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等效原理就是随波逐流

已有 3492 次阅读 2014-8-28 21:57 |系统分类:科研笔记

      迈克尔逊-莫雷实验考察了地球公转的不同速度方向会不会影响光速的问题,结果发现光速是不变的,无论地球在以太海洋中顺流而下,还是逆流而上,都是不变的。也就是说,光这种神奇的电磁信号,它在真空的以太海洋中是随波逐流的。不像那些寻求在水一方佳人的爱情圣战勇士,他们在顺流而下加速与逆流而上时都要付出力量与心血。

     物体在引力场中自由下落失重,是爱因斯坦发现的另一个随波逐流的等效原理。引力对于我们这个时代,犹如空气对于古人,远比带来光明的火重要。爱因斯坦在广义相对论的探索中,决定丢车保帅,让物体在引力场中随波逐流的原理来修理光在以太海洋中随波逐流的原理,因为古人可以没有火,却一刻也不能没有空气;物体可以持久地笼罩在夜太空的黑暗中,却一刻也不能没有地球母亲的拥抱。

    在等效原理的指引下,爱因斯坦成功地把各种引发加速运动的离心力与克里奥里力之类的惯性力混同于引力。广义相对论考察的引力,就是这种把牛顿万有引力与非惯性系中的加速力在相对论中混同起来的“杂引力”,如同“在水一方”的痴情人,把情人内在的魅力与自己骑士般的追求精神混同为灵肉合一的爱情魔力。

    在这个相对论“杂引力”理论中,就其物体质量产生的万有引力与周围环境牵动体系加速运动引发的惯性力混杂,形成一个连贯的弯曲时空框架而言,广义相对论已经是名副其实的统一场论。因为广义相对论中的引力,就是体系质量派生的引力与周围环境牵引体系共同造就具有弯曲时空结构的“惯性-引力统一场”。

     统一场论问题的本质在于,既然“惯性-引力场”具有弯曲时空,产生惯性力的基本成分电磁场,弱场与强场为何不具有弯曲时空,而必须作为某种附属的纤维镶嵌在弯曲时空中?这就像追问,既然大脑能够思维,何以每一个神经元好像没有思想,只有电脉冲?既然整个电视屏能够显示一朵鲜花,何以电视屏的每个光点不显示为一朵小雪花?

     时空无处不在,在广义相对论中就是惯性-引力场无所不在,甚至引力场本身的能量也会对附近的引力场有吸引与排斥效应,这与电磁场不同,因为远离电荷的电力线不带电荷。

     所以,统一场论的真正问题,不应该是广义相对论的“杂引力”如何与电磁力,弱力与强力如何以经典的多维弯曲时空以统一的规则组织为时空网络,或者以量子的各种对称群把它们组织到比希格斯机制更深入的普朗克时空单元中。而应该是牛顿万有引力这种“纯引力”的相对论对应物究竟是什么?能不能量子化?如何量子化?

     如果爱因斯坦当时不是根据等效原理随波逐流,那么他有可能模仿麦克斯韦电磁场论,在闵科夫斯基时空框架中先构想一个类似麦克斯韦电磁场论的引力感应理论,再模仿牛顿力学通过引入惯性力推广到非惯性系中,就可能得到一个与广义相对论高度接近,又能区分惯性力与纯引力的广义引力理论。

    其实,在狭义相对论中如果不考虑等效原理,爱因斯坦等人完全可以先研究惯性系中加速运动的物体如何影响光的传播,如何影响静止于惯性系中的物体的引力,先试探性地建立狭义引力理论。这样,我们就有可能在源头上清算牛顿引力与马赫原理的超距作用的特洛伊木马混入广义相对论。

     



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