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《时空波动论》第五章：万有引力难解之谜

作者：陈少华

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◎吓人的上百万吨液体燃料

在万有引力定律和相对论的束缚之下，人类想进行太空探索，举步维艰。如今，相对论的束缚虽然不再，但要让飞船达到光速，非常不容易，甚至是不可能实现的事。

人们目前将宇宙速度分为三种:

第一宇宙速度:7．9公里每秒。这是火箭能够绕地球环行公转而不落向地面所需具备的最低速度。

第二宇宙速度:11．2公里每秒。这是火箭能够脱离地球引力绕太阳公转所需具备的最低速度。

第三宇宙速度:16．7公里每秒。这是火箭能够脱离太阳引力，飞出太阳系绕银河公转所需具备的最低速度。

这些速度被尊称为"宇宙速度"，可见这几个速度相当不同凡响，很不容易达到。宇宙，是最大的空间；宇宙速度，当然是最大的速度。

人类目前最有效的动力技术，仍然是液氢液氧的化学反应燃烧产生“大量”能量和高温高压气体，这些气体高速喷出飞行器外，使飞行器获得反向推动力。这就是火箭、导弹、航天飞机等的加速机制。由于这种化学反应需要携带大量的液态氢和氧，所以燃料箱沉重无比，动辄达数百吨。由于重量越大，加速就越困难。而想让飞行器得到更大的速度，就必须携带更大重量的燃料。这是一个无可调和的矛盾。所以，很遗憾，目前，用这种液体燃料，飞行器所产生的最大速度无法超过第三宇宙速度――16．7公里每秒。这是飞行器飞出太阳系的最低速度。

太阳系的半径大约是一光年。美国曾在1977年发射过两个"旅行者号"探测器，飞越了好几个行星，拍了大量照片，还去了天王星海王星那样遥远的行星上空。旅行者1号至今已飞行了41年，它所飞过的距离140个天文单位，对于光来说，仅仅需要飞19.5个小时就可以。一个光年，大约是63241个天文单位，人类飞行器最远才飞了140个天文单位……这点距离，当然还远远未能飞出太阳系。想象一下，人类最快的飞行器，飞了大半辈子，仍然在太阳系里打转。假如太阳系是一个苹果，我们连苹果核——对不起——连苹果的一个籽都还没飞出去。对于渴望探索宇宙的我们，该是多么的无语。太阳爷爷慈祥地笑笑：可怜的地球人，想探索宇宙，可我这关都过不了。即使现在火箭勉强能到达16．7公里每秒这个速度。看到这个数字对比就知道，人类的科技，距离光速有多么遥远:16．7：300000。连零头都够不上。想要进行太空遨游，真是做梦。

现在已经知道，质量是随着速度增加而同步减小的。这是一个绝大的福音，将极大地增强人类探索太空的信心。可一旦在实际中做起来，将会发现，给火箭和飞船加速，仍然是那样的艰难。

要知道，质量变化因子是1－V／C 。V必须要与光速C在一个级别上，这个质量才能有明显的减少。哪怕是V达到了1000公里每秒，那已经是一个人类无法想象的高速，但仍然跟光速差距很大，V／C只有三百分之一，质量只减少了区区三百分之一，差不多无法体验到质量减小从而使加速更容易的快乐。

而要让火箭达到1000公里每秒，需要多少吨液态燃料？大概不会少于上万吨吧！可要把这上万吨的重量加速上太空，真是不可能完成的任务。

所以，以人类目前的科技，想要体验到质量随着速度增加而减小的好处，是不可能的。

要让飞船达到接近光速，理论上非常简单，只要一个持续的力作用在飞船上，飞船就必定能够最终非常接近光速。说起来容易，做起来难。这个持续的力，从哪里来？一般来说，在现有科学进步状态下，只能从喷气动力中来，也就是从液氢液氧的燃烧中来。所以，就必须要让火箭或飞船携带足够的燃料。计算一下，这个能产生持续力使飞船达到光速十分之一级别的燃料的重量，惊人得很。需要上百万吨才行。上百万吨，是不是很可怕？而载着上百万吨的燃料的飞船，已经是如此的笨重不堪，再想让它升空，已经是一个极其困难的任务。甚至才刚刚让它飞上高空，燃料就消耗得差不多了。

土星5号是迄今为止推力最大的火箭之一（排在史上第二），推力达3400吨，是阿波罗计划使用的火箭。这个火箭有多么巨大呢？看看这两张图片就知道了。

图片：土星5号火箭的近观

图片：土星5号与自由女神像对比

当科学家气喘吁吁扛着液体燃料来给飞船加速时，外星人正在一旁捂着嘴偷乐―――可笑的地球人，妄想用化学反应产生的能量来达到光速。

能量分为好几种。一种是化学反应产生的能量。一种是核反应产生的能量。化学反应产生的能量是最无能最低效的。核能才算是高效能源。一克铀裂变所产生的能量，相当于2吨石油燃烧所产生的能量。一克氢核聚变所产生的能量，则是核裂变能量的三倍。

用化学反应来达到能与光速一个级别的高速，两个字，妄想。

想要感受到新质量速度关系所带来的美好体验，不可能。

俗语说，万事开头难。在给飞船加速时，确实是如此。最开始的加速是最难的，要费去九年二虎之力。等到飞船达到十分之一光速时，一切都突然改变了。这时，由于质量显著减小，给飞船加速越来越容易。当飞船达到一半光速时，质量减小了一半。加速更加容易了，更有信心了。这样，飞船终于接近了光速。

可就是这开头，实为难关，无法迈过。铆足了劲，也只能让火箭达到十多公里每秒。

怎么办？

人类需要改变一个观念，一个长久以来影响着人们生活方方面面的观念。

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◎万有引力定律

1655年，由于伦敦发生了瘟疫，剑桥大学关闭。22岁的青年学生牛顿躲到乡下，回到林肯群伍尔索普庄园家中，一边读书，一边思考。有一天，坐在苹果树下的他在沉思中被一只苹果砸中。他拾起这只苹果，忽然问自已：“为什么苹果不是向天上飞，而是向下落地？”

图片：牛顿被苹果砸中而悟出万有引力

他提的这个问题，在当时大多数人看来，都是很傻很天真。傻瓜都知道，苹果当然不会向天上飞，当然是该向地下落呀。这不是天经地义的事情吗？可是，牛顿正是因为提出了这个问题，并在思索中加以解决，而提出了著名的万有引力定律，从而成为一代科学巨人。

很多科学天才，都是爱提问题的，遇上个什么事，都爱问“为什么呢？”越是人们认为简单的、习以为常、不值得关注的事，他们就越是好奇，越是提出一些让人目瞪口呆的非常简单却一时无法回答的问题。他们正是通过对这些看似简单的问题的深入思索，而发现深藏其中的科学奥秘。从而改变人类文明进程。

爱因斯坦小时候是最喜欢提问题的，父亲送他一个指南针，他发现无论怎么摆这个针，针尖都指向南方。“为什么会这样？”自然的神奇，让他从此坚定了从事科学探索的决心。人们都对光线习以为常，一开灯，四周都会亮。他却忽发奇想：光线是有速度的。假如一个人跟光线同速前进，他会看到什么情景？他发现，这个人无论以什么速度前进，他会发现光速都是不变的。哪怕他以光速前进，所测出的光的速度都是30万公里每秒。正是对这个简单问题的思索，他提出了狭义相对论，改变了人类科学进程。

牛顿经过思考后，得出了结论：一定是有个力在向下拉着苹果，使苹果向下运动。这个力由地球的质量产生。世界万物，只要有质量，就有产生这种相互的牵引力。他将这个力命名为“万有引力”。并得出引力大小与质量成正比、与距离平方成反正。

万有引力成功地解释了这个世界。并以惊人的精确度描述了天体运行现象，与现实非常吻合。天文学家甚至利用其中的偏差找到了一颗新行星－海王星。就是这颗隐在一边的行星的扰动，使得天王星的实际轨道与根据万有引力计算出的轨道跟实际出现了偏差。万有引力定律的正确性已经不容怀疑，迅速统治科学界，风靡至今。这也公认是伟大的科学巨人牛顿对科学最重要的贡献。

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◎广义相对论向万有引力发动了挑战

年轻时的爱因斯坦是一名充满激情的科学斗士，他曾说：“我过去一直在反抗权威，没想到现在自已成为了权威。”他的天才，在面对权威大师级人物牛顿时，迸发得淋漓尽致。

青年爱因斯坦，从苏黎世理工大学毕业不久，失败之极，不被教授所喜，无法留校任教。几度找工作失利，悲观得一度想要自杀，在日记中写道：“我想，我还是不如死了的好。”终于，他时来运转，在大学时期的好友格罗斯曼父亲的帮助下，在瑞士专利局谋得了一个低级小职员的职位。这个职位对爱因斯坦非常重要，他说，正是在专利局，没有生活压力的稳定生活，让他可以有充足的时间来从事那些科学探索。他是幸运的。人类也是幸运的，没有因为生活窘迫而失去一位科学大师。而这种事情的确经常在发生。多少天才，只是因为营养不够身体变坏健康受损，而过早地离开这个世界。

专利局安静悠闲的生活中，爱因斯坦没有闲着，一头扎进对理论科学的研究。没有什么精密的仪器，没有装备精良的实验室，只有一张办公桌，纸笔，还有一个废纸篓。对他而言，只要有纸笔就足够了，他飞翔的思想能揭开无数深藏于自然中的秘密。

1905年，年仅26岁的他提出了狭义相对论，认为光速恒定。随着运动速度的变化，一艘飞船的时间、质量、长度都会发生变化。这是对牛顿经典力学的全面挑战。几乎没有几个人能理解他的理论。但《物理学年鉴》编辑慧眼识英才，尽管读不懂，却一眼发现这是一篇奇文，决定立即予以刊登。后来该编辑接受采访时说：“我当时认为，自已对人类科学进步所能作的最大的贡献，就是迅速刊载这篇论文。”爱因斯坦伟大，这位编辑其实也很伟大。千里马常有，伯乐却不常有。

狭义相对论彻底颠覆了牛顿静止时空的经典力学王国。风头正劲的爱因斯坦并没有停止他的科学革命征途。牛顿王国是失去了昔日的金色光辉，但还有一个核心支柱没有倒下，支撑着牛顿的科学圣殿。那就是万有引力定律。只有将万有引力也架空推翻，他才算真正自成一派，成为新一代科学巨人。

潜心研究，厚积薄发，十年终磨一剑。1916年，广义相对论横空出世。

爱因斯坦认为，引力可以用纯几何方式来解释。一个人弯曲不平的隐形波浪形路上行走，在别人看来，他一会儿上一会儿下，好象是有一个力在操纵着他。看不到那个人所走的路其实是波浪般起伏不平，所以人们会把假设的这个力当作那个人运动的原因。可是我们知道，那个人之所以一会儿上一会儿下的运动，根本原因在于他脚下的路是上下起伏弯弯曲曲的。而并不是有什么力在拉拽他。

这个思想相当有天才成分在里面。把力量等效于几何弯曲，是19世纪大数学家黎曼的天才设想。黎曼由于贫病交加，英年早逝，从而未能将这一设想更深入地展开。爱因斯坦继承了他的设想，将引力归因于空间的弯曲，从而提出了广义相对论。

广义相对论在重力场中，提出等效原理。认为一个加速运动的人，无法分辩所受到的加速是重力还是其他力。加速力等效于重力。光线在加速运行的电梯中中发生弯曲，从而，在重力场中，光线也会产生弯曲。弯曲的原因在于，由于质能的存在，使质能的周围空间产生弯曲，就象一个铅球放在一个有弹性的床单上，铅球将床向下压陷。其它的物体由于弯曲空间的存在，而好象有一个力量在拉着它滑向铅球。这个力量被认牛顿为是万有引力，其实只是空间弯曲的自然结果。

图片：广义相对论认为引力来源于空间弯曲

从几何角度而言，广义相对论相当优美，天衣无缝，非常高明。爱因斯坦以新生王者气概，运起登峰造极的内力，挥剑向摇摇欲坠的牛顿王国发动最后一击。这一击，天崩地裂，山河失色，鬼神失语。两大绝顶高手，一个是已经年华不再的曾经霸主、一个是风华正茂的正在当打之年的挑战者。这一战，究竟谁能取得胜利？

挑战结果，双方难分轩轾，战成一个平手。科学界公认，广义相对论无法推翻万有引力定律，而是对引力从另一种角度的全新描述与补充。虽然可行而有效，并不能取代万有引力定律成为唯一选择。并没有一个科学家认为，万有引力定律是错的，引力并不存在，存在的只是弯曲的空间。

万有引力定律虽然光芒被广义相对论夺去不少，但依然是光芒万丈。而且，广义相对论里提出的引力方程是出了名的复杂，让人望而生畏。人们大多认为，虽然在精确度上广义相对论要胜过万有引力定律，并得出光线会被引力场弯曲的正确结论。但真正实用的，还是万有引力定律。对于太复杂太麻烦的东西，敬畏之余，人们难免有排斥感。大自然不喜欢累赘。广义相对论，虽然公认非常优美，也许好象有些不那么最省力实用。

对这场理论之战，科学界一时噤声，屏息而待。在他们眼里，两位对决者都是真正的王者。而他们对决的科学论题，实实在在是一个困扰人类几百年的难题。那个难题，就是，万有引力。它来来回回纠缠了科学家们多少年，让多少智慧的头脑为它绞尽脑汁，耗尽心血，被它纠缠不休，而无可奈何！

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◎科学天空上的两片乌云

早在19世纪，就有科学家认为，科学已经走到了尽头。著名英国科学家开尔文郧爵（威廉.汤姆逊）在1900年一次著名演讲中认为，物理科学的发展已经接近终点，剩下的工作只是把使各种常数的小数点向后移位使精确度更高了。只是远方的天边还有两片小乌云在飘动：以太和黑体辐射。一旦这两片乌云被解决，一切就完成了。霍金在1983年成为剑桥大学卢卡斯教职人选时的演说中，也对科学使命即将全部完成、万物至理――统一场论的建立抱着乐观态度。

曲折不平磨难重重的科学史表明，他们是有些过度乐观了。开尔文郧爵提到的两片小乌云，一片成长为狭义相对论，另一片成长为量子力学。这两大理论掀起了第二次伟大的科学革命（第一次科学革命是牛顿的力学定理与万有引力定律的建立）。

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◎四种基本力

不理解围绕引力所发生的纷争，就不会理解在科学界与科学史上引力独特的超级重要地位。没有哪个科研对象，能象引力那样吸引如此多的关注与争议。甚至使它成为万物至理――统一场论达成的最大关键所在。

科学家们已经归纳出大自然中的四种基本力：引力、电磁力、强核力、弱核力。

引力决定了宇宙天体之间的运动，使行星围绕着恒星旋转、卫星围绕着行星旋转。引力让我们能生活在地球上，而不是被甩向外层太空中。

电磁力解释的是人们日常生活中各种现象。用手掌去拍打桌子，手掌不会穿桌而过。原因就是电子之间的电磁斥力，电子必须依照泡利不相容原理，两个电子不能具有完全相同的参数属性。照明供电等一切跟电力有关的事情，也由电磁力决定。麦克斯韦总结出的电磁现象，变化磁场中的线圈产生电流。电流产生磁场，变化的磁场产生电场，从而产生新的电流。电磁力的作用太大了，没有电磁力，世界将跟原始社会一样，无法想像。

强核力，又称强相互作用力，解决的是恒星发光发热问题。恒星由大量的氢原子和氦原子组成。由于质子都是正电荷，质子之间产生相斥的电磁力。这个力量使由单个质子和一个电子组成的氢原子们相互远离。但由于引力作用，使恒星向内坍缩。当内部压力和温度越来越高时，两个氢原子之中的两个质子会突破电磁力的斥力结合在一起。这时强核力开始发挥作用，将两个质子牢牢地结合在一起。这个核反应过程会损失一部分质量。损失的质量会转化为能量，释放出去。恒星能够发出大量光和热，就是因为内部在不停息地进行着氢聚变反应。虽然每次反应后质量损失得并不多，但E=MC^2决定了这个能量将是惊人的。太阳的热核反应，释放出的热能，只有极小一部分到达地球，已经使地球出现生命，进化为人类。人类只需利用极小一部分到达地球的太阳能，就足以从根本上解决能源问题。

弱核力，又称弱相互作用力，关系到放射性原子的衰变。有一些元素会产生衰变，中子转变为质子、电子和反中微子。释放出一部分能量，产生放射性热辐射。其作用原理在于，就象是一根弹簧，振动时具有力量，停止振动时就失去了力量。一些基本粒子寿命很短的原因，是由于其振动状态被弱核力抑制，弱核力的作用使粒子停止振动，从而结束生存状态，衰变为其它粒子，并释放出能量。地球内部的火山、地震等现象出现，就是因为放射性衰变产生的能量对地球内部进行加热的结果。如果没有弱核力，地球内部将是一片寒冷，但也不会有火山爆发、地震灾害。

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◎统一理论思想的源头

大自然具有的这四种力一直无法统一起来。科学家认为，宇宙在创生时应该是简单明了的，如果只有一种力的话，那会好理解很多。有人认为，在大爆炸刚开始的那一刻，这四种力都将统一为一种力。经过大爆炸的洗礼，宇宙开始膨胀，温度开始下降，这一种力才分成四种力单独各自发生作用。

爱因斯坦在创建相对论时就意识到，自然科学中“统一”的概念或许是一个最基本的法则。还在30年代爱因斯坦就着手研究“大统一理论”，试图将当时已发现电磁力与引力统一到一个理论框架下，从而找到这两种相互作用产生的根源。之所以不包括弱核力与强核力，是因为当时强弱力还没有被发现。

爱因斯坦不认可量子力学，他追求的统一场论首先是统一他的引力理论即广义相对论和麦克斯韦电磁论。他把人生最后30年放在这个目标上，梦想着建立一个建一场论。

临终时，爱因斯坦书桌上是一堆堆的稿纸，上面写满了方程式和理论片断。众所周知，他没能成功，就离开了人世。他心中想必非常不甘。为了这个统一场论，他拒绝了担任以色列总统的邀请。为了这个统一场论，他呕心沥血，耗尽了最后一点精力与智慧。他越临近终点，越意识到，他的理论没有一个是确定正确的。狭义相对论如此，广义相对论更是如此。广义相对论是他的得意之作，他曾对人说道：“如果没有我，狭义相对论也会被人提出，因为时机已经成熟了。但广义相对论则非如此。那是我真正的灵感结晶。”可悲剧的是，为了将广义相对论的引力理论与电磁力联系起来，他费尽苦心，却一无所获。他渐渐意识到，广义相对论虽然得到过诸多验证是正确的，但也许，那只是表面上。实质上，它可能并没有指出引力的实质，而仅仅是一种比喻。

随着量子力学的兴起，科学家们开始了将各种力统一起来的努力。而且，这种努力取得了很大成果。

自幼就崇敬爱因斯坦的美国理论物理学家温伯格十分赞赏爱因斯坦的统一场论思想。但是既然引力和电磁力的统一障碍重重，那能不能先统一其他相互作用呢？从60年代起，温伯格就着手弱相互作用与电磁相互作用的统一。他成功了。温伯格、萨拉姆、格拉肖三人因为各自用自已的方式独立统一了电磁力和弱核力，一起被授予1979年诺贝尔物理学奖。

这是科学史上继麦克斯韦统一电与磁后最成功的相互作用统一理论。理论中所预言的中间玻色子W和Z，在1983年被欧洲核子研究中心找到。弱电统一理论的成功，肯定了相互作用统一思想的正确性，促使许多科学家进一步去研究把强相互作用、弱相互作用和电磁相互作用统一在一起的大统一理论，以及把引力相互作用也统一进去的全统一理论——统一场论。

经过不懈的努力和探索，物理学家统一了电磁力、强核力、弱核力这三种基本力。大统一理论GUT（grand unified theory缩写）被建立了起来（只统一了三种力，引力未被统一进来）。融合了三种力和各类包括重子、轻子等基本粒子的标准模型也被成功搭了起来。大统一理论和标准模型，已经基本能够解释所有现象。

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◎标准模型的建立

经过艰苦的探索与实验，电磁力、强核力、弱核力这三种基本力已经统一在量子力学框架中。力可以被解释为交换量子而产生的相互作用。1970年代中期，人们进一步提出强、弱、电磁三种作用统一的大统一理论，标准模型被建立起来。

电磁力已被证明是电子之间在电磁场中交换光子而发生的力。这是量子电动力学研究的内容。光子质量为零，电磁力的力程较大，属长程力。

强核力是在杨米尔斯场中夸克之间交换胶子，中子与质子之间交换介子而发生的相互作用。强核力是短程力，只有当中子、质子之间相距小于10^-15米，才产生强核力。强核力比电磁力强一百倍，一旦产生，就将质子中子牢牢结合在一起。所谓杨米尔斯场，是著名科学家杨振宁与米尔斯提出来的。当时电磁场与电磁力其内在机制已经搞清楚了，带电粒子是通过交换光子来传递力的作用。杨振宁认为这种通过交换粒子而产生的力的模式可以在原子核内部也发生作用。质子之间正是由于交换了某种粒子而产生强烈的吸引力，从而使质子之间能够产生强核力，抵抗正电相斥的斥力而紧紧挤在一起。

弱核力被解释为基本粒子在杨米尔斯场中交换W玻色子或Z玻色子而发生的相互作用。是所有基本粒子都可以参与的力。W玻色子与Z玻色子质量较大，正象大胖子飞不远，所以弱核力是一种短程力。

杨米尔斯场是亚原子微观量子世界中基本粒子相互作用交换的量子的媒介。光子、胶子、W玻色子、Z玻色子都是玻色子，在场中传递相互作用，玻色子自旋为整数，不遵守泡利不相容原理。两条光线相交，可以穿越对方而过，原因就在于此。

与玻色子相对应的是费米子。费米子是构成物质的基本粒子。自旋为半整数倍，遵守泡利不相容原理。两只手相击，不会相互穿越而过，就是因为电子之间相互排斥，不能处于同一个位置。费米子包括三代夸克（第1代：上夸克U、下夸克d；第2代：粲夸克C、奇异夸克S；第3代：顶夸克t、底夸克b）和三代轻子（第1代：电子及电中微子；第2代：μ子及μ中微子；第3代：τ子及τ中微子）。质子和中子由三个夸克组成。介子由一对夸克――反夸克组成，它们都是费米子，也是强子，参与强相互作用。中微子只参与弱相互作用。介子不稳定，衰变后形成的产物是μ子和τ子。μ子和τ子也都不稳定，寿命很短，它们一经出现，也会迅速衰变为电子。

中微子是一种非常特别的粒子，质量非常小，接近于0，速度则接近光速。它大量产生于超新星暴发，是携带辐射能量的能量粒子。在恒星发射的辐射中，就包含有许多的中微子流，太阳发射出的中微子流时刻撞击着地球。中微子穿透力非常强，能轻易穿透地球，到达地球的另一侧。每一刻，都有几十亿的中微子穿透我们的眼皮和身体。中微子不参与电磁力、引力、强核力，只能通过弱核力来活动。

标准模型基本上就包括了以上的基本粒子。见下面图片：标准模型所示。

图片：标准模型

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◎标准模型的缺点

标准模型缺点显而易见。科学家认为，它东拼西凑，修修补补，人为放入17个不同参数，这些参数居然必须可以自由改变参数值来适应场的变化。这对理论家而言，实在是一种尴尬。基本粒子有3个副本：“代”。为了能解释一些现象，它人为设想了许多的场和粒子，总数达上百种之多。如希格斯场、希格斯玻色子，而这些场和粒子都没有被找到。很难想象，宇宙在创生以来会将这么一个复杂、繁冗、牵强的理论作为一个统一理论。正如费米所说：“假如我能记得粒子的种类，我就成了植物学家了。”

标准模型是手征性理论，对无限大的结果未处理干净，第七层以上更多圈的计算中，无限大又回来了。标准模型的解释牵强，不具有简洁和美感，也没有对称性，纷繁复杂，难以让追求完美的科学家满意。

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◎标准模型与大统一理论面临着困境

四十多年来，物理学陷入了困境。一种极大的困境。

物理学的困境，最先是源自对强相互作用力和弱相互作用力进行统一的努力失败后。

格拉肖、温伯格、萨拉姆三人成功统一弱核力与电磁力。但在统一强核力与弱核力、试图建立一个大统一理论（缩写为GUT，是为了统一除引力之外的三大基本力。它同许多科学家一直追求的统一场论并不是一回事。统一场论是为了将引力统一进其它三个基本力中，是要统一全部四大基本力）时，科学家们遇到了无法克服的困难。物理学上统一的步伐从此停止了。

本来，有一个理论，简写为SU（5），看起来非常有成功的希望，成为大统一理论。它包含3个夸克，2个轻子（电子与中微子），相当的简洁与明确，但它的理论要成立，就必定产生一个预言：质子将会衰变，成为电子和中微子。

中子经常做衰变这种事，发生β衰变，得到阴极射线，并转化为质子。质子会不会也有这种可能性完成这种衰变呢？

质子当然是非常稳定的，一个质子，其平均寿命比宇宙的年龄还要长得多。但是，可以由大数法则来发现质子的衰变：让无数多的质子集中在一起，这样，即使质子的寿命再长，也会有个别的质子会衰变。就象人的寿命平均来说是80岁，但人不会集中在80年后的那一天全部死亡，而是每一天都会有人走到生命终点。质子的寿命再长，但也会有一些质子在现在会到达寿命的限制而衰变。

于是，科学家们在地底深处建立了几个大型的实验室，里面装满了清水。在地底深处，可以屏蔽掉高能粒子和宇宙射线的轰击，只要有一个质子衰变，肯定就是自发产生的，立刻就会被精密仪器发现。这就是SU（5）正确的铁证。

可是，整整30年过去了，仍然没有一个质子发生衰变。对于很多物理学家来说，SU（5）是统一夸克与轻子的最美妙的方式。可现在却证明它是错的。多年之后，科学家们每谈及此，都为这次失败而惊讶与失望。

这是一次重大失败，对科学界的打击非常大。给科学的发展带来了大危机。接下来，物理学从此结束了持续二百年的欣欣向荣、气象万千的繁华景象。四十多年来物理学面临着停滞不前的无奈局面，从此陷入了困境，再也没有激动人心的场面出现过了。

为了在基本粒子物理上有所突破，大型对撞机成为物理学家们倚赖的工具。通过对撞机将基本粒子加速到极高的速度与能量，使之相互碰撞，从之后的碎片里分析出一些有用的结论，发现新的粒子。美国国会曾在80年代拨款准备建设一个超导超级对撞机SSC。先是花了十亿美元挖出一个洞。随着苏联的解体，与苏联在太空竞争的理由消失。国会议员开始重新讨论为建设引力波探测器拨款事宜。听证会上，议员问科学家：“它能找到什么？”得到的答案竟然只是：“希格斯玻色子。”议员目瞪口呆，又问道：“它能发现上帝吗？”回答是：“不能。”所以，这个拨款计划被否决，就一点不奇怪了。先是花十亿美元挖出一个洞，再花十亿美元把这个洞填上，这个洞大概是有史以来最昂贵的洞。

欧洲核子中心则不惜血本，花费110亿美元建造了大型强子对撞机LHC。成为世界上最先进的对撞机。不断遇到故障而停机，几经波折后，LHC才开始正常运行。并在2012年宣布发现了希格斯粒子。物理学家们兴奋地开始了对超对称粒子的探测。

欧洲大型强子对撞机的物理学家们利用前所未有的高能量发起了对自然基本组成的一次次探索。然而，他们的发现是令人震惊的。2016年欧洲核子中心召开发布会，宣布其最终的结论是：nothing!没有任何新发现！在对撞产生的残骸中，物理学家没有找到暗物质的迹象，没有希格斯玻色子的兄弟姐妹，没有额外维度存在的痕迹，没有轻子夸克。

更重要的是，人们苦苦追寻的超对称粒子也没有出现。

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◎不仅仅是大统一理论。整个科学四十年一直来面临着巨大困境

看看历次诺贝尔物理学奖颁发时所针对的科学贡献就可以看出当今科学处于极大的困境的端倪。物理学是公认最重要的科学，直接改变社会方方面面。物理学的处境基本可以代替科学的处境。

从1900年到1980年，是科学高速发展的时期，获得诺贝尔物理学奖的科学贡献是这些：X射线、塞曼效应、放射性、镭、阴极射线、无线电、热辐射、液氦、气体和液体的状态方程、康普顿效应、量子力学、测不准原理、光电效应、原子结构、电子波、薛定鄂方程、中子、宇宙辐射、正电子、回旋加速器、泡利不相容原理、介子、波函数、半导体晶体管、宇称不守恒、反质子、量子电动力学、磁流体动力学、磁性、全息照相、超导微观理论、超导体隧道效应、射电天体物理与脉冲星、宇宙微波背景辐射、电弱统一理论、K介子衰变……

从1980年到现在，获得诺贝尔物理学奖的科学贡献是这些：电子光谱仪、恒星结构及转化、W与Z玻色子、量子霍尔效应、电子显微镜、隧道显微镜、超导、中微子、粒子探测器、中子光谱学、τ轻子、激光冷却和捕获原子、新的量子流体形式、集成电路、基于激光的精密光谱学、巨磁阻效应、对称性破缺、光纤通信、半导体成像器件、电荷耦合器件、石墨烯、宇宙加速膨胀、希格斯玻色子、二极管、中微子振荡。

可以明显看出，1980年之前，物理学获得高速发展，科学突破层出不穷，隔几年就会有一个大发现，激动人心，日新月异，从无线电、光电效应到量子力学，从测不准原理、泡利不相容原理到薛定鄂方程、波函数、电子波，从原子结构到宇宙微波背景辐射、从相对论、量子电动力学到电弱统一理论……科学体系有了一个完整的框架，为日后的发展打下坚实的基础。而1980年之后，基本上没有什么了不起的大发现了。很多时候诺贝尔物理学奖只得颁给一个仪器设备的改良或发明，比如显微镜、探测器、集成电路、光谱仪、二极管、半导体成像器件。

从1980年到现在将近四十年的时间，说科学在原地踏步有些不合实际，但的确没有什么大的进步，激动人心的发现已鲜有看到。物理学遇到了极大的困境。最直接的表现就是人类至今甚至无法将探索的脚步踏足太阳系其它行星，更别提冲出银河迈向宇宙。

物理学的基础课程已经几十年没有更新了。00后在大学物理课上学的内容，跟他们的爷爷奶奶半个世纪前所学习的东西，并没有什么不同。自从物理学大厦建设以来，一个世纪过去了，大家都乐观地以为大厦竣工在即，但在最后的封顶环切，却始终拖拖拉拉，无法完成。这一拖，就是七十年。科学家们搭起一组又一组脚手架，运来一袋又一袋水泥水沙子，忙得不可开交。但就是无法给大厦封顶。这栋人类科学家勤奋建造了几百年的科学大厦，眼看着就成为烂尾楼了。

德国法兰克福大学的物理学家豪森费尔德Sabine Hossenfelder在她的博客上说：“我们已经进入被称作噩梦般结局的境地，很多粒子物理学家认为这是最坏的结果，这让他们缺乏指导，迷失在快速增加的模型中。没有一些新的物理发现，他们就没有什么要去研究，他们已经50年没有新的东西去研究了，而且没有新的物理发现能够告诉他们去往哪个方向来探究终极的统一目标——量子引力。”“人类科学建筑师们花了四十年时间建造的这栋物理学大厦已经要倒塌了，而我们却束手无策。”

弦论的重要推动者、哥伦比亚大学理论物理学教授布赖恩.格林在其2011年的著作《隐藏的现实》里写道：不论暗物质暗能量的性质是哪一种可能，也都是宇宙标准模型、乃至现代物理理论的灾难。这样，从宇宙标准模型公理系统就推出了在现代物理理论中完全矛盾的结论，完全违背了形式化公理系统相容性的基本原则。为了与形式化数学相符，宇宙标准模型请出了暗物质、暗能量和暴胀场这三尊“神”，不是请来了救世主，而是为自己请来了掘墓人。现代物理学在宏观方向，为宇宙探索形成的宇宙标准模型，不可靠、不可信已是千真万确的了。

著名理论物理学家、加拿大圆周理物理研究所李.斯莫林教授在其著作《物理学的困惑》（2008年出版）里指出：“我要讲述的时期，大约从1975年开始，是我个人理论物理学生涯的几十年，大概也是自开普勒和伽利略400年前从事物理学以来最奇异、最令人沮丧的几十年。我讲的故事在某些人读来可能像悲剧。老实说，说来好笑，我们失败了。我们继承的这门科学（物理学），长久以来在惊人地发展着，简直成了其它科学的楷模。在过去的两个多世纪里，我们极大扩展了对自然律的了解。但是今天，尽管我们付出了艰巨的努力，可我们对宇宙的认识并不比20世纪70年代更多。30年过去了，物理学却没有重大的进步，这是多么的不同寻常的事情呀。即使我们回溯200年，当科学还仅仅只是富家子弟无聊时的享乐时，也不曾出过这样的事情。至少在18世纪后期，大约每四分之一世纪都会出现关键问题上的重大进步。到1980年，物理学已经历了200年的茁状成长，一个接一个的发现深化了我们对大自然的理解，可是，接下来，1980年代初开始，物理学的脚步停了。我是粒子物理学标准模型建立后成长起来的第一代物理学家之一。我与科学同行见面时，大家经常问：’我们发现了什么值得我们这一代人骄傲的东西吗？’那么我们只好承认’没有！’我们必须面对一个令人震惊的事实：我们不象我们的前辈，没有发现任何能流传后代的东西。这令很多人产生了危机；而更重要的是，它还带来了物理学的危机。”

北京铀矿地质研究所科学技术委员会主任、学者杜乐天指出：“近年来在国内自然科学界出现了一个值得注意的新气象、新觉醒——对早已败象频出的西方科学说不而且算总账的新反思。这一变化其深远意义非同小可，可能是西方自然科学神像最终离开中国大陆的前兆，自此之后甩开洋教条幽灵的缠绕、独立思考、独立创造的新纪元即将到来。人们已清醒，认识世界、改造世界远不是只有西方模式的唯一。本人多次强调近年来所谓的“科技繁荣”概念是一个后果相当有害的误判，当代繁荣的全是技术而科学恰恰相反，最不繁荣，而且是严重的衰败，认识世界的能力大大倒退，每况愈下，迷惘、困惑甚至绝望。做出来的几乎全是虚功、虚业、虚名，科研成果越来越碎、窄、散、偏、谬！已经到了山穷水尽、走投无路的地步。这种颓势全面反映在自然学科各有关学科，例如宇宙大爆炸、弦论、引力波、量子纠缠、暗物质、暗能量、黑洞、Ω点（终极真理）、上帝粒子、UFO外星人入侵、2012年世界末日、外星或宇宙移民、全球变暖、地球200年内毁灭、行为主义、万有源自比特、200亿美元的欧洲高能粒子加速器失效等等，搞得整个自然科学满天烟雾，到处是胡解释、虚拟和幻想，把科学异化为宗教。实际上，从上世纪70年代全球板块构造理论失误、地震无能预测等于向全球正式宣告西方自然科学王朝寿终正寝退位开始以来，西方带头的国际前沿（指的是科学，不谈技术）几乎没有一项是成功的，搞一个失败一个，以不了了之为结局。此中充满了沉痛的教训，一味崇迷的我国自然科学界也跟着捂住眼睛捉迷藏上当吃了大亏。不过情况逐渐起了变化。最近的例子，今年二月份突如其来大搞引力波的喧嚣未能成功之后，不多久于6月份又刮起了筹建世界上最大的粒子对撞机的鼓噪，幸好遇到棒喝，也未得逞。”

《科学》悲叹：“目前物理学家的一切活动，乃至思维框架，仍被限制在100年前物理学革命时期所限定的量子力学和相对论框架之内。”

欧洲大型强子对撞机除了建造耗资110亿美元之巨外，还有6000余名科学家团队多年来的巨大投入，可回报却是噩梦般的nothing！！

无论是上天，还是入地寻找所谓暗物质的计划也传来坏消息：一无所获。

如今的物理学基础研究是一潭死水。一个又一个实验返回的都是毫无意义的结果。新的粒子，新的维度，新的对称性，通通看不到。物理学陷入到无尽的黑暗中。这是一场看不到方向的停滞。

虽然这段时间里，量子力学的成功，推动电子信息科技日新月异的发展，发生了电子信息的技术革命。比如电脑，网络、机器人等。但这些都只是技术的繁荣，而非科学的兴盛。

技术与科学是两回事。科学是搞认识论的，它的产品是思想、规律；技术是搞方法论的，它的产品是器物和办法。形象的比喻，技术是手；科学是脑。技术再发达也不等于科学强大。科学发展了，才会有相应的技术出现。很简单的一个例子，爱因斯坦提出质能方程，核科学家提出放射性核裂变，科学打下了基础，原子弹技术才能发展，现如今所有的核科技，都是建立在核科学基础上。科学不能取得突破，技术就成为无源之水，无根之木。这也是人类至今仍被禁锢在地球上不能迈向太空宇宙的根本原因。

　　科技革命与科学革命是完全不同的两个范畴。科技革命发生了四次，包括蒸汽机工业革命、电气革命、原子能革命和计算机的电子信息革命。科学革命只发生了两次，第一次是牛顿经典力学与万有引力的建立，第二次是相对论与量子力学的建立。科学革命始终引导着技术革命，有了科学的突破，技术的进步才能成为可能，成为现实。电子信息革命使人们的生活日新月异，而正是量子力学引导了电子信息技术革命。由于落后挨打，中国不幸错失前面历次科学革命与技术革命的机遇。还好在刚刚已经发生的电子信息革命中表现优秀，有很多收获。新一代科学革命的核心争夺已经展开，新时期产业革命的来临已进入倒计时，它们将决定一个民族的世界地位，将影响一个国家的兴衰成败。对于没有抓住科学革命和技术产业革命机遇的国家而言，降级为发展中国家是他们付出的成本代价，如葡萄牙和阿根廷等；对于抓住科学革命和技术产业革命机遇的国家而言，成为世界强国和发达国家是他们的净收益，如美国和英国等。英国引领了第一次工业革命，成为世界性强国。美国引领了电气革命与电子信息革命，成为世界霸权大国。

　　为什么美国高科技号称非常发达，却无法将探索的脚步冲出太阳系，飞碟花了半个世纪也无法制造出来？就是因为引力无法被科学家正确认识，反引力无法获得真正的成果。实事求是的说，人类的科学，现在基本还是停留在几十年前，仍然是以万有引力、相对论与量子力学为三大支柱的科学殿堂。再也没能向前一步。正因为此，人类的太空探索，仅仅是止步于地球的卫星月亮上。自从1969年美国成功登月后，一转眼已过去了近半个世纪。这么漫长的时间，人类的太空梦想居然仍然是止步于月球，甚至连火星都没能够去踏足。半个世纪不能前进一步，这是多么的令人悲叹失望。可见，技术再强大，没有科学做基础，技术都只是浮云。要想完成最强大的科技，必须要有相应的完成大突破的科学理论来指导，这是已被证实的颠扑不破的真理。

科学的停滞不前，最突出表现在对万有引力的迷惑，无法将万有引力与量子力学统一起来，统一场论始终无法建立，因此一直无法找到反引力的有效方法。更加无法找到飞碟飞行的动力来源。宇宙遨游成为无法实现的梦想。银河时代遥不可及，只能成为科幻里的故事。

封闭在一间密室中的人，翻遍所有地方仍然找不到钥匙时，就会歇斯底里开始撞门。躁动着、咆哮着，想要将门撞出一条缝隙。没有人甘心在黑暗中就这样沉沦下去。

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◎引力，一个困扰科学界数百年的难题

毕竟强相互作用力有了专门的量子理论来描述，就是量子色动力学QCD。在量子层面，强力已经得到了解释。强力与弱力的统一，只是一个时间问题。标准模型在质子衰变的预言上遇到最大的挫折，使弱力与强力的统一遇到困难，遭受质疑。但这并非标准模型最大的问题所在。

标准模型最关键的缺陷是，没有能够统一引力。因为在它的计算中，引力永远是无穷大，成为毫无意义的解。引力波、引力场、引力子从来也没有被最精密的仪器探测到过。

引力是一个叛逆。它困惑着人类最聪明的大脑。

广义相对论是关于万有引力的权威理论，也是20世纪科学的支柱之一。爱因斯坦穷了后半生之心力，想要找到将描述万有引力的广义相对论与电磁力统一起来的路径。可他没能取得成功。

科学的另一支柱是量子力学。将量子力学与广义相对论统一起来，就成为无数科学家的梦想。可是无论科学家们如何绞尽脑汁，试图用多少方法来解释它，费劲地想把它统一进量子世界，都是失败无归，无功而返。

海森堡与泡利认为找到量子化的引力是必然的结果，没有新的挑战。他们开始着手量子引力的研究。可是始终无法成功。事实证明，他们实在是太低估量子引力的难度。量子力学让科学家们设想存在引力子。物体之间通过引力场发生作用，相互之间交换一种名叫引力子的量子。携带能量的引力子之间也会发生作用，相互吸引。这是出乎两人意料之外的。这大大增加了将引力量子化的难度。引力是吸引拥有质量或能量的东西，引力子既然有能量，相互之间就会产生吸引。光子在电磁力中则不会如此。光子与光子之间不存在相互作用。

引力子的相互作用使得对引力的计算永远是无穷大，无法重整化。

以量子电动力学而获得诺贝尔物理学奖的费曼对完成量子引力颇有信心。他在努力坚持了一段时间后，终于发现那是不可能的事，这个领域完全是一潭死水，没有任何希望。他在参加完一个引力会议后，在一封写给妻子的信里这样写道：“我没有从会上得到任何东西。什么也没学到，因为这个领域没有实验，一点儿也不活跃，几乎没有最优秀人物在做那些事情。结果来了一大群笨蛋。这对我的血压没好处。以后记得提醒我，不要参加任何引力会议。”

由于完全看不到广义相对论与量子力学统一的希望，渐渐地，广义相对论开始被致力于量子引力的研究人员冷落，圆周物理研究所物理学家李.斯莫林教授在《物理学的困惑》里写道：“20世纪最伟大的科学家爱因斯坦的最高成就《广义相对论》，却被多数叫嚷着的追随者们忘到了脑后，这种状况的发生，也许是科学史上最奇异的事情。”

事实表明，将广义相对论同量子力学统一起来是不可能的。

一次次失败让科学家失望。

引力波、引力场、引力子，折磨了许多科学家，包括那些人类最聪明的大脑——爱因斯坦、海森堡、泡利等，为了找到它们，科学家们花费了无数的心血，却一无所获。无论用什么方法来计算，得到的结果都是无穷大，毫无意义。

引力波的探测，其重要性越来越明显，似乎成为科学突破的关键点。

由于爱因斯坦在广义相对论里预言了引力波和引力场的存在，此后，对引力波的寻找，成为科学界的一项重要目标。爱因斯坦的预言从来没有失败过，时间膨胀、引力透镜、引力红移……每一个预言都被实验验证。引力波难道会例外？

在经历了多次失败的尝试后，对引力波的探测热度下降了。1969年，约瑟夫·韦伯宣称，他探测到了引力波存在。他的实验很有争议性，无法让人信服，却大大地激发了对引力波的研究热情。科学家们蜂拥到这个领域，欲图成为首个探测到引力波的人。可结果却是一无所获。

引力波探测计划进入新千年后重新得到重视。由于科学长期停滞不前，美国军方的秘密研究受到难题困挠，难有进展。对引力波的探测，被认为是科学取得突破的关键。美国国会对此开始表现出相当的支持，拨款上再不迟疑。几个耗资巨大的引力波探测器被建立起来。

LIGO（激光干涉引力波探测仪）就是其中一个。这些精密激光探测仪器对准的是宇宙中一些著名的中子双星。科学界都认为，中子双星在相互旋转过程中，将会发射出有力度的可被探测到的引力波，以光速到达地球。

2003年，引力波探测器LIGO 开始启动。还有一个更大规模更高精度的引力波探测器：LISA正在建设中。

“知道为什么会这样吗？”一位科学家说：“如果你跑到国会，说你将证实或证伪海森堡的某个理论，不会有人搭理你。但如果你说想要证实爱因斯坦的某个理论，你就绝不会失望而归。”爱因斯坦从某种意义上来看，就是科学强大时代的象征。

“这么多资金投入、这么多科学家都在引力波上努力。这一切，都只是因为对爱因斯坦的信任。”一位物理学家感概地说。科学界如此信任一个人，当然是因为这个人非常的伟大与杰出。但如果对他的每一个结论对深信不疑，不知是应该庆祝，还是应该反思？

引力波的探测结果，长期以来，什么有价值的线索也没有探测到。但科学家们仍然在这个领域执著奉献着力量，他们认定，引力波迟早会被探测出来，只要仪器足够精确的话。

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◎引力波被探测出来了

引力波2015年9月14日被国外的科学研究机构探测出来。

激光干涉引力波天文台(应该是升级版的Advanced LIGO)探测到了双黑洞合并时的引力波！给定Advanced LIGO两个探测中心之间的距离，通过到达时间差推断出引力波的传播速度和光速一致。探测信号较强，达到5.1σ（物理学家通常将超过5σ信号定义为比较确定的发现），黑洞的初始质量分别为36和29太阳质量，合并后为62个太阳质量，甚至探测到了并合以后铃荡(ring-down)的信号，它最终变成了一个Kerr黑洞。传播速度跟光速一致！　　如果大质量天体发生碰撞、超新星爆发等极端宇宙事件会产生强大的引力波，这是爱因斯坦广义相对论中有一个重要预言。形象一点来说，引力波可以被看做是一种时空涟漪，会像波一样传递开来。数十年来，科学家们一直在寻找引力波，但都没有发现。引力波的发现，是对广义相对论的直接验证，也为我们打开了认识宇宙的全新窗口。如果这次发现属实，将是一次里程碑式的科学发现，其结果或将直接问鼎诺奖。　　据研究人员估计，两个黑洞合并前的质量分别相当于36个和29个太阳质量，合并后的总质量是62个太阳质量，3个太阳质量的能量以引力波的形式在不到1秒的时间内释放　　科学家探测到的是由黑洞合并产生的一个时间极短的引力波信号，持续不到1秒。它经过13亿年的漫长旅行，于2015年9月14日抵达地球，被刚改造升级的LIGO的两个探测器以7毫秒的时间差先后捕捉到。

这是引力波吗？在揭开了引力真相后，我会向大家说明这次探测到的波动是什么。

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◎科学“最高圣杯”―――统一万有引力

近四十年来，科学，尤其是物理学，一直处于停滞不前的状态，对统一场论、量子引力的苦苦追求百般无果，科学家们只能在各种假说和猜测上建立起理论。而这些未经证实的理论同样不足以说明这个宇宙。

科学家们面临的最大最主要的难题，就是如何将万有引力与量子力学统一起来。自从量子力学成为科学支柱后，四大基本力中的三个，强力、弱力、电磁力，都已经基本上标准模型的框架内与量子力学统一了。

只有引力除外。

到1980年代，物理学正在走进一条死胡同，引力顽固地单独分离出来，游离于其它三种力之外。所有物理巨人们试图攻克这一难题，都失败了。

科学界已经取得共识，追求量子力学与万有引力的统一，是人类历史上最大的科学难题，科学“最高圣杯”。由此产生的理论将被公认为“万物至理”，或“终极理论”。这是已使20世纪最优秀头脑受挫的难题。科学家们都明白，毫无疑问，解决它的人将赢得代表着科学界最高荣誉的“诺贝尔奖”。 

约翰.马隆著《科学难解之谜》中的一段话是这样的：“在基本粒子层面，引力基本不起作用。一个电子和一个质子组成的氢原子，靠的不是引力，而是强度更大的电磁力。到底多大呢？大10^36倍。正如法国物理学家和作家蒂阿纳所说：如果没有电磁力，仅仅在引力的作用下的话，1个氢原子就将充满整个世界。引力非常微弱，不可能使电子和质子结合的如此紧密.......除非能将引力与其他三种力统一起来，否则就不会存在‘万物理论’，或者大统一理论这样的现代科学的圣杯。”

物理学家李.斯莫林教授在《通向量子引力的三条途径》（2003年出版）里写道：“一个完善的量子引力理论将帮助我们解决许多现在无法解答的难题。当我们进入21世纪，在科学上已经没有别的挑战性问题能比得上对这个理论的突破。解决它的困难超乎所有人想象，让人望而生畏。以致于不少物理学家在失败后选择了其它课题。解决它似乎是不可能的。25年前，当我在大学里开始从事引力的量子理论研究时，我的几位老师告诉我只有傻瓜才研究这个问题。成功可能微乎其微。因为众所周知，天才爱因斯坦为这个问题耗尽了他的后半生仍然一无所获。但现在几十年过去了，情况完全不同了，虽然我们仍然没有达到我们的目标，但是同行们几乎无人怀疑量子引力的解决似乎看到了曙光。随着一些难题被化解，越来越多的科学家加入我们的行列。突然之间我们的追求成了时尚。几十年前从事这个课题为数极少的先导者业已变成人数众多的集团。我们已经分裂为不同的团体，采用了不同的途径。如弦、圈、扭曲、非对易几何、拓派topi……每一个团体都确信通过自已的途径得到的理论才是唯一正确的答案。”

这么多年来，无数科学家为了解决统一引力入量子力学，为了建立量子引力模型，做出了极大的努力。圈量子引力、超引力、非对易几何、拓派……无数的尝试，都无一例外地失败了。

当不同的尝试各自遭到惨败毫无进展后，对引力，科学家们已经不知所措，无以应对。

统一引力所经历的曲折艰辛历程，超乎了所有人的意外。

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◎弦论

好在，这一时期，有一个理论，使科学界看到了希望，产生了坚持下去力量。从而赢得了广泛的支持与投入，红红火火地展开了其对科学终极理论的追求。

它就是“弦论”。

弦论，认为基本粒子其实都是一根根的弦。弦发生振动，由于振动方式的不同，弦表现为基本粒子的各种形式，如质子、中子、电子、中微子、光子等，都是弦的不同振动方式产生的结果。可以把弦比喻成一把小提琴的琴弦，通过乐手的演奏，琴弦发生不同的振动，每一种振动发出一个不同的音符。这些音符组成连贯的音乐。弦的振动，形成不同的基本粒子，这些基本粒子组成了这个世界。

图片：弦论

弦论产生于一个很偶然的机会。

1968年，维内齐亚诺和铃木真彦在图书馆里无意间发现了一个B函数，两人发现这个函数能够描述两个介子的碰撞现象。这需要将基本粒子看成一根根的弦。弦得到能量就伸展，失去能量就收缩。弦的不同振动，产生不同质量、特性的基本粒子。弦论就这样产生了。

南部阳一朗发现的振动弦之特性。1971年，施瓦兹给出弦的自旋值。弦论一度风风火火。

可是，物理学家拉夫雷斯发现，弦论只能存在于一个26维空间或10维空间。否则它的理论基础将不复存在。这对弦论是一个重大的打击。没谁能想象得出一个那么多维的世界。这只能说弦论是错误的。而且，弦论预言的速度快于光速的快子，并没有在实验中找到。

可还是有人在苦苦坚持。施瓦兹、谢尔克就是其中最著名的两位。谢尔克30岁英年早逝，施瓦兹找到了另一个合作者－-玛丽女王学院的格林。他们不仅宣布在存在快子，可推导出引力子存在，其宣称最大的成就在于，能够消解量子化引力计算时所产生的无穷大，从而统一引力。弦论从而成为了统一场论的候选理论，得到诸多追捧。

广义相对论对引力的描述，公认是完美而有效的。但它无法同量子力学相结合。引力量子化的一个结果，就是值无穷大，不可重整化。其原因在于：引力正比于质量和能量。随着所交换的虚引力子能量增加而增加。计算一个费曼圈图对几率贡献时，必须把所有可能的虚粒子能量都加起来。1+2+3+……在无限的相加中，其单个的数值也在步入无穷大。无穷大中有一个无限大变量，这种情况被称为“不可重整化”。

在量子电动力学里，电磁力不依赖能量，只与电荷有关。计算一个费曼圈图对几率贡献时，结果成为：1+1+1……这种无限大可以用数学方法加以解决，得到一个有意义的数。这称为“可重整化”。

引力之所以困挠科学家们这么多年，原因之一，就是引力量子化计算中，一直出现这种无穷大而且不可重整化。这种结果是没有意义的。

科学界早已明确，谁能在量子力学框架里统一了万有引力，谁就能得到诺贝尔物理学奖。弦论宣称可以使引力在量子化时得到有意义的结果。这当然吸引了无数人的注意力。这产生了1984年的第一次超弦革命。激发了科学界对弦论的热情。一时间，无数年轻学者都对弦论展开了深入研究。数万篇弦学论文被发表。弦论，是如今科学界最寄以厚望的理论，也是万物至理－－统一场论的唯一候选理论。

M理论号称是弦理论中集大成的理论，是第二次超弦革命的结果。其代表人物是普林斯顿大学高等物理研究所的威腾。

几十年来，超弦理论界在美国已具备极大的热度与势力。美国大学里，弦论学家占据了很大的阵地。普林斯顿高等物理研究所，只有一个人不是弦论学家。其他的全都是以研究弦而闻名。大学物理界一年授予的教授席位，97%都给了弦的研究者。无数的款项给弦学家们准备着。弦学家们拥有最好的科研工作与高级的待遇。人们都认为，弦论走在了正确的方向。

超弦理论家们，重要的特征是，相当的自信，非常狂妄。满以为自已是掌握着科学正确的方向，从事研究着未来的大统一理论。著名印度天文学家钱德拉塞卡大约是上世纪最好的天文学家之一，可谓是德高望重，在80高龄终于获得诺贝尔奖。在一个庆祝会上，他旁边坐着一个年轻人，两人攀谈起来。他问年轻人：“你是在研究什么？”

年轻人得意地说是研究弦论。并建议钱德拉塞卡加入到弦学的研究中来，否则将会落后于时代，失去把握正确科学方向的机会。

钱德拉塞卡说：“年轻人，我向你保证，海森堡决不会冒失地建议我离开本身研究课题而去研究量子力学。他也不会对一个50年前就是博士的老人说他会落伍。”

哥伦比亚大学物理学教授布莱尔.格林是弦论公认的重要开拓者，他信心满满地说：“我相信我们能成功。因为还从来没有一个理论象弦论这样走了这么远之后，被证明是错误的。”

超弦革命领军人物威藤则断言：“真正精巧的谬误是极其罕见的，能象超弦理论这样长期居于主导地位的谬误更是前所未见。超弦理论如此优美，所以它不可能失败。”

弦论已经持续了50年。而且在30多年里吸引了全世界最聪明的科学家。从18世纪以来，科学史上从来不曾有过一个理论，经过了几十年而既没有衰落也没有获得实验结果支持。

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◎弦理论黯淡的前景

可是，弦论的前景已经渐渐黯淡。

有识之士开始反思弦论之热。他们开始困惑：三十年来，科学没有一点进步，没有一点值得兴奋的发现。这个现实让人惊讶。以前根本不是这样的：每年都会有激动人心的科学发现出现。从相对论到量子、从中子到中微子、从激光到扫描隧道显微镜、从波粒二象性到不确定性原理……从18世纪80年代到20世纪70年代，这两百年，科学基本上每十年就会有一次大进步。

可是，从20世纪70年代起，三十多年来，科学界从此没有再前进一步。最大的发现，据称，居然只是中微子质量并不为0，而是有着微小质量。除此之外，标准模型在三十年的时间里无需任何修改更正。

似乎仅仅只能指望弦论了。弦论也赢得了最多的关注与热情。无数的资金、无数充满天分与才华的科学家都全力投入到对弦理论的探索中。

但是，如果弦论失败了呢？弦论占据了如此多的科学空间，妨碍了其他理论的研究。如果弦论失败，其后果是严重的。将会使科学进步延迟数十年。

因基本粒子成就而获得诺贝尔奖的特霍夫特说：“实际上，我还没打算称弦理论是一个理论。它更象一个模型。甚至连模型都算不上。而只是一种感觉。毕竟，一个理论应有一套指南，教我们如何识别事物（也就是基本粒子）。至少原则上能确立一些法则，来计算那些粒子的性质，并作出新的预言。可是弦理论全没有这些。它就象：我给你一把椅子，却告诉你椅腿还没有找到。坐垫、靠背也还在设想之中，等一会才能拿出来。这还能是椅子吗？”

弦论最激进、也最权威的支持者、以标准模型而得到诺贝尔奖的格罗斯在一次弦论的庆祝大会上茫然地说：“我不知道我们在谈论什么……物理学今天状态很让人困惑。同几十年前相比，现在的物理学缺少绝对基本的东西。缺少同样深刻的东西。”

弦理论依赖着几个关键假设，可这些假设并没有得到证明和观察。弦没有提出新预言，它似乎有数不清的形式，可能有几百万种。就是没有一种能够深入人心让人信服的结果。

凭统一电磁力和弱作用力而得到诺贝尔奖的哈佛大学教授格拉肖，对弦论不屑一顾，认为这是一个停留在幻想中的幻觉，无法取得成功。他对弦论进行抵制，不允许弦论进入哈佛大学。当然，他的抵制没取得成功。弦论兴盛时，哈佛大学照样被弦论所包围。

弦理论形式多种多样，不计其数。究竟会有多少弦理论呢？答案依赖于想要多大的宇宙常数。如果宇宙常数为0和负，就有无限多的不同形式和内容的弦论。如果宇宙常数为正，弦论幸运的就成为有限多个。这个数目是10^500，这当然是一个非常巨大的数字。而且，每个弦论都不同，在基本粒子和标准模型上给出不同预言。这些预言又跟实验无关，不可能得以实验的验证。正如它宣布存在卷曲为普朗克长度小球的其它六维、如果有足够精密的显微镜就能看到基本粒子是直径普朗克长度的弦一样。普朗克长度为10^-35米。这个尺度，大约一百年内都无法观察到。

弦论更象是只建立在想象中的理论。在想象中，将基本粒子视为一根弦发出的不同振动的弦论，的确能够较为完美地解释四种力的作用机制。现实中呢？弦从来没有被观察到。弦论认为，如果显微镜足够精密，将可以发现一个基本粒子其实就是一根弦。也许是因为当代显微镜还不够精密，基本粒子从来没有成为弦的模样。

弦论最大的缺点在于，它只能建立在10维或26维空间中。否则就将产生无穷多个解，绝大部分是没有意义的。我们居住在三维空间，加上一个时间维，是四维时空。10维空间到底是什么样？无人能想象出来。不过弦论专家认为，另外六个维卷曲成一个小团，比原子还小得多，约为普朗克长度：10^-33厘米。因此，人们无法观察到其它六个维。

图片：弦论的尺度

最糟糕的是，弦论没有提出任何可以用实验来证实或证伪的预言。没有一个证据能告诉科学家们弦论到底是对还是错。而可以被证实或证伪，被公认为一个科学理论必备的要素。

不过弦理论还是提出过一个预言，这也是它提出过的唯一可以用现在技术验证的预言：光速不变。弦理论的目标是要统一相对论与量子力学，所以它是相信相对论的。可惜得很，光速不变已经被证实是错误的。

用泡利对卡鲁扎－克莱因多维理论尖刻的评论来说：“它连错都够不上。”大概也是适用于弦论的。因为无法观察的东西，能有什么意义？谁又能证明它的存在？弦论在这里，遇上了瓶颈，无法自圆其说。

宇宙膨胀是弦论所没有料到的。它无论提出什么参数和假设，也无法得到一个能使宇宙产生膨胀的结果。超弦大师威腾承认：“我不知道有什么好办法能从弦论和M理论中得到德·西特尔空间。（德·西特尔空间是具有正的宇宙常数、空无一物、加速膨胀的宇宙空间。它的宇宙常数由德·西特尔首先提出）”

弦理论兴盛的根本原因，在于弦学家们宣布弦论可以消除量子引力的无穷大结果。事实呢？

圆周物理研究所主持者李·斯莫林原本也以为弦理论确实做到了这一点。他在写一篇纪念科学家惠勒的文章时，提到其为弦论作的贡献，为了确证弦论已经消除了引力量子化时的无穷大结果，而到处查问。发现这一传言根源于曼德尔斯塔姆的一篇论文。这篇论文的论证却很不完整。斯莫林找到同事迈尔斯询问。迈尔斯称他不知道弦的有限性被完全证明了，不过他听说一个叫德霍克的人好象证明过它。斯莫林找到德霍克的论文，发现论文在2001年才证明弦论的二阶近似有限性。斯莫林终于发现，弦论的有限性只是一个误会。超弦革命发生于1984年，直到2001年，17年来，弦论才证明了引力的二阶有限性，2005年勉强证明了三阶有限性，再往更高阶，得到的都是无穷大结果。斯莫林将这个情况发表出来后，被许多弦科学家质疑，他们称弦的有限性是确定无疑的，曼德尔斯塔姆早就证明了这一点。斯莫林不得不直接向曼德尔斯塔姆本人求证。曼德尔斯塔姆已经退休了，他解释他证明的是某些无穷大项永远不会出现在弦理论中。但他告诉斯莫林，由于还会有其它无穷大项会出现在弦理论中，所以他坦承自已并没有证明弦理论的有限性。

斯莫林也曾经非常相信弦论会成为统一理论，并在失利于圈量子引力后，投身于弦理论，耗费数年时间来研究弦。连他都花了很多查询论证才明白弦论并没有证明引力的结果有限性，可见弦论确实正如格罗斯所说：“我不知道我们现在是谈论些什么……”弦论从来没有提出过什么值得重视的预言。没有想过让别人去验证什么。而一个理论，要想成功，难道不应该接受检验？或不应该提出预言去验证自已？

物理学，就是物理学。它不是数学。弦论，超引力等试图对引力进行量子化的科学分枝，依靠太多的数学技巧与计算，它建立的基础不是物理，而是数学。数学只能成为物理学研究的工具，弦论却将数学当成了全部。用数字游戏来掩盖其理论上的贫乏与缺乏逻辑。斯莫林在《物理学的困惑》里写下了自已的印象：“计算枯燥乏味，令人思想麻木。而且，计算还必须完全精确。假如某处丢失一个因子，那么几个星期的气力都白费了。计算的每一行都有几十项，为了能把一行行计算写下来，他们需要越来越大的本子，很快就用所能找到的最大的绘画本来写了。每页纸都密密麻麻写满了小字。每个本子代表几个月的工作。这令我想起苦行僧，我害怕了，呆了一个星期就溜走了”。

弦，也许不会导致一个能统一科学的理论，恰恰相反，它也许将导致一个悲剧。

那么多科学家将所有的希望都寄托在弦理论上。他们花费数十年时间在弦论的研究上，几乎就是一个人全部的生命。如果弦论被证明是失败的，对他们而言，是多么难以接受的结果。

李·斯莫林认为，弦论，已经有点象一个宗教。具有蛊惑人心的特征，让信徒顶礼膜拜，最后却什么好结果也没有带来，除了失望和痛苦。人们将金钱上交国家，这些钱被用到支持科学研究上。他们并没有更多要求，只想在有新的科学发现时，可以知道概况。如果科学家们作不出新的发现，拿不出科学成果，他们虽无怨言，科学家们也该惭愧。

2015年12月初，上百名世界上杰出的科学家、哲学家和理论物理学家们集聚一堂，在德国慕尼黑大学召开了会议，讨论基础物理学如今面临的科学理论界定的问题。此次慕尼黑会议得出的结论是，弦理论还没成为一个科学理论。弦理论得到了很多理论的支持，但无法得到实验的验证。在这个方面，弦理论与自然哲学并无区别。计算机诞生之后，数学就在不断向实验性的方向发展。但弦理论和相关的理论只能被数学所解释，将理论物理学推向了纯数学的深渊。历史上，人们一旦选择了相信无法被实验证明的理论，就很难再更改过来。与会人员作出总结，为了抵御伪科学的侵害，必须维护实证检验的权威。这些人应该意识到，如果该理论仍无法与现实世界的科学数据和分析建立联系，他们的研究将不会被科学所承认。如果因为它看起来很美好，就对其放松“科学”的定义，那将带来可怕的后果。

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◎新的科学观念

要想统一万有引力与量子力学、统一万有引力与其它三大其本力；建立万物至理——统一场论；要想让飞船轻松达到光速、让时间旅行和宇宙遨游成为现实，人类需要改变一个观念，一个千百年来都根深蒂固植于大脑中的看法－－苹果之所以落向地面，是因为万有引力。

事实上，万有引力从来都没有作为四大基本力之一而存在过！既然不存在万有引力这一基本力，那也就不存在将引力与其它三大基本力统一起来的必要了。

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◎请抱有一点希望

万有引力不存在？这不是胡说八道吗？

没有引力，苹果为什么会掉到地上？人为什么会有重量？行星为什么会绕着太阳公转？月亮为什么会绕着地球公转？这些显而易见的事实，这么多瞎子都知道的现象，我居然视而不见，居然说，万有引力从来都没有存在过，我难道是不正常吗？

爱因斯坦说过，一个科学想法，假如最初看上去不是荒唐可笑，那就不要对它抱有什么希望。

万有引力从来都没有存在过？这个想法非常荒唐可笑。

所以，请对我抱有一点希望。

究竟，引力能否被统一进量子力学？用何种理论，才能完成这一目标？

能够。只要明白一点：万有引力从来都没有作为基本力存在过。

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◎特别的引力

宇宙存在的四种基本力：引力、电磁力、强核力、弱核力。对比一下，会发现，引力是那么的特别。

强核力是最强的力，电磁力次之。弱核力虽然比它们都弱，但跟引力比起来，却又是那么巨大。如果将引力值定为1个单位，则弱核力为10^25单位，电磁力为10^36单位，强核力为10^38单位。

可以看到,跟其它三种力相比，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。一张纸片，平放在桌面，由于地球对它的引力，它不会飘浮起来（有风吹除外）。用一把梳子在头上梳几下，梳子将带上一点电荷。把梳子靠近这张纸，两者之间产生的电磁力轻易就将纸吸了起来，可见，这个电磁力要大于地球对纸片的引力。这个电磁力是由几个点电荷产生的；而这个引力是由整个地球的质量才产生的。

引力这么微弱，它是怎么产生的呢？科学巨人们在这个问题上煞费苦心。爱因斯坦深入思考了引力这个问题，这个问题是广义相对论的主题，甚至成为他晚年统一场论成败的关键。广义相对论将引力解释为空间的弯曲。但爱因斯坦也认为这个解释是不够的。他认为，两个物体之间通过引力场发生作用，物体发出引力子来吸引对方。电磁波产生于电流或磁场的剧烈变化,引力波则产生于引力场的急剧变化。他预言,引力波将被精密的仪器探测出来。

量子力学兴盛起来，量子引力学认为，基本粒子（如质子、中子、电子等）在引力场中通过交换引力子来相互作用，从而使两个物体之间产生引力。可让他们头痛的是，无论如何计算，这个值都是无穷大，不可重整化。所以，量子引力学至今得不到认可。

弦论流行一时。刚接触弦论时，我是相当激动的，一时竟不舍得将弦论读完。就象是小时候拿到一包精美的点心不舍得一下吃完一样。我那时正在苦思飞碟的奥秘，苦思其动力原理。为什么飞碟能轻松自如摆脱重力束缚自由飞翔？而且轻松就能达到光速？弦论给了我找到其中奥秘的希望。

弦论将基本粒子视为一根根无质量的弦，真让我喜出望外。那样，也许飞船就可以在某种机制作用下成为无质量的东西－－飞船由基本粒子组成，每一个基本粒子又是一根无质量的弦。飞船就可以无质量了。只需要在飞船中加上一个粒子分解器，将飞船分解为一根根的弦，也许就可以达到目的，在宇宙电磁场加速下，使飞碟以光速飞行。

可在通读了弦论的观点后，只能是失望。物体并不能因为弦论而变得无质量。我，只好另辟蹊径，另起炉灶了―――推翻万有引力，否定引力的存在。事实证明，这也是唯一正确的路径。

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◎引力，已不能不让人怀疑

如果存在引力，这个宇宙会变成什么样？如果牛顿万有引力定律正确，这个宇宙会变成什么样？

引力是纯悴相互吸引的力，它可以成功解释月球为何会绕着地球转，可以解释人造卫星为何会绕着地球转。地球对它们的引力，之所以无法将它们拉拽到坠向地球，是因为它们在做圆周运动时具有一个离心力，这个离心力有将它们拉向地球之外的趋向。所以物体想做圆周运动，都需要一个向心力。引力正好就充当了这个向心力，使之同离心力平衡。两个力平衡后，月球和人造卫星就能稳定地绕着地球做圆周或近似圆周运动。

引力也可以完美地解释太阳系里八大行星围绕太阳公转这个系统保持稳定的原因。原理是一样的。引力充当向心力，同离心力正好保持平衡。

我们，难道目光还只停留在太阳系就足够了吗？

银河系必须成为人类的目标。任何一个定律，一定要能够完善解释银河系发生的现象，才能被科学界所接受。

我对万有引力的怀疑乃至否定，就是从仰望星空，遥望银河系时开始的。

银河系是一个由2000亿颗恒星组成的星系。从侧面看，它形似一个飞碟，中间突起，两冀从中间开始由厚变薄，逐渐扁平。从正面看，银河系是一个大圆盘，由四至五个螺旋臂旋转数圈而成。太阳位于“猎户旋臂”上，接近银河的边缘地带。银河系中央是密集的老年恒星，还存在着质量巨大的黑洞，2000亿颗恒星围绕着银河中心恒星球团公转。据天文学家认为，银河中心存在一个质量为太阳数百万倍的巨大黑洞。

图片：银河系

太阳系中行星绕太阳公转，每一个行星都有不同的公转周期T，不同的公转速度V，不同的公转半径r。

开普勒第三定律：r^3/T^2=K；K是一个常数，由行星公转的中心天体的质量M的大小决定。

K=M*G/4π^2；G为引力常数

太阳系里，K值的大小由太阳的质量大小决定。由于每一个行星位于不同的轨道上，r不相同，所以公转周期

T=（r^3/K）^0.5也不相同。这就是太阳系里的八大行星公转周期差异非常大的缘故。离太阳越远，公转周期也就越大。

只有在这种严密的状态下，行星的引力才正好等于公转离心力，才能使太阳系保持稳定。行星既不飞出太阳系，也不会坠落向太阳表面。

银河系里，恒星们成为银河中央黑洞的“行星”，围绕着中央黑洞公转。要使离心力等于引力，这些恒星的公转周期T也必须符合这个公式，T=（r^3/K）^0.5，离银河中央黑洞越远，T越大。离银河中央黑洞越近，T越小。

事实是如此吗？

恒星之所以被天文学家称为恒星，就是因为对地球而言，它们的位置都是恒定不变的。每个夜晚仰望星空，每一颗星星都有其特定的位置，好似固定不变一样。行星之所以被天文学家称为行星，就是因为天文学家发现，这些行星的位置时时在发生变化，一会儿在东，一会儿在西。

恒星在天空的位置之所以恒定，是因为它们之间相互没有发生过位移，或这个位移基本上可以忽略不计，无法观察到。

银河系中的恒星就更明显地表现出其位置不变的恒定性。牛郎星与织女星日复一日年复一年地相望在银河两端，是永远无望相逢在一起的。所以，民间艺术家想像出了让他们通过鹊桥来相会。

这说明，银河系的所有恒星，绕中央黑洞公转的角速度都应该大致上差不多，就象是在一个转盘上放置的许多沙子一样，这些沙子绕中心转动，沙子之间相对位置不变。它们在每一个相同时间段所经过的公转角度都是相同的。公转一圈所花的时间都是一样的。

当然,银河系的实际情况有所区别．并非所有恒星都以相同角速度和周期绕中心旋转。银河系的自转是一种不太规则的自转，银河中心附近的恒星角速度和周期相同。银河外围的天体角速度和周期随着r增加会有所增加。详细情况，下一章会说明。在此,分析一个大概的情况，让大家对此有所了解．

银河恒星的公转周期T都大致相同。

R^3/T^2=K   ==》r^3=K*T^2。K是常数。K与T都相同，故所有恒星的公转半径r都应相同。这样才能保证离心力与引力刚好保持平衡，恒星们不会飞出银河系，也不会向银河中心靠拢而被黑洞吞没。在太阳系中，之所以行星的公转半径r可以不同，是因为不同行星具有不同的公转周期。

银河系的情况与这个由万有引力定律和开普勒第3定律推论出的结论完全不同。所有恒星位于不同的公转半径上，密密麻麻遍布银河每一个角落。公转周期是大致相同的，公转半径却是完全不同的。这种状态，根据力学的基本原理，是绝对无法稳定存在的。

离心力F离心力=ma=mv^2／r=mω^2r=4π^2*mr／T^2 

引力为GMm／r^2 

随着r的增加,恒星的离心力与r成正比,一起增加。引力却同r2成反比，急剧减小。这会造成严重后果。

结果将是这个公转半径之外的那些恒星将会因离心力远大于引力而向外飞出银河系。这个公转半径之内的那些恒星将会因离心力开始小于引力而被吸入银河中心黑洞。

在银河系，只有一个轨道半径能使恒星保持平衡。在其它半径的轨道上，恒星都会在两个不平衡力作用下偏离轨道。

可现实情况太惊人，银河系的公转居然类似于一个刚体，所有的恒星以几乎相同的角速度在旋转。并没有发生上面这些严重的情况。

根据牛顿万有引力的计算，太阳围绕银河系中心的运行速度应该在160公里每秒左右，然而，科学家们实际观测到的运行速度达到了240公里每秒。以这样的速度，太阳应该直接被“甩”出去才对。

可见，如果万有引力定律和开普勒定律是正确的话，银河系是不可能保持稳定状态，无法成为星系。不仅仅银河系如此，宇宙中其他星系也都是如此。这个宇宙也就无法保持稳定状态。

开普勒第三定律的方程式已经在一次次天文观测数据中被证明是相当准确的。万有引力的公式F=GMm/r^2也被实践证明相当的准确。运用它，天文学家成功发现了海王星。其计算上的正确性无须怀疑。

能够被怀疑的，只能是引力是否真的存在了。

引力，这个曾让人信以为真的概念，已不能不让人怀疑。

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◎宇宙膨胀与引力存在的矛盾

1929年，哈勃发现了红移现象，推断出宇宙正在膨胀，星系天体正在远离我们而去。这个结论，已经得到科学界公认。

而在充满万有引力的宇宙里，这其实是不可能发生的。

因为，引力，总是相互吸引的。

宇宙是由一个个星系组成的。放在宇宙大空间中，星系都变得渺小。可以将其看作一个整体，一个星团。

由于引力作用，星团之间是相互吸引的。位于宇宙中心的星团，由于受到来自各个方向的同等质量星团的吸引，宇宙的分布又是均匀的，所以，这些引力可以相互抵消，中间的星团就一直位于宇宙中间不动。

位于宇宙中间偏左的星团，也受到来自各个方向的星团吸引。这个星团的左边宇宙空间比右边宇宙空间小。所以左边宇宙星团质量小于右边宇宙星团质量。就象是在一把尺子中心左边的一个点，距离尺子左端的长度将短于距离尺子右端的长度。对于宇宙中心偏左的星团而言，由于右边的星团较多，质量较大，所以它所受到的各方向引力不能相互抵消，而是会产生一个向右的合力，使它向宇宙中心靠拢，就象是，宇宙中心有一个大质量在吸引着它拉拽着它。它不可避免地向宇宙中心移动。只有在那里，它才能使各方向的引力抵消，保持平衡。同样，位于宇宙中间偏右的星团，也在不可避免地靠向宇宙中心。

位于宇宙最边缘的星团，受到的向心引力的合力是最大的。因为它的外围已经没有星团，无法施加一个向外的拉力给它。它所受到的力，只能是从除了向宇宙外方向的各个方向的引力合力。这个合力就是向着宇宙内部拉拽它的力。这个星团将迅速地向宇宙中心飞驰。最后，到达宇宙中心，才会停止下来。

这将会产生什么样的后果？宇宙将不可避免地坍缩，成为一个大火球，最后成为一个无限温度无限压力无限小体积的奇点。

而在这之前，宇宙大概还只形成了它最初的模样。几个星团刚刚要形成恒星，由于引力使它们聚集碰撞在一起，最后同归于尽。太阳、地球、生命、人类，都完全不可能产生。

我们的宇宙，却不但没有丝毫凝聚收缩的趋向，反而在不停地膨胀，加速在膨胀。科学家已经担心，这种现象如果持续下去，数百亿年后，宇宙将变得越来越寒冷，直到绝对零度，生命将无法生存下去。

万有引力，已经无法解释这个宇宙的如今状态，无法解释银河系的稳定存在。

人类，不可能产生于一个拥有万有引力的宇宙中。

有人会说，是因为宇宙初期，由于大爆炸产生了一个很高的初速度，所以宇宙至今仍在膨胀。如果没有引力在阻碍着拉引天体星系，这个膨胀速度还会高很多。

不错，由于大爆炸的初速度，宇宙将会膨胀。但根据牛顿惯性定理，一个物体如果没有力作用在它身上，它将保持其原来的运动速度不变。所以，宇宙至多也只会以原速度膨胀，而不会加速膨胀。而且，引力将一直作用于宇宙天体，使它们减小向外冲的速度。宇宙在引力的作用下，膨胀的速度将产生逐步减速。就象是一个小球，以一定速度向前运行。由于摩擦力的作用，使小球速度降低，直至停止。引力正是这个阻止宇宙膨胀的力，使膨胀速度渐渐降为0，之后宇宙将会转向凝聚坍缩。

当一个炸弹爆炸时,无论它的弹片向天空飞行的初速度有多快,这个弹片受到地球引力作用,速度将逐渐减小为0,并最终落回地面．宇宙大爆炸后向外飞行的天体,按照力学原理,将会重新停止膨胀，并开始靠拢凝缩为一个奇点．而决不会一直向外加速飞驰．

总而言之，宇宙膨胀，引力无法解释；加速膨胀，更是不可能解释。

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◎暗物质与暗能量

科学家已经认识到了引力无法解释宇宙加速膨胀、银河系稳定存在。

他们没有想过是引力本身存在问题，而是提出两个新的科学名词：“暗能量”“暗物质”，来帮助引力解释这些现象。

对于银河系，科学家发现，由于银河边缘天体的绕中心旋转产生的离心力太大，仅靠银河现有质量产生的引力完全无法使它们保持平衡。银河系里一定存在大量的暗物质。这些暗物质不发光，也不反射光，用现代观察手段无法看到，但其质量却非常大，占到银河系总质量的90%。可以看到的可见天体、星云则只占了银河总质量的10%。

凭空而来的暗物质，帮助引力渡过了一个难关。

宇宙的加速膨胀，让科学家们迷惑难解。富于想象力的他们，提出，宇宙中存在一种“暗能量”，性质为“负引力”，其作用跟引力相反，表现为斥力，使天体之间的引力被抵消，并产生相互排斥的力，从而导致了宇宙的膨胀。据计算，暗能量占到宇宙总质量的73%。

于是，为了让引力可以解释一些宇宙现象，宇宙物质被如此分类：可见物质只占宇宙的4%（可见物质里最多的氢氦占宇宙总质量的3．97%,重元素占0．03%），暗物质占23%，暗能量占73%。

真有点面目全非之感。可见物质只占可怜巴巴的4%,我们的眼睛岂非跟瞎了没什么两样?如果我们睁开眼,只能看到4%的空间和物体,那我们应该感叹自已的视力是多么可怜．那乘坐宇宙飞船时，一不小心就会被大团的暗物质暗能量撞上，飞船破碎，飞行员小命难保。宇宙航行再也不是让人向往的美事了。还是老老实实在呆在地球上安全。

暗能量如果存在,古老的星系与年轻的星系相比,其炽热气体的比重会不同。因为炽热气体的比重随时间的演化，其大小受宇宙模型影响。宇宙模型则由普通物质密度、暗物质密度、暗能量密度、哈勃常数等参数决定。也就是说，如果暗物质暗能量存在，宇宙模型将会跟以前不同。对于不同年龄的星系，炽热气体的比重将有很大差异。

实际测量结果表明，古老星系和年轻星系，其炽热气体的比重完全一样。这对于暗物质、暗能量假说，是一个打击。

暗能量存在的一个重要证据，来自于对类星体的研究。天文学家发现，类星体引力透镜成像数目比正常情况多。说明星际质量比正常的多。所以一定存在暗能量。

类星体之谜，已经得到解释：类星体发出的光线，到达地球时速度是小于光速的。引力透镜效应对于低速光线，会产生更大的弯曲，从而使成像数目比正常情况多。这个更大弯曲产生的原因，在没有暗能量存在的情况下，已经可以得到解释。

暗物质同样没有存在的理由。

无论暗物质有多少，暗物质多了，会使星系密度增加。密度增加，的确会使恒星受到的引力增加。假设在某一个点，恒星可以保持平衡，使万有引力等于公转离心力，两个值均为F。但随着恒星距离星系中心的距离r的增加，离心力与r成正比增加。引力却是随着r平方减少。要想这两个力继续平衡，使引力随r正比增加，那需要吸引恒星的质量m以3次方增加。那就要求暗物质分布不均匀，离银河中心越远，暗物质分布就越密集。现实情况是，银河系边缘恒星密度是最低的。就是这样，也还因为离心力太大而有被甩出银河系之忧。暗物质如果在银河边缘分布无比密集，这些暗物质难道就不会被甩出银河系吗？如果这样做也可以，银河系就应该天然形成中间稀疏，边缘密集的形状。稍有天文学常识的人都应该明白，这种形状的恒星系统是最不可能保持稳定的。除非这个恒星系统只有几百颗恒星，恒星密集处于一个轨道附近公转。对于拥有2000亿颗恒星的大系统，使用这种形状来形成系统无异于自杀行为。

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◎请安息吧，前辈科学家们

对万有引力，必须要重新认识。只有认清它的真面目，揭开一直将它严密遮盖的伪装，人类才能实现多年来的飞天梦想。

事实上，宇宙中的力根本就不应该分为四种基本力。引力无法作为基本力之一而存在。只有电磁力、强核力、弱核力三种基本力。所谓引力，只是一种力的现象的形象比喻。

引力波、引力子，都是空想的产物。量子引力，之所以无法成功，就是因为它只建立在一个虚幻的基础上，连浮沙都没有。

爱因斯坦耗费生命的最后三十年光阴，苦苦寻求能统一广义相对论与电磁学的万物至理－－统一场论。他失败了，不是因为不是天才，只因为在他那个时代，引力的观念是如此的根深蒂固，他无法摆脱那个无形中已经束缚在他身上的枷锁，尽管，他一开始就是为了要打破这个枷锁:万有引力，而推出了广义相对论。他最终没能战胜人性的弱点－－不自觉的对经典权威理论的深信。他其实始终认为，引力是作为基本力之一而单独存在的。

这是一个悲剧。我仿佛看到，一个孤独的老人，倔强地立于一堆方程式和稿纸中，在生命的最后时刻，仍然不停息地在苦苦思索，在辛勤演算，只为了将那个万物至理破解，留给身后的人类。为此，他付出了那么多。他本来没有必要这样做。只因，他已经拥有了无与伦比的荣誉、全世界的顶礼膜拜。一个总统的职位正在等待着他，无数的赞美、鲜花，一直在包围着他。就在逝世前的一个小时，爱因斯坦醒了过来。他立刻立起身，拿起了稿纸，进行着人生最后一次演算，他太想在有生之年解决这个引力之谜，他知道自已将不久于人世，只能抓紧着每一分钟，祈求上帝能多给他一点时间，让他能完成这最后一个心愿。

在那个科技远较现在落后的年代，引力，完全可以将自已改头换面粉饰起来，而不被任何人发现真相。哪怕对方是一个再伟大的天才。可白发苍苍的爱因斯坦，仍然不屈地伏身于稿纸堆里。只因知道时日无多，只因想留给后人一个更多的科学真理。他无法瞑目。因为，那个可恶的引力，至死仍在折磨着他的思维，不肯现出真面目。

我们唯有继承前辈科学家们的遗愿，将引力的奥秘破解出来，呈现给世人，才能心安，才能向他们的在天之灵说声：“请安息吧，前辈。后人将沿着您开拓出的路，继续勇敢前进！……”

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◎很坚持，很努力

引力，折磨了人类最优秀的大脑数百年！！多少科学大师为它魂牵梦绕、茶饭不思、相思难耐、形容枯槁。正是“衣带渐宽终不悔，为伊消得人憔悴”。它简直“罪恶滔天”。

当然，这不是它的本意。或者，冥冥中上苍就特意将引力伪装得如此巧妙，从不让任何天才看出其真实本质。只因，谁看清了这一点，就将成为宇宙和时间的主人，成为无所不能的高智慧生命。所以，如果引力真相那么容易被揭穿，一切就来得太容易，太没有戏剧性了。不经历风雨，怎么见彩虹？不经历磨难，怎能获成功？科学探索的道路，永远是遍布荆棘，充满着艰难险阻。每一个成就的取得，都是那么的不容易，需要付出那么多的汗水和艰辛!

认识引力，得到其“以身相许”，从而得出万物至理，终极理论，岂能轻松简单？折磨几代人，困惑几百年，真的再正常不过。

引力，一直不肯向人类露出其庐山真面目。哪怕爱因斯坦、海森堡那样伟大的天才，想要去搭个讪，都被她无情地拒绝了。没有给他们机会。留给他们的，只是假象和欺骗。

是这些天才不够聪明不够伟大？不是。只是因为，时候未到。引力，这匹狂逆的千里野马，这个冷若冰霜的美人，正在等一个时机，向一个得到她芳心暗许、能够征服她的人，轻轻揭开面纱，露出她那令人叹为观止的真实面目。

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