù)量子力學(xué)的興起，科學(xué)家們開(kāi)始了將各種力統一起來(lái)的努力。而且，這種努力取得了很大成果。
經(jīng)過(guò)艱苦的探索與實(shí)驗，電磁力、強核力、弱核力這三種基本力已經(jīng)統一在量子力學(xué)框架中。力可以被解釋為交換量子而產(chǎn)生的相互作用。1970年，標準模型被建立起來(lái)。
電磁力已被證明是電子之間在電磁場(chǎng)中交換光子而發(fā)生的力。這是量子電動(dòng)力學(xué)研究的內容。光子質(zhì)量為零，電磁力的力程較大，屬長(cháng)程力。
強核力是在楊――米爾斯場(chǎng)中夸克之間交換膠子，中子與質(zhì)子之間交換介子而發(fā)生的相互作用。強核力是短程力，只有當中子、質(zhì)子之間相距小于10-15米，才產(chǎn)生強核力。強核力比電磁力強三倍多，一旦產(chǎn)生，就將質(zhì)子中子牢牢結合在一起。
弱核力被解釋為基本粒子在楊――米爾斯場(chǎng)中交換W玻色子或Z玻色子而發(fā)生的相互作用。是所有基本粒子都可以參與的力。W玻色子與Z玻色子質(zhì)量較大，所以弱核力是一種短程力。
楊――米爾斯場(chǎng)是亞原子微觀(guān)量子世界中基本粒子相互作用交換的量子的媒介。光子、膠子、W玻色子、Z玻色子都是玻色子，在場(chǎng)中傳遞相互作用，玻色子自旋為整數，不遵守泡利不相容原理。兩條光線(xiàn)相交，可以穿越對方而過(guò)，原因就在于此。
與玻色子相對應的是費米子。費米子是構成物質(zhì)的基本粒子。自旋為半整數倍，遵守泡利不相容原理。兩只手相擊，不會(huì )相互穿越而過(guò)，就是因為電子之間相互排斥，不能處于同一個(gè)位置。費米子包括三代夸克（第1代：上夸克U、下夸克d；第2代：粲夸克C、奇異夸克S；第3代：頂夸克t、底夸克b）和三代輕子（第1代：電子及電中微子；第2代：μ子及μ中微子；第3代：τ子及τ中微子）。質(zhì)子和中子由三個(gè)夸克組成。介子由一對夸克――反夸克組成，它們都是費米子，也是強子―――參與強相互作用。中微子只參與弱相互作用。介子不穩定，衰變后形成的產(chǎn)物是μ子和τ子。μ子和τ子也都不穩定，壽命很短，它們一經(jīng)出現，也會(huì )迅速衰變?yōu)殡娮印?/p>
中微子是一種非常特別的粒子，質(zhì)量非常小，接近于0，速度則接近光速。它大量產(chǎn)生于超新星暴發(fā)，是攜帶輻射能量的能量粒子。在恒星發(fā)射的輻射中，就包含有許多的中微子流，太陽(yáng)發(fā)射出的中微子流時(shí)刻撞擊著(zhù)地球。中微子穿透力非常強，能輕易穿透地球，到達地球的另一側。每一刻，都有幾十億的中微子穿透我們的眼皮和身體。中微子不參與電磁力、引力、強核力，只能通過(guò)弱核力來(lái)活動(dòng)。
標準模型基本上就包括了以上的基本粒子。
為了在基本粒子物理上有所突破，大型對撞機成為科學(xué)家們倚賴(lài)的工具。通過(guò)對撞機將基本粒子加速到極高的速度與能量，使之相互碰撞，從之后的碎片里分析出一些有用的結論，發(fā)現新的粒子。美國國會(huì )曾在80年代撥款準備建設一個(gè)超導超級對撞機SSC。先是花了十億美元挖出一個(gè)洞。隨著(zhù)蘇聯(lián)的解體，與蘇聯(lián)在太空競爭的理由消失。國會(huì )議員開(kāi)始重新討論為建設引力波探測器撥款事宜。聽(tīng)證會(huì )上，議員問(wèn)科學(xué)家：“它能找到什么？”得到的答案竟然只是：“希格斯玻色子?！弊h員目瞪口呆，又問(wèn)道：“它能發(fā)現上帝嗎？”回答是：“不能?！彼?，這個(gè)撥款計劃被否決，就一點(diǎn)不奇怪了。先是花十億美元挖出一個(gè)洞，再花十億美元把這個(gè)洞填上，這個(gè)洞大概是有史以來(lái)最昂貴的洞。
歐洲核子中心花費110億美元建造了大型強子對撞機。成為世界上最先進(jìn)的對撞機。
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◎引力，一個(gè)困擾科學(xué)界數百年的難題
經(jīng)過(guò)不懈的努力和探索，物理學(xué)家統一了電磁力、強核力、弱核力這三種基本力。1974年，溫伯格、薩拉姆、格拉肖三人因為統一了電磁力和弱核力，而共同榮獲諾貝爾獎。
大統一理論GUT（grandunifiedtheory縮寫(xiě)）被建立了起來(lái)（只統一了三種力，引力未被統一進(jìn)來(lái)）。融合了三種力和各類(lèi)包括重子、輕子等基本粒子的標準模型也被成功搭了起來(lái)。大統一理論和標準模型，已經(jīng)基本能夠解釋所有現象。
標準模型缺點(diǎn)顯而易見(jiàn)?？茖W(xué)家認為，它東拼西湊，修修補補，人為放入17個(gè)不同參數，這些參數居然必須可以自由改變參數值來(lái)適應場(chǎng)的變化。這對理論家而言，實(shí)在是一種尬尷?；玖Ｗ佑?個(gè)副本－――“代”。為了能解釋一些現象，它人為設想了許多的場(chǎng)和粒子，總數達上百種之多。如希格斯場(chǎng)、希格斯玻色子，而這些場(chǎng)和粒子都沒(méi)有被找到。很難想象，宇宙在創(chuàng )生以來(lái)會(huì )將這么一個(gè)復雜、繁冗、牽強的理論作為一個(gè)統一理論。正如費米所說(shuō)：“假如我能記得粒子的種類(lèi)，我就成了植物學(xué)家了?！?/p>
標準模型是手征性理論，對無(wú)限大的結果未處理干凈，第七層以上更多圈的計算中，無(wú)限大又回來(lái)了。標準模型的解釋牽強，不具有簡(jiǎn)潔和美感，也沒(méi)有對稱(chēng)性，紛繁復雜，難以讓追求完美的科學(xué)家滿(mǎn)意。
最關(guān)鍵的是，它沒(méi)有能夠統一引力。因為在它的計算中，引力永遠是無(wú)窮大，成為毫無(wú)意義的解。引力波、引力場(chǎng)、引力子從來(lái)也沒(méi)有被最精密的儀器探測到過(guò)。
引力是一個(gè)叛逆。它困惑著(zhù)人類(lèi)最聰明的大腦。
廣義相對論是關(guān)于萬(wàn)有引力的權威理論，也是20世紀科學(xué)的支柱之一?？茖W(xué)的另一支柱是量子力學(xué)。將量子力學(xué)與廣義相對論統一起來(lái)，就成為無(wú)數科學(xué)家的夢(mèng)想?？墒菬o(wú)論科學(xué)家們如何絞盡腦汁，試圖用多少方法來(lái)解釋它，費勁地想把它統一進(jìn)量子世界，都是失敗無(wú)歸，無(wú)功而返。
由于完全看不到廣義相對論與量子力學(xué)統一的希望，漸漸地，廣義相對論開(kāi)始被致力于量子引力的研究人員冷落，圓周物理研究所物理學(xué)家李.斯莫林在《物理學(xué)的困惑》里寫(xiě)道：“20世紀最偉大的科學(xué)家愛(ài)因斯坦的最高成就《廣義相對論》，卻被多數叫嚷著(zhù)的追隨者們忘到了腦后，這種狀況的發(fā)生，也許是科學(xué)史上最奇異的事情?！?/p>
事實(shí)表明，將廣義相對論同量子力學(xué)統一起來(lái)是不可能的。
一次次失敗讓科學(xué)家失望。
引力波、引力場(chǎng)、引力子，折磨了許多科學(xué)家，包括那些人類(lèi)最聰明的大腦－-愛(ài)因斯坦、海森堡，為了找到它們，科學(xué)家們花費了無(wú)數的心血，卻一無(wú)所獲。
量子力學(xué)讓科學(xué)家們設想存在引力子。物體之間通過(guò)引力場(chǎng)發(fā)生作用，相互之間交換一種名叫引力子的量子?？墒?，無(wú)論用什么方法來(lái)計算，得到的結果都是無(wú)窮大，毫無(wú)意義。引力波的探測，其重要性越來(lái)越明顯，似乎成為科學(xué)突破的關(guān)鍵點(diǎn)。
由于愛(ài)因斯坦在廣義相對論里預言了引力波和引力場(chǎng)的存在，此后，對引力波的尋找，成為科學(xué)界的一項重要目標。愛(ài)因斯坦的預言從來(lái)沒(méi)有失敗過(guò)，時(shí)間膨脹、引力透鏡、引力紅移……每一個(gè)預言都被實(shí)驗驗證。引力波難道會(huì )例外？
在經(jīng)歷了多次失敗的嘗試后，對引力波的探測熱度下降了。1969年，約瑟夫·韋伯宣稱(chēng)，他探測到了引力波存在。他的實(shí)驗很有爭議性，無(wú)法讓人信服，卻大大地激發(fā)了對引力波的研究熱情?？茖W(xué)家們蜂擁到這個(gè)領(lǐng)域，欲圖成為首個(gè)探測到引力波的人?？山Y果卻是一無(wú)所獲。
引力波探測計劃進(jìn)入新千年后重新得到重視。由于科學(xué)長(cháng)期停滯不前，美國軍方的秘密研究受到難題困撓，難有進(jìn)展。對引力波的探測，被認為是科學(xué)取得突破的關(guān)鍵。美國國會(huì )對此開(kāi)始表現出相當的支持，撥款上再不遲疑。幾個(gè)耗資巨大的引力波探測器被建立起來(lái)。
LIGO（激光干涉引力波探測儀）就是其中一個(gè)。這些精密激光探測儀器對準的是宇宙中一些著(zhù)名的中子雙星?？茖W(xué)界都認為，中子雙星在相互旋轉過(guò)程中，將會(huì )發(fā)射出有力度的可被探測到的引力波，以光速到達地球。
2003年，引力波探測器LIGO 開(kāi)始啟動(dòng)。這個(gè)探測器耗資110億美元。還有一個(gè)更大規模更高精度的引力波探測器：LISA正在建設中。
“知道為什么會(huì )這樣嗎？”一位科學(xué)家說(shuō)：“如果你跑到國會(huì )，說(shuō)你將證實(shí)或證偽海森堡的某個(gè)理論，不會(huì )有人答理你。但如果你說(shuō)想要證實(shí)愛(ài)因斯坦的某個(gè)理論，你就絕不會(huì )失望而歸?！睈?ài)因斯坦從某種意義上來(lái)看，就是科學(xué)強大時(shí)代的象征。海森堡則在一些人眼里代表著(zhù)納粹德國。
“這么多資金投入、這么多科學(xué)家都在引力波上努力。這一切，都只是因為對愛(ài)因斯坦的信任?！币晃晃锢韺W(xué)家感概地說(shuō)?？茖W(xué)界如此信任一個(gè)人，當然是因為這個(gè)人非常的偉大與杰出。但如果對他的每一個(gè)結論對深信不疑，不知是應該慶祝，還是應該反思？
引力波的探測結果，長(cháng)期以來(lái)，什么有價(jià)值的線(xiàn)索也沒(méi)有探測到。但科學(xué)家們仍然在這個(gè)領(lǐng)域執著(zhù)奉獻著(zhù)力量，他們認定，引力波遲早會(huì )被探測出來(lái)，只要儀器足夠精確的話(huà)。
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◎引力波被探測出來(lái)了，這是怎么回事？
引力波2015年9月14日被國外的科學(xué)研究機構探測出來(lái)。
激光干涉引力波天文臺(應該是升級版的AdvancedLIGO)探測到了雙黑洞合并時(shí)的引力波！給定AdvancedLIGO兩個(gè)探測中心之間的距離，通過(guò)到達時(shí)間差推斷出引力波的傳播速度和光速一致。探測信號較強，達到5.1σ（物理學(xué)家通常將超過(guò)5σ信號定義為比較確定的發(fā)現），黑洞的初始質(zhì)量分別為36和29太陽(yáng)質(zhì)量，合并后為62個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量，甚至探測到了并合以后鈴蕩(ring-down)的信號，它最終變成了一個(gè)Kerr黑洞。傳播速度跟光速一致！ 如果大質(zhì)量天體發(fā)生碰撞、超新星爆發(fā)等極端宇宙事件會(huì )產(chǎn)生強大的引力波，這是愛(ài)因斯坦廣義相對論中有一個(gè)重要預言。形象一點(diǎn)來(lái)說(shuō)，引力波可以被看做是一種時(shí)空漣漪，會(huì )像波一樣傳遞開(kāi)來(lái)。數十年來(lái)，科學(xué)家們一直在尋找引力波，但都沒(méi)有發(fā)現。引力波的發(fā)現，是對廣義相對論的直接驗證，也為我們打開(kāi)了認識宇宙的全新窗口。如果這次發(fā)現屬實(shí)，將是一次里程碑式的科學(xué)發(fā)現，其結果或將直接問(wèn)鼎諾獎?！ 芯咳藛T估計，兩個(gè)黑洞合并前的質(zhì)量分別相當于36個(gè)和29個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量，合并后的總質(zhì)量是62個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量，3個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量的能量以引力波的形式在不到1秒的時(shí)間內釋放 科學(xué)家探測到的是由黑洞合并產(chǎn)生的一個(gè)時(shí)間極短的引力波信號，持續不到1秒。它經(jīng)過(guò)13億年的漫長(cháng)旅行，于2015年9月14日抵達地球，被剛改造升級的LIGO的兩個(gè)探測器以7毫秒的時(shí)間差先后捕捉到。
事實(shí)上，這次探測到的并不是引力波，而是另外一種波動(dòng)。在揭開(kāi)了引力真相后，我會(huì )向大家說(shuō)明它是什么。
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◎科學(xué)天空上的兩片烏云
早在19世紀，就有科學(xué)家認為，科學(xué)已經(jīng)走到了盡頭。著(zhù)名英國科學(xué)家開(kāi)爾文鄖爵（威廉.湯姆遜）在1900年一次著(zhù)名演講中認為，物理科學(xué)的發(fā)展已經(jīng)接近終點(diǎn)，剩下的工作只是把使各種常數的小數點(diǎn)向后移位使精確度更高了。只是遠方的天邊還有兩片小烏云在飄動(dòng)：以太和黑體輻射。一旦這兩片烏云被解決，一切就完成了?；艚鹪?983年成為劍橋大學(xué)盧卡斯教職人選時(shí)的演說(shuō)中，也對科學(xué)使命即將全部完成、萬(wàn)物至理――統一場(chǎng)論的建立抱著(zhù)樂(lè )觀(guān)態(tài)度。
曲折不平磨難重重的科學(xué)史表明，他們是有些過(guò)度樂(lè )觀(guān)了。開(kāi)爾文鄖爵提到的兩片小烏云，一片成長(cháng)為狹義相對論，另一片成長(cháng)為量子力學(xué)。這兩大理論掀起了第二次偉大的科學(xué)革命（第一次科學(xué)革命是牛頓的力學(xué)定理與萬(wàn)有引力定律的建立）。
近四十年來(lái)，科學(xué)，尤其是物理學(xué)，一直處于停滯不前的狀態(tài)，對統一場(chǎng)論、量子引力的苦苦追求百般無(wú)果，科學(xué)家們只能在各種假說(shuō)和猜測上建立起理論。而這些未經(jīng)證實(shí)的理論同樣不足以說(shuō)明這個(gè)宇宙。
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◎大統一理論面臨的困境
愛(ài)因斯坦在創(chuàng )建相對論時(shí)就意識到，自然科學(xué)中“統一”的概念或許是一個(gè)最基本的法則。還在30年代愛(ài)因斯坦就著(zhù)手研究“大統一理論”，試圖將當時(shí)已發(fā)現電磁力與引力統一到一個(gè)理論框架下，從而找到這兩種相互作用產(chǎn)生的根源。之所以不包括弱核力與強核力，是因為當時(shí)強弱力還沒(méi)有被發(fā)現。
愛(ài)因斯坦不認可量子力學(xué)，他追求的統一場(chǎng)論首先是統一他的引力理論即廣義相對論和麥克斯韋電磁論。他把人生最后30年放在這個(gè)目標上，夢(mèng)想著(zhù)建立一個(gè)建一場(chǎng)論。
臨終時(shí)，愛(ài)因斯坦書(shū)桌上是一堆堆的稿紙，上面寫(xiě)滿(mǎn)了方程式和理論片斷。眾所周知，他沒(méi)能成功，就離開(kāi)了人世。他心中想必非常不甘。為了這個(gè)統一場(chǎng)論，他拒絕了擔任以色列總統的邀請。為了這個(gè)統一場(chǎng)論，他嘔心瀝血，耗盡了最后一點(diǎn)精力與智慧。他越臨近終點(diǎn)，越意識到，他的理論沒(méi)有一個(gè)是確定正確的。狹義相對論如此，廣義相對論更是如此。廣義相對論是他的得意之作，他曾對人說(shuō)道：“如果沒(méi)有我，狹義相對論也會(huì )被人提出，因為時(shí)機已經(jīng)成熟了。但廣義相對論則非如此。那是我真正的靈感結晶?！笨杀瘎〉氖?，為了將廣義相對論的引力理論與電磁力聯(lián)系起來(lái)，他費盡苦心，卻一無(wú)所獲。他漸漸意識到，廣義相對論雖然得到過(guò)諸多驗證是正確的，但也許，那只是表面上。實(shí)質(zhì)上，它可能并沒(méi)有指出引力的實(shí)質(zhì)，而僅僅是一種比喻。
海森堡，量子力學(xué)的開(kāi)拓者，提出了量子矩陣解釋、和不朽的不確定性原理。在生命的最后幾年，他一直堅信自已能找到統一場(chǎng)論，將萬(wàn)有引力與量子力學(xué)統一，從量子力學(xué)層面對萬(wàn)有引力作出解釋?zhuān)瑸榇讼伦懔丝喙?，皓首窮經(jīng)。
自幼就崇敬愛(ài)因斯坦的溫伯格十分贊賞愛(ài)因斯坦的統一場(chǎng)論思想。但是既然引力和電磁力的統一障礙重重，那能不能先統一其他相互作用呢？從60年代起，溫伯格就著(zhù)手弱相互作用與電磁相互作用的統一。他成功了，與薩拉姆、格拉肖一起被授予1979年諾貝爾物理學(xué)獎。
這是科學(xué)上第一個(gè)成功的相互作用統一理論。理論中所預言的中間玻色子W和Z，在1983年被歐洲核子研究中心找到。弱電統一理論的成功，肯定了相互作用統一思想的正確性，促使許多科學(xué)家進(jìn)一步去研究把強相互作用、弱相互作用和電磁相互作用統一在一起的大統一理論，以及把引力相互作用也統一進(jìn)去的全統一理論——統一場(chǎng)論。
70年代中期，人們進(jìn)一步提出強、弱、電磁三種作用統一的大統一理論。大統一理論的結論之一是預言質(zhì)子要衰變，這與實(shí)驗結果有矛盾。大統一理論還未獲得成功。
四十多年來(lái)，物理學(xué)陷入了困境。一種極大的困境。
物理學(xué)的困境，最先是源自對強相互作用力和弱相互作用力進(jìn)行統一的努力失敗后。
格拉肖、溫伯格、薩拉姆三人成功統一弱核力與電磁力。但在統一強核力與弱核力、試圖建立一個(gè)大統一理論（縮寫(xiě)為GUT，是為了統一除引力之外的三大基本力。它同愛(ài)因斯坦一直追求的統一場(chǎng)論并不是一回事。統一場(chǎng)論是為了將引力統一進(jìn)其它三個(gè)基本力中，是要統一全部四大基本力）時(shí)，科學(xué)家們遇到了困難。本來(lái)，有一個(gè)理論，簡(jiǎn)寫(xiě)為SU（5），看起來(lái)非常有成功的希望，成為大統一理論。它包含3個(gè)夸克，2個(gè)輕子（電子與中微子），相當的簡(jiǎn)潔與明確，但它的理論要成立，就必定產(chǎn)生一個(gè)預言：質(zhì)子將會(huì )衰變，成為電子和中微子。中子經(jīng)常做這種事，這就是β衰變，得到陰極射線(xiàn)。質(zhì)子會(huì )不會(huì )也有這種可能性完成這種衰變呢？
質(zhì)子當然是非常穩定的，一個(gè)質(zhì)子，其壽命比宇宙的年齡還要長(cháng)得多。但是，可以由大數法則來(lái)發(fā)現質(zhì)子的衰變：讓無(wú)數多的質(zhì)子集中在一起，這樣，即使質(zhì)子的壽命再長(cháng)，也會(huì )有個(gè)別的質(zhì)子會(huì )衰變。
于是，科學(xué)家們在地底深處建立了幾個(gè)大型的實(shí)驗室，里面裝滿(mǎn)了清水。在地底深處，可以屏蔽掉高能粒子和宇宙射線(xiàn)的轟擊，只要在一個(gè)質(zhì)子衰變，肯定就是自發(fā)產(chǎn)生的，立刻就會(huì )被精密儀器發(fā)現。這就是SU（5）正確的鐵證。
可是，整整30年過(guò)去了，仍然沒(méi)有一個(gè)質(zhì)子發(fā)生衰變。
這是一次重大失敗，對科學(xué)界的打擊非常大。給科學(xué)的發(fā)展帶來(lái)了大危機。接下來(lái)，科學(xué)從此結束了持續二百年的欣欣向榮、氣象萬(wàn)千的繁華景象。四十多年來(lái)科學(xué)界面臨著(zhù)停滯不前的無(wú)奈局面?？茖W(xué)，從此陷入了困境，再也沒(méi)有激動(dòng)人心的場(chǎng)面出現過(guò)了。
畢竟強力有了專(zhuān)門(mén)的量子理論來(lái)描述，就是量子色動(dòng)力學(xué)。在量子層面，強力已經(jīng)得到了解釋。強力與弱力的統一，只是一個(gè)時(shí)間問(wèn)題。對它的困惑，并不是科學(xué)家們面臨的主要煩惱。
科學(xué)家們面臨的最主要的難題，就是如何將萬(wàn)有引力與量子力學(xué)統一起來(lái)。自從量子力學(xué)成為科學(xué)支柱后，四大基本力中的三個(gè)，強力、弱力、電磁力，都已經(jīng)與量子力學(xué)統一了。
只有引力除外。
到1980年代，物理學(xué)正在走進(jìn)一條死胡同，引力頑固地單獨分離出來(lái)，游離于其它三種力之外。所有物理巨人們試圖攻克這一難題，都失敗了。
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◎科學(xué)“最高圣杯”―――統一萬(wàn)有引力
科學(xué)界已經(jīng)取得共識，追求量子力學(xué)與萬(wàn)有引力的統一，是人類(lèi)歷史上最大的科學(xué)難題，科學(xué)“最高圣杯”。由此產(chǎn)生的理論將被公認為“萬(wàn)物至理”，或“終極理論”。這是已使20世紀最優(yōu)秀頭腦受挫的難題?？茖W(xué)家們都明白，毫無(wú)疑問(wèn)，解決它的人將贏(yíng)得代表著(zhù)科學(xué)界最高榮譽(yù)的“諾貝爾獎”。
約翰.馬隆著(zhù)《科學(xué)難解之謎》中的一段話(huà)是這樣的：“在基本粒子層面，引力基本不起作用。一個(gè)電子和一個(gè)質(zhì)子
組成的氫原子，靠的不是引力，而是強度更大的電磁力。到底多大呢？大1040倍。正如法國物理學(xué)家和作家蒂阿納所說(shuō)：如果沒(méi)有電磁力，僅僅在引力的作用下的話(huà)，1個(gè)氫原子就將充滿(mǎn)整個(gè)世界。引力非常微弱，不可能使電子和質(zhì)子結合的如此緊密.......除非能將引力與其他三種力統一起來(lái)，否則就不會(huì )存在‘萬(wàn)物理論’，或者大統一理論這樣的現代科學(xué)的圣杯?！?/p>
物理學(xué)家李.斯莫林教授在《通向量子引力的三條途徑》（2003年出版）里寫(xiě)道：“一個(gè)完善的量子引力理論將幫助我們解決許多現在無(wú)法解答的難題。當我們進(jìn)入21世紀，在科學(xué)上已經(jīng)沒(méi)有別的挑戰性問(wèn)題能比得上對這個(gè)理論的突破。解決它的困難超乎所有人想象，讓人望而生畏。以致于不少物理學(xué)家在失敗后選擇了其它課題。解決它似乎是不可能的。25年前，當我在大學(xué)里開(kāi)始從事引力的量子理論研究時(shí)，我的幾位老師告訴我只有傻瓜才研究這個(gè)問(wèn)題。成功可能微乎其微。因為眾所周知，天才愛(ài)因斯坦為這個(gè)問(wèn)題耗盡了他的后半生仍然一無(wú)所獲。但現在幾十年過(guò)去了，情況完全不同了，雖然我們仍然沒(méi)有達到我們的目標，但是同行們幾乎無(wú)人懷疑量子引力的解決似乎看到了曙光。隨著(zhù)一些難題被化解，越來(lái)越多的科學(xué)家加入我們的行列。突然之間我們的追求成了時(shí)尚。幾十年前從事這個(gè)課題為數極少的先導者業(yè)已變成人數眾多的集團。我們已經(jīng)分裂為不同的團體，采用了不同的途徑。如弦、圈、扭曲、非對易幾何、拓派topi……每一個(gè)團體都確信通過(guò)自已的途徑得到的理論才是唯一正確的答案?！?/p>
這么多年來(lái)，無(wú)數科學(xué)家為了解決統一引力入量子力學(xué)，為了建立量子引力模型，做出了極大的努力。圈量子引力、超引力、非對易幾何、拓派……無(wú)數的嘗試，都無(wú)一例外地失敗了。
當不同的嘗試各自遭到慘敗毫無(wú)進(jìn)展后，對引力，科學(xué)家們已經(jīng)不知所措，無(wú)以應對。統一引力所產(chǎn)生的曲折艱辛歷程，折射出科學(xué)在近四十年來(lái)所面臨的巨大困境。
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◎科學(xué)近四十年來(lái)所面臨的巨大困境
看看歷次諾貝爾物理學(xué)獎頒發(fā)時(shí)所針對的科學(xué)貢獻就可以看出當今科學(xué)處于極大的困境的端倪。物理學(xué)是公認最重要的科學(xué)，直接改變社會(huì )方方面面。物理學(xué)的處境基本可以代替科學(xué)的處境。
從1900年到1980年，是科學(xué)高速發(fā)展的時(shí)期，獲得諾貝爾物理學(xué)獎的科學(xué)貢獻是這些：X射線(xiàn)、塞曼效應、放射性、鐳、陰極射線(xiàn)、無(wú)線(xiàn)電、熱輻射、液氦、氣體和液體的狀態(tài)方程、康普頓效應、量子力學(xué)、測不準原理、光電效應、原子結構、電子波、薛定鄂方程、中子、宇宙輻射、正電子、回旋加速器、泡利不相容原理、介子、波函數、半導體晶體管、宇稱(chēng)不守恒、反質(zhì)子、量子電動(dòng)力學(xué)、磁流體動(dòng)力學(xué)、磁性、全息照相、超導微觀(guān)理論、超導體隧道效應、射電天體物理與脈沖星、宇宙微波背景輻射、電弱統一理論、K介子衰變……
從1980年到現在，獲得諾貝爾物理學(xué)獎的科學(xué)貢獻是這些：電子光譜儀、恒星結構及轉化、W與Z玻色子、量子霍爾效應、電子顯微鏡、隧道顯微鏡、超導、中微子、粒子探測器、中子光譜學(xué)、τ輕子、激光冷卻和捕獲原子、新的量子流體形式、集成電路、基于激光的精密光譜學(xué)、巨磁阻效應、對稱(chēng)性破缺、光纖通信、半導體成像器件、電荷耦合器件、石墨烯、宇宙加速膨脹、希格斯玻色子、二極管、中微子振蕩。
可以明顯看出，1980年之前，物理學(xué)獲得高速發(fā)展，科學(xué)突破層出不窮，隔幾年就會(huì )有一個(gè)大發(fā)現，激動(dòng)人心，日新月異，從無(wú)線(xiàn)電、光電效應到量子力學(xué)，從測不準原理、泡利不相容原理到薛定鄂方程、波函數、電子波，從原子結構到宇宙微波背景輻射、從相對論、量子電動(dòng)力學(xué)到電弱統一理論……科學(xué)體系有了一個(gè)完整的框架，為日后的發(fā)展打下堅實(shí)的基礎。而1980年之后，基本上沒(méi)有什么了不起的大發(fā)現了。很多時(shí)候諾貝爾物理學(xué)獎只得頒給一個(gè)儀器設備的改良或發(fā)明，比如顯微鏡、探測器、集成電路、光譜儀、二極管、半導體成像器件。
從1980年到現在將近四十年的時(shí)間，（其實(shí)還應該回溯十年，因為諾貝爾獎至少要在發(fā)現作出十年后才會(huì )頒出來(lái)）說(shuō)科學(xué)在原地踏步有些不合實(shí)際，但的確沒(méi)有什么大的進(jìn)步，激動(dòng)人心的發(fā)現已鮮有看到。物理學(xué)遇到了極大的困境。最直接的表現就是人類(lèi)至今甚至無(wú)法將探索的腳步踏足太陽(yáng)系其它行星，更別提沖出銀河邁向宇宙。
德國法蘭克福大學(xué)的物理學(xué)家豪森費爾德Sabine Hossenfelder在她的博客上說(shuō)：“我們已經(jīng)進(jìn)入被稱(chēng)作噩夢(mèng)般結局的境地，很多粒子物理學(xué)家認為這是最壞的結果，這讓他們缺乏指導，迷失在快速增加的模型中。沒(méi)有一些新的物理發(fā)現，他們就沒(méi)有什么要去研究，他們已經(jīng)50年沒(méi)有新的東西去研究了，而且沒(méi)有新的物理發(fā)現能夠告訴他們去往哪個(gè)方向來(lái)探究終極的統一目標——量子引力?！?/p>
弦論的重要推動(dòng)者、哥倫比亞大學(xué)理論物理學(xué)教授布賴(lài)恩.格林在其2011年的著(zhù)作《隱藏的現實(shí)》里寫(xiě)道：不論暗物質(zhì)暗能量的性質(zhì)是哪一種可能，也都是宇宙標準模型、乃至現代物理理論的災難。這樣，從宇宙標準模型公理系統就推出了在現代物理理論中完全矛盾的結論，完全違背了形式化公理系統相容性的基本原則。為了與形式化數學(xué)相符，宇宙標準模型請出了暗物質(zhì)、暗能量和暴脹場(chǎng)這三尊“神”，不是請來(lái)了救世主，而是為自己請來(lái)了掘墓人?，F代物理學(xué)在宏觀(guān)方向，為宇宙探索形成的宇宙標準模型，不可靠、不可信已是千真萬(wàn)確的了。
著(zhù)名理論物理學(xué)家、加拿大圓周理物理研究所李.斯莫林教授在其著(zhù)作《物理學(xué)的困惑》（2008年出版）里指出：“我要講述的時(shí)期，大約從1975年開(kāi)始，是我個(gè)人理論物理學(xué)生涯的幾十年，大概也是自開(kāi)普勒和伽利略400年前從事物理學(xué)以來(lái)最奇異、最令人沮喪的幾十年。我講的故事在某些人讀來(lái)可能像悲劇。老實(shí)說(shuō)，說(shuō)來(lái)好笑，我們失同命運了。我們繼承的這門(mén)科學(xué)（物理學(xué)），長(cháng)久以來(lái)在驚人地發(fā)展著(zhù)，簡(jiǎn)直成了其它科學(xué)的楷模。在過(guò)去的兩個(gè)多世紀里，我們極大擴展了對自然律的了解。但是今天，盡管我們付出了艱巨的努力，可我們對宇宙的認識并不比20世紀70年代更多。30年過(guò)去了，物理學(xué)卻沒(méi)有重大的進(jìn)步，這是多么的不同尋常的事情呀。即使我們回溯200年，當科學(xué)還僅僅只是富家子弟無(wú)聊時(shí)的享樂(lè )時(shí)，也不曾出過(guò)這樣的事情。至少在18紀紀后期，大約每四分之一世紀都會(huì )出現關(guān)鍵問(wèn)題上的重大進(jìn)步。到1980年，物理學(xué)已經(jīng)歷了200年的茁?tīng)畛砷L(cháng)，一個(gè)接一個(gè)的發(fā)現深化了我們對大自然的理解，可是，接下來(lái)，1980年代初開(kāi)始，物理學(xué)的腳步停了。我是粒子物理學(xué)標準模型建立后成長(cháng)起來(lái)的第一代物理學(xué)家之一。我與科學(xué)同行見(jiàn)面時(shí)，大家經(jīng)常問(wèn)：’我們發(fā)現了什么值得我們這一代人驕傲的東西嗎？’那么我們只好承認’沒(méi)有！’我們必須面對一個(gè)令人震驚的事實(shí)：我們不象我們的前輩，沒(méi)有發(fā)現任何能流傳后代的東西。這令很多人產(chǎn)生了危機；而更重要的是，它還帶來(lái)了物理學(xué)的危機?！?/p>
北京鈾礦地質(zhì)研究所科學(xué)技術(shù)委員會(huì )主任、學(xué)者杜樂(lè )天指出：“近年來(lái)在國內自然科學(xué)界出現了一個(gè)值得注意的新氣象、新覺(jué)醒——對早已敗象頻出的西方科學(xué)說(shuō)不而且算總賬的新反思。這一變化其深遠意義非同小可，可能是西方自然科學(xué)神像最終離開(kāi)中國大陸的前兆，自此之后甩開(kāi)洋教條幽靈的纏繞、獨立思考、獨立創(chuàng )造的新紀元即將到來(lái)。人們已清醒，認識世界、改造世界遠不是只有西方模式的唯一。本人多次強調近年來(lái)所謂的“科技繁榮”概念是一個(gè)后果相當有害的誤判，當代繁榮的全是技術(shù)而科學(xué)恰恰相反，最不繁榮，而且是嚴重的衰敗，認識世界的能力大大倒退，每況愈下，迷惘、困惑甚至絕望。做出來(lái)的幾乎全是虛功、虛業(yè)、虛名，科研成果越來(lái)越碎、窄、散、偏、謬！已經(jīng)到了山窮水盡、走投無(wú)路的地步。這種頹勢全面反映在自然學(xué)科各有關(guān)學(xué)科，例如宇宙大爆炸、弦論、引力波、量子糾纏、暗物質(zhì)、暗能量、黑洞、Ω點(diǎn)（終極真理）、上帝粒子、UFO外星人入侵、2012年世界末日、外星或宇宙移民、全球變暖、地球200年內毀滅、行為主義、萬(wàn)有源自比特、200億美元的歐洲高能粒子加速器失效等等，搞得整個(gè)自然科學(xué)滿(mǎn)天煙霧，到處是胡解釋、虛擬和幻想，把科學(xué)異化為宗教。實(shí)際上，從上世紀70年代全球板塊構造理論失誤、地震無(wú)能預測等于向全球正式宣告西方自然科學(xué)王朝壽終正寢退位開(kāi)始以來(lái)，西方帶頭的國際前沿（指的是科學(xué)，不談技術(shù)）幾乎沒(méi)有一項是成功的，搞一個(gè)失敗一個(gè)，以不了了之為結局。此中充滿(mǎn)了沉痛的教訓，一味崇迷的我國自然科學(xué)界也跟著(zhù)捂住眼睛捉迷藏上當吃了大虧。不過(guò)情況逐漸起了變化。最近的例子，今年二月份突如其來(lái)大搞引力波的喧囂未能成功之后，不多久于6月份又刮起了籌建世界上最大的粒子對撞機的鼓噪，幸好遇到棒喝，也未得逞?！?/p>
歐洲大型強子對撞機除了建造耗資110億美元之巨外，還有6000余名科學(xué)家團隊多年來(lái)的巨大投入，可回報卻是噩夢(mèng)般的nothing??！
無(wú)論是上天，還是入地尋找所謂暗物質(zhì)的計劃也傳來(lái)壞消息：一無(wú)所獲。
雖然這段時(shí)間里，量子力學(xué)的成功，推動(dòng)電子信息科技日新月異的發(fā)展，發(fā)生了電子信息的技術(shù)革命。比如電腦，網(wǎng)絡(luò )、機器人等。但這些都只是技術(shù)的繁榮，而非科學(xué)的興盛。
技術(shù)與科學(xué)是兩回事?？茖W(xué)是搞認識論的，它的產(chǎn)品是思想、規律；技術(shù)是搞方法論的，它的產(chǎn)品是器物和辦法。形象的比喻，技術(shù)是手；科學(xué)是腦。技術(shù)再發(fā)達也不等于科學(xué)強大?？茖W(xué)發(fā)展了，才會(huì )有相應的技術(shù)出現。很簡(jiǎn)單的一個(gè)例子，愛(ài)因斯坦提出質(zhì)能方程，核科學(xué)家提出放射性核裂變，科學(xué)打下了基礎，原子彈技術(shù)才能發(fā)展，現如今所有的核科技，都是建立在核科學(xué)基礎上?？茖W(xué)不能取得突破，技術(shù)就成為無(wú)源之水，無(wú)根之木。這也是人類(lèi)至今仍被禁錮在地球上不能邁向太空宇宙的根本原因。
科技革命與科學(xué)革命是完全不同的兩個(gè)范疇?？萍几锩辽侔l(fā)生了四次，包括蒸汽機工業(yè)革命、電氣革命、原子和計算機的電子信息革命，和正在發(fā)生的生物技術(shù)革命。而科學(xué)革命則只發(fā)生了兩次，第一次是牛頓經(jīng)典力學(xué)與萬(wàn)有引力的建立，第二次是相對論與量子力學(xué)的建立?？茖W(xué)革命始終引導著(zhù)技術(shù)革命，有了科學(xué)的突破，技術(shù)的進(jìn)步才能成為可能，成為現實(shí)。電子信息革命使人們的生活日新月異，而正是量子力學(xué)引導了電子信息技術(shù)革命。由于落后挨打，中國不幸錯失前面歷次科學(xué)革命與技術(shù)革命的機遇，并在剛剛已經(jīng)發(fā)生的電子信息革命中表現平平，收獲不多。新一代科學(xué)革命的核心爭奪已經(jīng)展開(kāi)，新時(shí)期產(chǎn)業(yè)革命的來(lái)臨已進(jìn)入倒計時(shí)，它們將決定一個(gè)民族的世界地位，將影響一個(gè)國家的興衰成敗。對于沒(méi)有抓住科學(xué)革命和技術(shù)產(chǎn)業(yè)革命機遇的國家而言，降級為發(fā)展中國家是他們付出的成本代價(jià)，如葡萄牙和阿根廷等；對于抓住科學(xué)革命和技術(shù)產(chǎn)業(yè)革命機遇的國家而言，成為世界強國和發(fā)達國家是他們的凈收益，如美國和英國等。英國引領(lǐng)了第一次工業(yè)革命，成為世界性強國。美國引領(lǐng)了電氣革命與電子信息革命，成為世界霸權大國。
為什么美國高科技如此發(fā)達，卻無(wú)法將探索的腳步?jīng)_出太陽(yáng)系，飛碟花了半個(gè)世紀也無(wú)法制造出來(lái)？就是因為引力無(wú)法被科學(xué)家正確認識，反引力無(wú)法獲得真正的成果。實(shí)事求是的說(shuō)，人類(lèi)的科學(xué)，現在基本還是停留在幾十年前，仍然是以萬(wàn)有引力、相對論與量子力學(xué)為三大支柱的科學(xué)殿堂。再也沒(méi)能向前一步。正因為此，人類(lèi)的太空探索，僅僅是止步于地球的衛星月亮上。自從1969年美國成功登月后，一轉眼已過(guò)去了近半個(gè)世紀。這么漫長(cháng)的時(shí)間，人類(lèi)的太空夢(mèng)想居然仍然是止步于月球，甚至連火星都沒(méi)能夠去踏足。半個(gè)世紀不能前進(jìn)一步，這是多么的令人悲嘆失望?？梢?jiàn)，技術(shù)再強大，沒(méi)有科學(xué)做基礎，技術(shù)都只是浮云。要想完成最強大的科技，必須要有相應的完成大突破的科學(xué)理論來(lái)指導，這是已被證實(shí)的顛撲不破的真理。
科學(xué)的停滯不前，最突出表現在對萬(wàn)有引力的迷惑，無(wú)法將萬(wàn)有引力與量子力學(xué)統一起來(lái)，統一場(chǎng)論始終無(wú)法建立，因此一直無(wú)法找到反引力的有效方法。更加無(wú)法找到飛碟飛行的動(dòng)力來(lái)源。宇宙遨游成為無(wú)法實(shí)現的夢(mèng)想。銀河時(shí)代遙不可及，只能成為科幻里的故事。
好在，這一時(shí)期，有一個(gè)理論，使科學(xué)界看到了希望，產(chǎn)生了堅持下去力量。從而贏(yíng)得了廣泛的支持與投入，紅紅火火地展開(kāi)了其對科學(xué)終極理論的追求。
它就是―――“弦論”。
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◎弦論
弦論，認為基本粒子其實(shí)都是一根根的弦。弦發(fā)生振動(dòng)，由于振動(dòng)方式的不同，弦表現為基本粒子的各種形式，如質(zhì)子、中子、電子、中微子、光子等，都是弦的不同振動(dòng)方式產(chǎn)生的結果?？梢园严冶扔鞒梢话研√崆俚那傧?，通過(guò)樂(lè )手的演奏，琴弦發(fā)生不同的振動(dòng)，每一種振動(dòng)發(fā)出一個(gè)不同的音符。這些音符組成連貫的音樂(lè )。弦的振動(dòng)，形成不同的基本粒子，這些基本粒子組成了這個(gè)世界。
弦論產(chǎn)生于一個(gè)很偶然的機會(huì )。
1968年，維內齊亞諾和鈴木真彥在圖書(shū)館里無(wú)意間發(fā)現了一個(gè)B函數，兩人發(fā)現這個(gè)函數能夠描述兩個(gè)介子的碰撞現象。這需要將基本粒子看成一根根的弦。弦得到能量就伸展，失去能量就收縮。弦的不同振動(dòng)，產(chǎn)生不同質(zhì)量、特性的基本粒子。弦論就這樣產(chǎn)生了。
南部陽(yáng)一朗發(fā)現的振動(dòng)弦之特性。1971年，施瓦茲給出弦的自旋值。弦論一度風(fēng)風(fēng)火火。
可是，物理學(xué)家拉夫雷斯發(fā)現，弦論只能存在于一個(gè)26維空間或10維空間。否則它的理論基礎將不復存在。這對弦論是一個(gè)重大的打擊。沒(méi)誰(shuí)能想象得出一個(gè)那么多維的世界。這只能說(shuō)弦論是錯誤的。而且，弦論預言的速度快于光速的快子，并沒(méi)有在實(shí)驗中找到。
可還是有人在苦苦堅持。施瓦茲、謝爾克就是其中最著(zhù)名的兩位。謝爾克30歲英年早逝，施瓦茲找到了另一個(gè)合作者－-瑪麗女王學(xué)院的格林。他們不僅宣布在存在快子，可推導出引力子存在，其宣稱(chēng)最大的成就在于，能夠消解量子化引力計算時(shí)所產(chǎn)生的無(wú)窮大，從而統一引力。弦論從而成為了統一場(chǎng)論的候選理論，得到諸多追捧。
廣義相對論對引力的描述，公認是完美而有效的。但它無(wú)法同量子力學(xué)相結合。引力量子化的一個(gè)結果，就是值無(wú)窮大，不可重整化。其原因在于：引力正比于質(zhì)量和能量。隨著(zhù)所交換的虛引力子能量增加而增加。計算一個(gè)費曼圈圖對幾率貢獻時(shí)，必須把所有可能的虛粒子能量都加起來(lái)。1+2+3+……在無(wú)限的相加中，其單個(gè)的數值也在步入無(wú)窮大。無(wú)窮大中有一個(gè)無(wú)限大變量，這種情況被稱(chēng)為“不可重整化”。
在量子電動(dòng)力學(xué)里，電磁力不依賴(lài)能量，只與電荷有關(guān)。計算一個(gè)費曼圈圖對幾率貢獻時(shí)，結果成為：1+1+1……這種無(wú)限大可以用數學(xué)方法加以解決，得到一個(gè)有意義的數。這稱(chēng)為“可重整化”。
引力之所以困撓科學(xué)家們這么多年，原因之一，就是引力量子化計算中，一直出現這種無(wú)窮大而且不可重整化。這種結果是沒(méi)有意義的。
科學(xué)界早已明確，誰(shuí)能在量子力學(xué)框架里統一了萬(wàn)有引力，誰(shuí)就能得到諾貝爾物理學(xué)獎。弦論宣稱(chēng)可以使引力在量子化時(shí)得到有意義的結果。這當然吸引了無(wú)數人的注意力。這產(chǎn)生了1984年的第一次超弦革命。激發(fā)了科學(xué)界對弦論的熱情。一時(shí)間，無(wú)數年輕學(xué)者都對弦論展開(kāi)了深入研究。數萬(wàn)篇弦學(xué)論文被發(fā)表。弦論，是如今科學(xué)界最寄以厚望的理論，也是萬(wàn)物至理－－統一場(chǎng)論的唯一候選理論。
M理論號稱(chēng)是弦理論中集大成的理論，是第二次超弦革命的結果。其代表人物是普林斯頓大學(xué)高等物理研究所的威騰。
幾十年來(lái)，超弦理論界在美國已具備極大的熱度與勢力。美國大學(xué)里，弦論學(xué)家占據了很大的陣地。普林斯頓高等物理研究所，只有一個(gè)人不是弦論學(xué)家。其他的全都是以研究弦而聞名。大學(xué)物理界一年授予的教授席位，97%都給了弦的研究者。無(wú)數的款項給弦學(xué)家們準備著(zhù)。弦學(xué)家們擁有最好的科研工作與高級的待遇。人們都認為，弦論走在了正確的方向。
超弦理論家們，重要的特征是，相當的自信，非?？裢?。滿(mǎn)以為自已是掌握著(zhù)科學(xué)正確的方向，從事研究著(zhù)未來(lái)的大統一理論。著(zhù)名印度天文學(xué)家錢(qián)德拉塞卡大約是上世紀最好的天文學(xué)家之一，可謂是德高望重，在80高齡終于獲得諾貝爾獎。在一個(gè)慶祝會(huì )上，他旁邊坐著(zhù)一個(gè)年輕人，兩人攀談起來(lái)。他問(wèn)年輕人：“你是在研究什么？”
年輕人得意地說(shuō)是研究弦論。并建議錢(qián)德拉塞卡加入到弦學(xué)的研究中來(lái)，否則將會(huì )落后于時(shí)代，失去把握正確科學(xué)方向的機會(huì )。
錢(qián)德拉塞卡說(shuō)：“年輕人，我向你保證，海森堡決不會(huì )對冒失地建議我離開(kāi)本身研究課題而去研究量子力學(xué)。他也不會(huì )對一個(gè)50年前就是博士的老人說(shuō)他會(huì )落伍?！?/p>
哥倫比亞大學(xué)物理學(xué)教授布萊爾.格林是弦論公認的重要開(kāi)拓者，他信心滿(mǎn)滿(mǎn)地說(shuō)：“我相信我們能成功。因為還從來(lái)沒(méi)有一個(gè)理論象弦論這樣走了這么遠之后，被證明是錯誤的?！?/p>
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◎弦理論黯淡的前景
可以肯定，弦論的前景已經(jīng)漸漸黯淡。
有識之士開(kāi)始反思弦論之熱。他們開(kāi)始困惑：三十年來(lái)，科學(xué)沒(méi)有一點(diǎn)進(jìn)步，沒(méi)有一點(diǎn)值得興奮的發(fā)現。這個(gè)現實(shí)讓人驚訝。以前根本不是這樣的：每年都會(huì )有激動(dòng)人心的科學(xué)發(fā)現出現。從相對論到量子、從中子到中微子、從激光到掃描隧道顯微鏡、從波粒二象性到不確定性原理……從18世紀80年代到20世紀70年代，這兩百年，科學(xué)基本上每十年就會(huì )有一次大進(jìn)步。
可是，從20世紀70年代起，三十多年來(lái)，科學(xué)界從此沒(méi)有再前進(jìn)一步。最大的發(fā)現，據稱(chēng)，居然只是中微子質(zhì)量并不為0，而是有著(zhù)微小質(zhì)量。
似乎僅僅只能指望弦論了。弦論也贏(yíng)得了最多的關(guān)注與熱情。無(wú)數的資金、無(wú)數充滿(mǎn)天分與才華的科學(xué)家都全力投入到對弦理論的探索中。
但是，如果弦論失敗了呢？弦論占據了如此多的科學(xué)空間，妨礙了其他理論的研究。如果弦論失敗，其后果是嚴重的。將會(huì )使科學(xué)進(jìn)步延遲數十年。
因基本粒子成就而獲得諾貝爾獎的特霍夫特說(shuō)：“實(shí)際上，我還沒(méi)打算稱(chēng)弦理論是一個(gè)理論。它更象一個(gè)模型。甚至連模型都算不上。而只是一種感覺(jué)。畢竟，一個(gè)理論應有一套指南，教我們如何識別事物（也就是基本粒子）。至少原則上能確立一些法則，來(lái)計算那些粒子的性質(zhì)，并作出新的預言?？墒窍依碚撊珱](méi)有這些。它就象：我給你一把椅子，卻告訴你椅腿還沒(méi)有找到。坐掀起、靠背也還在設想之中，等一會(huì )才能拿出來(lái)。這還能是椅子嗎？”
弦論最激進(jìn)、也最權威的支持者、以標準模型而得到諾貝爾獎的格羅斯在一次弦論的慶祝大會(huì )上說(shuō)：“我不知道我們在談?wù)撌裁础锢韺W(xué)今天狀態(tài)很讓人困惑。同幾十年前相比，現在的物理學(xué)缺少絕對基本的東西。缺少同樣深刻的東西?！?/p>
弦理論依賴(lài)著(zhù)幾個(gè)關(guān)鍵假設，可這些假設并沒(méi)有得到證明和觀(guān)察。弦沒(méi)有提出新預言，它似乎有數不清的形式，可能有幾百萬(wàn)種。就是沒(méi)有一種能夠深入人心讓人信服的結果。
憑統一電磁力和弱作用力而得到諾貝爾獎的哈佛大學(xué)教授格拉肖，對弦論不屑一顧，認為這是一個(gè)停留在幻想中的幻覺(jué)，無(wú)法取得成功。他對弦論進(jìn)行抵制，不允許弦論進(jìn)入哈佛大學(xué)。當然，他的抵制沒(méi)取得成功。弦論興盛時(shí)，哈佛大學(xué)照樣被弦論所包圍。
弦理論形式多種多樣，不計其數。究竟會(huì )有多少弦理論呢？答案依賴(lài)于想要多大的宇宙常數。如果宇宙常數為0和負，就有無(wú)限多的不同形式和內容的弦論。如果宇宙常數為正，弦論幸運的就成為有限多個(gè)。這個(gè)數目是10500次方，這當然是一個(gè)非常巨大的數字。而且，每個(gè)弦論都不同，在基本粒子和標準模型上給出不同預言。這些預言又跟實(shí)驗無(wú)關(guān)，不可能得以實(shí)驗的驗證。正如它宣布存在卷曲為普朗克長(cháng)度小球的其它六維、如果有足夠精密的顯微鏡就能看到基本粒子是直徑普朗克長(cháng)度的弦一樣。普朗克長(cháng)度為10-35米。這個(gè)尺度，大約一百年內都無(wú)法觀(guān)察到。
弦論更象是只建立在想象中的理論。在想象中，將基本粒子視為一根弦發(fā)出的不同振動(dòng)的弦論，的確能夠較為完美地解釋四種力的作用機制?，F實(shí)中呢？弦從來(lái)沒(méi)有被觀(guān)察到。弦論認為，如果顯微鏡足夠精密，將可以發(fā)現一個(gè)基本粒子其實(shí)就是一根弦。也許是因為當代顯微鏡還不夠精密，基本粒子從來(lái)沒(méi)有成為弦的模樣。
弦論最大的缺點(diǎn)在于，它只能建立在10維或26維空間中。否則就將產(chǎn)生無(wú)窮多個(gè)解，絕大部分是沒(méi)有意義的。我們居住在三維空間，加上一個(gè)時(shí)間維，是四維時(shí)空。10維空間到底是什么樣？無(wú)人能想象出來(lái)。不過(guò)弦論專(zhuān)家認為，另外六個(gè)維卷曲成一個(gè)小團，比原子還小得多，約為普朗克長(cháng)度：10-33厘米。因此，人們無(wú)法觀(guān)察到其它六個(gè)維。
用泡利對卡魯扎－克萊因多維理論尖刻的評論來(lái)說(shuō)：“它連錯都夠不上?！贝蟾乓彩沁m用于弦論的。因為無(wú)法觀(guān)察的東西，能有什么意義？誰(shuí)又能證明它的存在？弦論在這里，遇上了瓶頸，無(wú)法自圓其說(shuō)。
宇宙膨脹是弦論所沒(méi)有料到的。它無(wú)論提出什么參數和假設，也無(wú)法得到一個(gè)能使宇宙產(chǎn)生膨脹的結果。超弦大師威騰承認：“我不知道有什么好辦法能從統論和M理論中得到德·西特爾空間。（德·西特爾空間是具有正的宇宙常數、空無(wú)一物、加速膨脹的宇宙空間。它的宇宙常數由德·西特爾首先提出）”
弦理論興盛的根本原因，在于弦學(xué)家們宣布弦論可以消除量子引力的無(wú)窮大結果。事實(shí)呢？
物理學(xué)家、圓周物理研究所主持者李·斯莫林原本也以為弦理論確實(shí)做到了這一點(diǎn)。他在寫(xiě)一篇紀念某科學(xué)家的文章，提到其為弦論作的貢獻時(shí)，為了確證弦論已經(jīng)消除了引力量子化時(shí)的無(wú)窮大結果，而到處查問(wèn)。找到這一言論的最初斷言者來(lái)質(zhì)詢(xún)，結果發(fā)現，這只是一個(gè)誤會(huì )。超弦革命發(fā)生于1984年，直到2001年，17年來(lái)，弦論才證明了引力的二階有限性，2005年勉強證明了三階有限性，再往更高階，得到的都是無(wú)窮大結果。
斯莫林也曾經(jīng)非常相信弦論會(huì )成為統一理論，并在失利于圈量子引力后，投身于弦理論，耗費數年時(shí)間來(lái)研究弦。連他都花了很多查詢(xún)論證才明白弦論并沒(méi)有證明引力的結果有限性，可見(jiàn)弦論確實(shí)正如格羅斯所說(shuō)：“我不知道我們現在是談?wù)撔┦裁础毕艺搹膩?lái)沒(méi)有提出過(guò)什么值得重視預言。沒(méi)有想過(guò)讓別人去驗證什么。而一個(gè)理論，要想成功，難道不應該接受檢驗？或不應該提出預言去驗證自已？
物理學(xué)，就是物理學(xué)。它不是數學(xué)。弦論，依靠太多的數學(xué)技巧與計算，它建立的基礎不是物理，而是數學(xué)。數學(xué)只能成為物理學(xué)研究的工具，弦論卻將數學(xué)當成了全部。用數字游戲來(lái)掩蓋其理論上的貧乏與缺乏邏輯。
弦，也許不會(huì )導致一個(gè)能統一科學(xué)的理論，恰恰相反，它也許將導致一個(gè)悲劇。
那么多科學(xué)家將所有的希望都寄托在弦理論上。他們花費數十年時(shí)間在弦論的研究上，幾乎就是一個(gè)人全部的生命。如果弦論被證明是失敗的，對他們而言，是多么難以接受的結果。
李·斯莫林指出，弦論，已經(jīng)有點(diǎn)象一個(gè)宗教。具有蠱惑人心的特征，讓信徒頂禮膜拜，最后卻什么好結果也沒(méi)有帶來(lái)，除了失望和痛苦。人們將金錢(qián)上交國家，這些錢(qián)被用到支持科學(xué)研究上。他們并沒(méi)有更多要求，只想在有新的科學(xué)發(fā)現時(shí)，可以知道概況。如果科學(xué)家們作不出新的發(fā)現，拿不出科學(xué)成果，他們雖無(wú)怨言，科學(xué)家們也該慚愧。
2015年12月初，上百名世界上杰出的科學(xué)家、哲學(xué)家和理論物理學(xué)家們集聚一堂，在德國慕尼黑大學(xué)召開(kāi)了會(huì )議，討論基礎物理學(xué)如今面臨的科學(xué)理論界定的問(wèn)題。此次慕尼黑會(huì )議得出的結論是，弦理論還沒(méi)成為一個(gè)科學(xué)理論。弦理論得到了很多理論的支持，但無(wú)法得到實(shí)驗的驗證。在這個(gè)方面，弦理論與自然哲學(xué)并無(wú)區別。計算機誕生之后，數學(xué)就在不斷向實(shí)驗性的方向發(fā)展。但弦理論和相關(guān)的理論只能被數學(xué)所解釋?zhuān)瑢⒗碚撐锢韺W(xué)推向了純數學(xué)的深淵。歷史上，人們一旦選擇了相信無(wú)法被實(shí)驗證明的理論，就很難再更改過(guò)來(lái)。與會(huì )人員作出總結，為了抵御偽科學(xué)的侵害，必須維護實(shí)證檢驗的權威。這些人應該意識到，如果該理論仍無(wú)法與現實(shí)世界的科學(xué)數據和分析建立聯(lián)系，他們的研究將不會(huì )被科學(xué)所承認。如果因為它看起來(lái)很美好，就對其放松“科學(xué)”的定義，那將帶來(lái)可怕的后果。
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◎新的科學(xué)觀(guān)念
要想統一萬(wàn)有引力與量子力學(xué)、統一萬(wàn)有引力與相對論；建立萬(wàn)物至理－-統一場(chǎng)論；要想讓飛船輕松達到光速、讓時(shí)間旅行和宇宙遨游成為現實(shí)，人類(lèi)需要改變一個(gè)觀(guān)念，一個(gè)千百年來(lái)都根深蒂固植于大腦中的看法－－蘋(píng)果之所以落向地面，是因為萬(wàn)有引力。
事實(shí)上，萬(wàn)有引力從來(lái)都沒(méi)有存在過(guò)！
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◎請抱有一點(diǎn)希望
萬(wàn)有引力不存在？這不是胡說(shuō)八道嗎？
沒(méi)有引力，蘋(píng)果為什么會(huì )掉到地上？人為什么會(huì )有重量？行星為什么會(huì )繞著(zhù)太陽(yáng)公轉？月亮為什么會(huì )繞著(zhù)地球公轉？這些顯而易見(jiàn)的事實(shí)，這么多瞎子都知道的現象，我居然視而不見(jiàn)，居然說(shuō)，萬(wàn)有引力從來(lái)都沒(méi)有存在過(guò)，我難道是不正常嗎？
愛(ài)因斯坦說(shuō)過(guò)，一個(gè)科學(xué)想法，假如最初看上去不是荒唐可笑，那就不要對它抱有什么希望。
萬(wàn)有引力從來(lái)都沒(méi)有存在過(guò)――――這個(gè)想法非?；奶瓶尚?。
所以，請對我抱有一點(diǎn)希望。
究竟，引力能否被統一進(jìn)量子力學(xué)？用何種理論，才能完成這一目標？
能夠。只要明白一點(diǎn)―――萬(wàn)有引力從來(lái)都沒(méi)有存在過(guò)。
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◎特別的引力
宇宙存在的四種基本力：引力、電磁力、強核力、弱核力。對比一下，會(huì )發(fā)現，引力是那么的特別。
強核力是最強的力，電磁力次之。弱核力雖然比它們都弱，但跟引力比起來(lái)，卻又是那么巨大。如果將引力值定為1個(gè)單位，則弱核力為1036單位，電磁力為1037單位，強核力為1039單位。
可以看到,跟其它三種力相比，引力真是太微不足道了。
可以形象地看看引力到底有多么弱。一張紙片，平放在桌面，由于地球對它的引力，它不會(huì )飄浮起來(lái)（有風(fēng)吹除外）。用一把梳子在頭上梳幾下，梳子將帶上一點(diǎn)電荷。把梳子靠近這張紙，兩者之間產(chǎn)生的電磁力輕易就將紙吸了起來(lái)，可見(jiàn)，這個(gè)電磁力要大于地球對紙片的引力。這個(gè)電磁力是由幾個(gè)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的；而這個(gè)引力是由整個(gè)地球的質(zhì)量才產(chǎn)生的。
引力這么微弱，它是怎么產(chǎn)生的呢？科學(xué)巨人們在這個(gè)問(wèn)題上煞費苦心。愛(ài)因斯坦深入思考了引力這個(gè)問(wèn)題，這個(gè)問(wèn)題是廣義相對論的主題，甚至成為他晚年統一場(chǎng)論成敗的關(guān)鍵。廣義相對論將引力解釋為空間的彎曲。但愛(ài)因斯坦也認為這個(gè)解釋是不夠的。他認為，兩個(gè)物體之間通過(guò)引力場(chǎng)發(fā)生作用，物體發(fā)出引力子來(lái)吸引對方。電磁波產(chǎn)生于電流或磁場(chǎng)的劇烈變化,引力波則產(chǎn)生于引力場(chǎng)的急劇變化。他預言,引力波將被精密的儀器探測出來(lái)。
量子力學(xué)興盛起來(lái)，量子引力學(xué)認為，基本粒子（如質(zhì)子、中子、電子等）在引力場(chǎng)中通過(guò)交換引力子來(lái)相互作用，從而使兩個(gè)物體之間產(chǎn)生引力?？勺屗麄冾^痛的是，無(wú)論如何計算，這個(gè)值都是無(wú)窮大，不可重整化。所以，量子引力學(xué)至今得不到認可。
弦論流行一時(shí)。剛接觸弦論時(shí)，我是相當激動(dòng)的，一時(shí)竟不舍得將弦論讀完。就象是小時(shí)候拿到一包精美的點(diǎn)心不舍得一下吃完一樣。我那時(shí)正在苦思飛碟的奧秘，苦思其動(dòng)力原理。為什么飛碟能輕松自如擺脫重力束縛自由飛翔？而且輕松就能達到光速？弦論給了我找到其中奧秘的希望。
弦論將基本粒子視為一根根無(wú)質(zhì)量的弦，真讓我喜出望外。那樣，也許飛船就可以在某種機制作用下成為無(wú)質(zhì)量的東西－－飛船由基本粒子組成，每一個(gè)基本粒子又是一根無(wú)質(zhì)量的弦。飛船就可以無(wú)質(zhì)量了。只需要在飛船中加上一個(gè)粒子分解器，將飛船分解為一根根的弦，也許就可以達到目的，在宇宙電磁場(chǎng)加速下，使飛碟以光速飛行。
可在通讀了弦論的觀(guān)點(diǎn)后，只能是失望。物體并不能因為弦論而變得無(wú)質(zhì)量。我，只好另辟蹊徑，另起爐灶了―――推翻萬(wàn)有引力，否定引力的存在。事實(shí)證明，這也是唯一正確的路徑。
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◎引力，已不能不讓人懷疑
如果存在引力，這個(gè)宇宙會(huì )變成什么樣？如果牛頓萬(wàn)有引力定律正確，這個(gè)宇宙會(huì )變成什么樣？
引力是純悴相互吸引的力，它可以成功解釋月球為何會(huì )繞著(zhù)地球轉，可以解釋人造衛星為何會(huì )繞著(zhù)地球轉。地球對它們的引力，之所以無(wú)法將它們拉拽到墜向地球，是因為它們在做圓周運動(dòng)時(shí)具有一個(gè)離心力，這個(gè)離心力有將它們拉向地球之外的趨向。所以物體想做圓周運動(dòng)，都需要一個(gè)向心力。引力正好就充當了這個(gè)向心力，使之同離心力平衡。兩個(gè)力平衡后，月球和人造衛星就能穩定地繞著(zhù)地球做圓周或近似圓周運動(dòng)。
引力也可以完美地解釋太陽(yáng)系里八大行星圍繞太陽(yáng)公轉這個(gè)系統保持穩定的原因。原理是一樣的。引力充當向心力，同離心力正好保持平衡。
我們，難道目光還只停留在太陽(yáng)系就足夠了嗎？
銀河系必須成為人類(lèi)的目標。任何一個(gè)定律，一定要能夠完善解釋銀河系發(fā)生的現象，才能被科學(xué)界所接受。
我對萬(wàn)有引力的懷疑乃至否定，就是從在仰望星空時(shí)，把目光遙望銀河系時(shí)開(kāi)始的。
銀河系是一個(gè)由2000億顆恒星組成的星系。從側面看，它形似一個(gè)飛碟，中間突起，兩冀從中間開(kāi)始由厚變薄，逐漸扁平。從正面看，銀河系是一個(gè)大圓盤(pán)，由四至五個(gè)螺旋臂旋轉數圈而成。太陽(yáng)位于“獵戶(hù)旋臂”上，接近銀河的邊緣地帶。銀河系中央是密集的老年恒星，還存在著(zhù)質(zhì)量巨大的黑洞，2000億顆恒星圍繞著(zhù)銀河中心恒星球團公轉。據天文學(xué)家認為，銀河中心存在一個(gè)質(zhì)量為太陽(yáng)數百萬(wàn)倍的巨大黑洞。
太陽(yáng)系中行星繞太陽(yáng)公轉，每一個(gè)行星都有不同的公轉周期T，不同的公轉速度V，不同的公轉半徑r。
開(kāi)普勒第三定律：r3/T2=K ；K是一個(gè)常數，由行星公轉的中心天體的質(zhì)量M的大小決定。
K=M*G/4π2 ；G為引力常數
太陽(yáng)系里，K值的大小由太陽(yáng)的質(zhì)量大小決定。由于每一個(gè)行星位于不同的軌道上，r不相同，所以公轉周期
_______
T=√（r3/K）也不相同。這就是太陽(yáng)系里的八大行星公轉周期差異非常大的緣故。離太陽(yáng)越遠，公轉周期也就越大。
只有在這種嚴密的狀態(tài)下，行星的引力才正好等于公轉離心力，才能使太陽(yáng)系保持穩定。行星既不飛出太陽(yáng)系，也不會(huì )墜落向太陽(yáng)表面。
銀河系里，恒星們成為銀河中央黑洞的“行星”，圍繞著(zhù)中央黑洞公轉。要使離心力等于引力，這些恒星的公轉周期T也必須符合這個(gè)公式，T=√（r3/K），離銀河中央黑洞越遠，T越大。離銀河中央黑洞越近，T越小。
事實(shí)是如此嗎？
恒星之所以被天文學(xué)家稱(chēng)為恒星，就是因為對地球而言，它們的位置都是恒定不變的。每個(gè)夜晚仰望星空，每一顆星星都有其特定的位置，好似固定不變一樣。行星之所以被天文學(xué)家稱(chēng)為行星，就是因為天文學(xué)家發(fā)現，這些行星的位置時(shí)時(shí)在發(fā)生變化，一會(huì )兒在東，一會(huì )兒在西。
恒星在天空的位置之所以恒定，是因為它們之間相互沒(méi)有發(fā)生過(guò)位移，或這個(gè)位移基本上可以忽略不計，無(wú)法觀(guān)察到。
銀河系中的恒星就更明顯地表現出其位置不變的恒定性。牛郎星與織女星日復一日年復一年地相望在銀河兩端，是永遠無(wú)望相逢在一起的。所以，民間藝術(shù)家想像出了讓他們通過(guò)鵲橋來(lái)相會(huì )。
這說(shuō)明，銀河系的所有恒星，繞中央黑洞公轉的角速度都應該大致上差不多，就象是在一個(gè)轉盤(pán)上放置的許多沙子一樣，這些沙子繞中心轉動(dòng)，沙子之間相對位置不變。它們在每一個(gè)相同時(shí)間段所經(jīng)過(guò)的公轉角度都是相同的。公轉一圈所花的時(shí)間都是一樣的。
當然,銀河系的實(shí)際情況有所區別．并非所有恒星都以相同角速度和周期繞中心旋轉。銀河系的自轉是一種不太規則的自轉，銀河中心附近的恒星角速度和周期相同。銀河外圍的天體角速度和周期隨著(zhù)r增加會(huì )有所增加。詳細情況，下一章會(huì )說(shuō)明。在此,分析一個(gè)大概的情況，讓大家對此有所了解．
銀河恒星的公轉周期T都大致相同。而常數K由中央黑洞質(zhì)量決定，對不同恒星而言是一個(gè)確定相同的值。
r3/T2=K ==》r3=K*T2。K與T都相同，故所有恒星的公轉半徑r都應相同。這樣才能保證離心力與引力剛好保持平衡，恒星們不會(huì )飛出銀河系，也不會(huì )向銀河中心靠攏而被黑洞吞沒(méi)。在太陽(yáng)系中，之所以行星的公轉半徑r可以不同，是因為不同行星具有不同的公轉周期。
銀河系的情況與這個(gè)由萬(wàn)有引力定律和開(kāi)普勒第3定律推論出的結論完全不同。所有恒星位于不同的公轉半徑上，密密麻麻遍布銀河每一個(gè)角落。公轉周期是大致相同的，公轉半徑卻是完全不同的。這種狀態(tài)，根據力學(xué)的基本原理，是絕對無(wú)法穩定存在的。
F離心力=ma=mv2／r=mω2r=4π2*mr／T2
引力為GMm／r2
隨著(zhù)r的增加,恒星的離心力與r成正比,一起增加。引力卻同r2成反比，急劇減小。這會(huì )造成嚴重后果。
如果某一個(gè)半徑上恒星能夠保持平衡，離心力等于引力，都是F；那么在半徑更大一點(diǎn)的公轉軌道上，恒星的離心力將增加，大于F，引力將減小，小于F。兩個(gè)力就無(wú)法平衡。結果將是這些恒星將向外飛出銀河系。
在半徑更小一點(diǎn)的公轉軌道上，恒星的離心力將減小，小于F，引力將增加，大于F，兩個(gè)力同樣無(wú)法平衡。這些恒星將被銀河中央黑洞拉拽靠攏，從而被黑洞無(wú)情的吞沒(méi)。
也就是說(shuō)，在銀河系，只有一個(gè)軌道半徑能使恒星保持平衡。在其它半徑的軌道上，恒星都會(huì )在兩個(gè)不平衡力作用下偏離軌道。
可見(jiàn)，如果萬(wàn)有引力定律和開(kāi)普勒定律是正確的話(huà)，銀河系是不可能保持穩定狀態(tài)的，不是內聚為一個(gè)奇點(diǎn)，就是恒星向外飛出散盡，無(wú)法成為星系。不僅僅銀河系如此，宇宙中其他星系也都是如此。這個(gè)宇宙也就無(wú)法保持穩定狀態(tài)。
幸好，這個(gè)宇宙還是相當穩定的，除了宇宙一直在加速膨脹外。
那恒星向外飛出，是不是正好是宇宙膨脹的原因呢？
不是。宇宙雖然在加速膨脹，但每個(gè)星系自成一體，相當穩定。決不會(huì )有恒星會(huì )飛出星系。即使宇宙膨脹到可怕的尺度，我們完全看不到其他的星系，銀河系的這些恒星，我們還是能看到的。事實(shí)上，銀河系的這些恒星，將成為那時(shí)夜空中唯一存在的一些星星。
可見(jiàn)，不是開(kāi)普勒第三定律―――r3／T2=K 錯誤，就是牛頓萬(wàn)有引力定律錯誤―――引力其實(shí)并不存在，或引力公式F=GMm／r2是不對的。
開(kāi)普勒第三定律的方程式已經(jīng)在一次次天文觀(guān)測數據中被證明是相當準確的。萬(wàn)有引力的公式F=GMm/r2 也被實(shí)踐證明相當的準確。運用它，天文學(xué)家成功發(fā)現了海王星。其計算上的正確性無(wú)須懷疑。
能夠被懷疑的，只能是引力是否真的存在了。
一個(gè)沙盤(pán)，上面灑滿(mǎn)了沙子。由于沙盤(pán)中心無(wú)質(zhì)量，所以并沒(méi)有對沙子的吸引力。如果緩慢旋轉，這些沙子由于摩擦力的作用，還能與離心力保持穩定。當沙盤(pán)高速旋轉時(shí)，如果速度沒(méi)有快到讓這些沙子飛出沙盤(pán)，這些沙子將會(huì )在一個(gè)軌道上聚集起來(lái)，成為一個(gè)沙圈。因為只有在這個(gè)公轉半徑上，離心力正好等于摩擦力，沙子才能保持穩定。
銀河系就象是這樣一個(gè)沙盤(pán)。在這里，牛頓的萬(wàn)有引力代替了摩擦力來(lái)與離心力平衡。令人驚奇的是，這些恒星并沒(méi)有在一個(gè)軌道上聚集成一個(gè)恒星圈，而是穩定地在不同半徑軌道上公轉。這是不符合牛頓經(jīng)典力學(xué)原理的。
引力，這個(gè)曾讓人信以為真的概念，已不能不讓人懷疑。它的真面目，將被我一步步地揭開(kāi)。
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◎宇宙膨脹與引力存在的矛盾
有人會(huì )說(shuō)，僅僅上面這個(gè)證明，還不能讓他完全信服。引力在人們的觀(guān)念中太根深蒂固了，不可能不存在。
沒(méi)關(guān)系，科學(xué)觀(guān)念的改變確實(shí)相當的難，我能理解。那就再多作一次例證，證明引力給宇宙帶來(lái)的悖論。
1929年，哈勃發(fā)現了紅移現象，推斷出宇宙正在加速膨脹，星系天體正在遠離我們而去。這個(gè)結論，已經(jīng)得到科學(xué)界公認。
而在充滿(mǎn)萬(wàn)有引力的宇宙里，這其實(shí)是不可能發(fā)生的。
因為，引力，總是相互吸引的。
宇宙是由一個(gè)個(gè)星系組成的。放在宇宙大空間中，星系都變得渺小?？梢詫⑵淇醋饕粋€(gè)整體，一個(gè)星團。
由于引力作用，星團之間是相互吸引的。位于宇宙中心的星團，由于受到來(lái)自各個(gè)方向的同等質(zhì)量星團的吸引，宇宙的分布又是均勻的，所以，這些引力可以相互抵消，中間的星團就一直位于宇宙中間不動(dòng)。
位于宇宙中間偏左的星團，也受到來(lái)自各個(gè)方向的星團吸引。這個(gè)星團的左邊宇宙空間比右邊宇宙空間小。所以左邊宇宙星團質(zhì)量小于右邊宇宙星團質(zhì)量。就象是在一把尺子中心左邊的一個(gè)點(diǎn)，距離尺子左端的長(cháng)度將短于距離尺子右端的長(cháng)度。對于宇宙中心偏左的星團而言，由于右邊的星團較多，質(zhì)量較大，所以它所受到的各方向引力不能相互抵消，而是會(huì )產(chǎn)生一個(gè)向右的合力，使它向宇宙中心靠攏，就象是，宇宙中心有一個(gè)大質(zhì)量在吸引著(zhù)它拉拽著(zhù)它。它不可避免地向宇宙中心移動(dòng)。只有在那里，它才能使各方向的引力抵消，保持平衡。同樣，位于宇宙中間偏右的星團，也在不可避免地靠向宇宙中心。
位于宇宙最邊緣的星團，受到的向心引力的合力是最大的。因為它的外圍已經(jīng)沒(méi)有星團，無(wú)法施加一個(gè)向外的拉力給它。它所受到的力，只能是從除了向宇宙外方向的各個(gè)方向的引力合力。這個(gè)合力就是向著(zhù)宇宙內部拉拽它的力。這個(gè)星團將迅速地向宇宙中心飛馳。最后，到達宇宙中心，才會(huì )停止下來(lái)。
這將會(huì )產(chǎn)生什么樣的后果，誰(shuí)都會(huì )明白。宇宙將不可避免地坍縮，成為一個(gè)大火球，最后成為一個(gè)無(wú)限溫度無(wú)限壓力無(wú)限小體積的奇點(diǎn)。
而在這之前，宇宙大概還只形成了它最初的模樣。幾個(gè)星團剛剛要形成恒星，由于引力使它們聚集碰撞在一起，最后同歸于盡。太陽(yáng)、地球、生命、人類(lèi)，都完全不可能產(chǎn)生。
我們的宇宙，卻不但沒(méi)有絲毫凝聚收縮的趨向，反而在不停地膨脹，加速在膨脹?？茖W(xué)家已經(jīng)擔心，這種現象如果持續下去，數百億年后，宇宙將變得越來(lái)越寒冷，直到絕對零度，生命將無(wú)法生存下去。
萬(wàn)有引力，已經(jīng)無(wú)法解釋這個(gè)宇宙的如今狀態(tài)，無(wú)法解釋銀河系的穩定存在。
人類(lèi)，不可能產(chǎn)生于一個(gè)擁有萬(wàn)有引力的宇宙中。
有人會(huì )說(shuō)，是因為宇宙初期，由于大爆炸產(chǎn)生了一個(gè)很高的初速度，所以宇宙至今仍在膨脹。如果沒(méi)有引力在阻礙著(zhù)拉引天體星系，這個(gè)膨脹速度還會(huì )高很多。
不錯，由于大爆炸的初速度，宇宙將會(huì )膨脹。但根據牛頓慣性定理，一個(gè)物體如果沒(méi)有力作用在它身上，它將保持其原來(lái)的運動(dòng)速度不變。所以，宇宙至多也只會(huì )以原速度膨脹，而不會(huì )加速膨脹。而且，引力將一直作用于宇宙天體，使它們減小向外沖的速度。宇宙在引力的作用下，膨脹的速度將產(chǎn)生逐步減速。就象是一個(gè)小球，以一定速度向前運行。由于摩擦力的作用，使小球速度降低，直至停止。引力正是這個(gè)阻止宇宙膨脹的力，使膨脹速度漸漸降為0，之后宇宙將會(huì )轉向凝聚坍縮。
當一個(gè)炸彈暴炸時(shí),無(wú)論它的彈片向天空飛行的初速度有多快,這個(gè)彈片受到地球引力作用,速度將逐漸減小為0,并最終落回地面．宇宙大爆炸后向外飛行的天體,按照力學(xué)原理,將會(huì )重新停止膨脹，并開(kāi)始靠攏凝縮為一個(gè)奇點(diǎn)．而決不會(huì )一直向外加速飛馳．
總而言之，宇宙膨脹，引力無(wú)法解釋?zhuān)患铀倥蛎?，更是不可能解釋?/p>
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◎暗物質(zhì)與暗能量
科學(xué)家已經(jīng)認識到了引力無(wú)法解釋宇宙加速膨脹、銀河系穩定存在。
他們沒(méi)有想過(guò)是引力本身存在問(wèn)題，而是提出兩個(gè)新的科學(xué)名詞：“暗能量”“暗物質(zhì)”，來(lái)幫助引力解釋這些現象。
對于銀河系，科學(xué)家發(fā)現，由于銀河邊緣天體的繞中心旋轉產(chǎn)生的離心力太大，僅靠銀河現有質(zhì)量產(chǎn)生的引力完全無(wú)法使它們保持平衡。銀河系里一定存在大量的暗物質(zhì)。這些暗物質(zhì)不發(fā)光，也不反射光，用現代觀(guān)察手段無(wú)法看到，但其質(zhì)量卻非常大，占到銀河系總質(zhì)量的90%?？梢钥吹降目梢?jiàn)天體、星云則只占了銀河總質(zhì)量的10%。
憑空而來(lái)的暗物質(zhì)，幫助引力渡過(guò)了一個(gè)難關(guān)。
宇宙的加速膨脹，讓科學(xué)家們迷惑難解。富于想象力的他們，提出，宇宙中存在一種“暗能量”，性質(zhì)為“負引力”，其作用跟引力相反，表現為斥力，使天體之間的引力被抵消，并產(chǎn)生相互排斥的力，從而導致了宇宙的膨脹。據計算，暗能量占到宇宙總質(zhì)量的73%。
于是，為了讓引力可以解釋一些宇宙現象，宇宙物質(zhì)被如此分類(lèi)：可見(jiàn)物質(zhì)只占宇宙的4%（可見(jiàn)物質(zhì)里最多的氫氦占宇宙總質(zhì)量的3．97%,重元素占0．03%），暗物質(zhì)占23%，暗能量占73%。
真有點(diǎn)面目全非之感?？梢?jiàn)物質(zhì)只占可憐巴巴的4%,我們的眼睛豈非跟瞎了沒(méi)什么兩樣?如果我們睜開(kāi)眼,只能看到4%的空間和物體,那我們應該感覺(jué)自已的視力是嚴重惡化了．
或許,真空中存在著(zhù)大量的以太,雖然無(wú)法觀(guān)察到,其質(zhì)量卻非?？捎^(guān)?
可邁克爾遜――莫雷實(shí)驗,早就證明了以太并不存在。
暗能量如果存在,古老的星系與年輕的星系相比,其熾熱氣體的比重會(huì )不同。因為熾熱氣體的比重隨時(shí)間的演化，其大小受宇宙模型影響。宇宙模型則由普通物質(zhì)密度、暗物質(zhì)密度、暗能量密度、哈勃常數等參數決定。也就是說(shuō)，如果暗物質(zhì)暗能量存在，宇宙模型將會(huì )跟以前不同。對于不同年齡的星系，熾熱氣體的比重將有很大差異。
實(shí)際測量結果表明，古老星系和年輕星系，其熾熱氣體的比重完全一樣。這對于暗物質(zhì)、暗能量假說(shuō)，是一個(gè)打擊。
暗能量存在的一個(gè)重要證據，來(lái)自于對類(lèi)星體的研究。天文學(xué)家發(fā)現，類(lèi)星體引力透鏡成像數目比正常情況多。說(shuō)明星際質(zhì)量比正常的多。所以一定存在暗能量。
類(lèi)星體之謎，已經(jīng)得到解釋?zhuān)侯?lèi)星體發(fā)出的光線(xiàn)，到達地球時(shí)速度是小于光速的。引力透鏡效應對于低速光線(xiàn)，會(huì )產(chǎn)生更大的彎曲，從而使成像數目比正常情況多。這個(gè)更大彎曲產(chǎn)生的原因，在沒(méi)有暗能量存在的情況下，已經(jīng)可以得到解釋。
暗物質(zhì)同樣沒(méi)有存在的理由。
無(wú)論暗物質(zhì)有多少，星系里的質(zhì)量分布都將是均勻的。暗物質(zhì)多了，會(huì )使星系密度增加。密度增加，的確會(huì )使恒星受到的引力增加。假設在某一個(gè)點(diǎn)，恒星可以保持平衡，使萬(wàn)有引力等于公轉離心力，兩個(gè)值均為F。但隨著(zhù)恒星距離星系中心的距離r的增加，因為星系密度不會(huì )變，萬(wàn)有引力與距離平方成反比，將比先前可以平衡時(shí)的值減小，小于F。F離心力=mω2*r 與距離中心長(cháng)度成正比，恒星離得越遠，離心力越大。所以隨著(zhù)r的增加，離心力將會(huì )增加，大于F。此消彼長(cháng)，這使得離心力與萬(wàn)有引力再也無(wú)法平衡。即使是星系暗物質(zhì)再多，密度再大，也無(wú)法改變這個(gè)事實(shí)。
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◎請安息吧，愛(ài)因斯坦
對萬(wàn)有引力，必須要重新認識。只有認清它的真面目，揭開(kāi)一直將它嚴密遮蓋的偽裝，人類(lèi)才能實(shí)現多年來(lái)的飛天夢(mèng)想。
事實(shí)上，宇宙中的力根本就不應該分為四種基本力。引力從來(lái)都不存在。只有電磁力、強核力、弱核力三種力。所謂引力，只是一種假象，一種力的現象的形象比喻。
引力波、引力子，都是空想的產(chǎn)物。量子引力，之所以無(wú)法成功，就是因為它只建立在一個(gè)虛幻的基礎上，連浮沙都沒(méi)有。
弦論聲稱(chēng)能統一萬(wàn)有引力與量子力學(xué)，只能是一個(gè)灰色幽默。
請安息吧，偉大的愛(ài)因斯坦。
愛(ài)因斯坦耗費生命的最后三十年光陰，苦苦尋求能統一廣義相對論與量子力學(xué)的萬(wàn)物至理－－統一場(chǎng)論。他失敗了，不是因為不是天才，只因為在他那個(gè)時(shí)代，引力的觀(guān)念是如此的根深蒂固，他無(wú)法擺脫那個(gè)無(wú)形中已經(jīng)束縛在他身上的枷鎖，盡管，他一開(kāi)始就是為了要打破這個(gè)枷鎖――萬(wàn)有引力――而推出了廣義相對論。他，最終，沒(méi)能戰勝人性的弱點(diǎn)－－不自覺(jué)的對經(jīng)典權威理論的深信。他其實(shí)始終認為，引力是存在的，引力波最終會(huì )被探測出來(lái)，只要探測儀足夠精確的話(huà)。
這是一個(gè)悲劇。我仿佛看到，一個(gè)孤獨的老人，倔強地立于一堆方程式和稿紙中，在生命的最后時(shí)刻，仍然不停息地在苦苦思索，在辛勤演算，只為了將那個(gè)萬(wàn)物至理破解，留給身后的人類(lèi)。為此，他付出了那么多。他本來(lái)完全沒(méi)有必要這樣做。只因，他已經(jīng)擁有了無(wú)與倫比的榮譽(yù)、全世界的頂禮膜拜。一個(gè)總統的職位正在等待著(zhù)他，無(wú)數的贊美、鮮花，一直在包圍著(zhù)他。就在逝世前的一個(gè)小時(shí)，偉大的愛(ài)因斯坦醒了過(guò)來(lái)。他立刻立起身，拿起了稿紙，進(jìn)行著(zhù)人生最后一次演算，他太想在有生之年解決這個(gè)引力之謎，可他知道自已時(shí)日無(wú)多。他抓緊著(zhù)每一分鐘，祈求上帝能多給他一點(diǎn)時(shí)間，讓他能完成這最后一個(gè)心愿。
在那個(gè)科技遠較現在落后的年代，引力，完全可以將自已改頭換面粉飾起來(lái)，而不被任何人發(fā)現真相。哪怕對方是一個(gè)再偉大的天才?？砂装l(fā)蒼蒼的愛(ài)因斯坦，仍然不屈地伏身于稿紙堆里。只因知道時(shí)日無(wú)多，只因想留給后人一個(gè)更多的科學(xué)真理。這，就是這個(gè)可敬的老人－－偉大的愛(ài)因斯坦??！他無(wú)法瞑目。因為，那個(gè)可惡的引力，至死仍在折磨著(zhù)他的思維，不肯現出真面目。
讓人無(wú)法不感動(dòng)。
我們唯有繼承他的遺愿，將引力的奧秘破解出來(lái)，呈現給世人，才能心安，才能向他的在天之靈說(shuō)聲：“請安息吧，偉大的愛(ài)因斯坦，后人將沿著(zhù)您開(kāi)拓出的路，繼續勇敢前進(jìn)！……”
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◎很堅持，很努力
引力，折磨了人類(lèi)最優(yōu)秀的大腦數百年??！多少科學(xué)大師為它魂牽夢(mèng)繞、茶飯不思、相思難耐、形容枯槁。它簡(jiǎn)直“罪惡滔天”。
當然，這不是它的本意?；蛘?，冥冥中就將引力偽裝得如此巧妙，從不讓任何天才看出其真實(shí)本質(zhì)。只因，誰(shuí)看清了這一點(diǎn)，就將成為宇宙和時(shí)間的主人，成為無(wú)所不能的高智慧生命。所以，如果引力真相那么容易被揭穿，一切就來(lái)得太容易，太沒(méi)有戲劇性了。不經(jīng)歷風(fēng)雨，怎么見(jiàn)彩虹？不經(jīng)歷磨難，怎能獲成功？科學(xué)探索的道路，永遠是遍布荊剌，充滿(mǎn)著(zhù)艱難險阻。每一個(gè)成就的取得，都是那么的不容易，需要付出那么多的汗水和艱辛!
認識引力，得到其“以身相許”，從而得出萬(wàn)物至理，豈能輕松簡(jiǎn)單？折磨幾代人，困惑幾百年，真的再正常不過(guò)。
引力，一直不肯向人類(lèi)露出其廬山真面目。哪怕牛頓、愛(ài)因斯坦、海森堡那樣偉大的天才，想要去搭個(gè)訕，認識它，都被它無(wú)情地拒絕了。沒(méi)有給他們機會(huì )。留給他們的，只是假象和欺騙。
是這些天才不夠聰明不夠偉大？不是。只是因為，時(shí)候未到。引力，這匹狂逆的千里野馬，這個(gè)冷若冰霜的美人，正在等一個(gè)時(shí)機，才向某個(gè)幸運的家伙，一個(gè)能夠征服她的人－-哪怕他是個(gè)傻瓜－－輕輕揭開(kāi)面紗，露出其真面目。
我并不認為，自已比別人聰明多少。
假如引力真的選中了我，讓我來(lái)揭示這個(gè)秘密，如果有原因，也只是因為，我更加努力，更加堅持，運氣也更好。
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