物理
力的本质什么? 什么是力? 为什么力会引起时空扭曲.(例如:根据爱因斯坦的相对论,他的一个很预言)例如:根据爱因斯坦的相对论,他的一个很预言是,地球产生的引力场(或者重力场)会引起时空的扭曲.那么,力是什么?力的本质是什么?高中物理教材仍然给我最好的答案.物理书上说:我给你施加一个力,你能向后动,或者有动的趋势,这就是力,以及力所带来的效果.不满足啊!

2019-03-30

力的本质什么? 什么是力? 为什么力会引起时空扭曲.(例如:根据爱因斯坦的相对论,他的一个很预言)
例如:根据爱因斯坦的相对论,他的一个很预言是,地球产生的引力场(或者重力场)会引起时空的扭曲.
那么,力是什么?
力的本质是什么?
高中物理教材仍然给我最好的答案.
物理书上说:我给你施加一个力,你能向后动,或者有动的趋势,这就是力,以及力所带来的效果.
不满足啊!
优质解答
  你的问题是关于物质本源的终极性问题,很可能距离其真正解决还有无穷遥远的路要走.
  万有引力远比电磁力复杂(比如爱因斯坦引力场方程是典型非线性偏微分方程组,而描述电磁场的麦克斯韦方程组则是线性的,这也正是广义相对论深奥难解的一个重要原因——它涉及到的数学太难),万有引力是比电磁力更本质的东西(电磁力、弱力、强力已可纳入量子规范场理论的框架,并已得到不少实验的证明,而万有引力还很顽固,至今难以与量子理论协调,只有一些纯理论方面的猜测,比如超弦理论,离实验佐证还甚为遥远).
  广义相对论将引力几何化——认为物质及其运动所导致的时空弯曲就表现为万有引力,广义相对论的计算中根本就不出现引力这么个力,取而代之的是研究时空怎样具体的弯曲,物体在这一弯曲时空里怎样沿着最短的路径(测地线)作惯性运动,以及在特定的某个坐标系里怎样看待这一惯性运动(看上去就往往变成是加速运动了).量子场论则一如既往地把力看成是由媒介粒子传递的相互作用,它猜测引力是由引力子来传递.
  广义相对论是当代的引力理论,它同牛顿的引力理论一样只是并不完美的相对真理,未来必有更好的引力理论来超越它.尽管尚不清楚未来理论会有怎样的具体形式,但它的部分特征已初见端倪:简言之,就是多数物理学家都同意其中应含有量子力学的成分,引力场应是量子化的,引力应由或实或虚的引力子来传递.
  作为现代物理两大基石之一的量子力学,其核心就是海森堡的测不准原理.它告诉我们,在一个有限的时间里,任何一个物体的能量都不是绝对确定的.由此,我们可以简单地估算一下太阳发射的用以束缚地球的单个的虚引力子会有多大.具言之,太阳发射出一个引力子就相当于自身减少了一点能量E,如果太阳能在一段时间T内又收回同样大小的一个引力子,并且E与T的乘积不大于普朗克常数h,那么就没人能测出在T这段时间里太阳曾减少过E这么多的能量.(这不是人类的测量手段不够,而是在原则上也测不出的,否则就违反了量子力学的第一原理——测不准原理.)于是,我们就只能认为太阳一直是能量守恒的,而它吐出又吞下的引力子是虚的.引力子也以光速飞行,它往返日地的最短时间是16分钟,相应的单个引力子的质量上限是10^-53kg这个量级.要体会这种穿梭于日地间的引力子有多小,不妨对比一下太阳发出的光子.以发射最多的黄绿光子为例,其质量约4*10^-36kg,这已比电子质量小了数十万倍,但却又比上述引力子大了18个数量级——百亿亿倍!相比于太阳对地球的光压,日地间的引力极其巨大;而承载这两种力的微粒却又有着截然相反的对比——相比于单个光子,单个引力子是何等渺小……
  前路漫漫,若有足够的兴趣,请不懈地探索一生吧!
  你的问题是关于物质本源的终极性问题,很可能距离其真正解决还有无穷遥远的路要走.
  万有引力远比电磁力复杂(比如爱因斯坦引力场方程是典型非线性偏微分方程组,而描述电磁场的麦克斯韦方程组则是线性的,这也正是广义相对论深奥难解的一个重要原因——它涉及到的数学太难),万有引力是比电磁力更本质的东西(电磁力、弱力、强力已可纳入量子规范场理论的框架,并已得到不少实验的证明,而万有引力还很顽固,至今难以与量子理论协调,只有一些纯理论方面的猜测,比如超弦理论,离实验佐证还甚为遥远).
  广义相对论将引力几何化——认为物质及其运动所导致的时空弯曲就表现为万有引力,广义相对论的计算中根本就不出现引力这么个力,取而代之的是研究时空怎样具体的弯曲,物体在这一弯曲时空里怎样沿着最短的路径(测地线)作惯性运动,以及在特定的某个坐标系里怎样看待这一惯性运动(看上去就往往变成是加速运动了).量子场论则一如既往地把力看成是由媒介粒子传递的相互作用,它猜测引力是由引力子来传递.
  广义相对论是当代的引力理论,它同牛顿的引力理论一样只是并不完美的相对真理,未来必有更好的引力理论来超越它.尽管尚不清楚未来理论会有怎样的具体形式,但它的部分特征已初见端倪:简言之,就是多数物理学家都同意其中应含有量子力学的成分,引力场应是量子化的,引力应由或实或虚的引力子来传递.
  作为现代物理两大基石之一的量子力学,其核心就是海森堡的测不准原理.它告诉我们,在一个有限的时间里,任何一个物体的能量都不是绝对确定的.由此,我们可以简单地估算一下太阳发射的用以束缚地球的单个的虚引力子会有多大.具言之,太阳发射出一个引力子就相当于自身减少了一点能量E,如果太阳能在一段时间T内又收回同样大小的一个引力子,并且E与T的乘积不大于普朗克常数h,那么就没人能测出在T这段时间里太阳曾减少过E这么多的能量.(这不是人类的测量手段不够,而是在原则上也测不出的,否则就违反了量子力学的第一原理——测不准原理.)于是,我们就只能认为太阳一直是能量守恒的,而它吐出又吞下的引力子是虚的.引力子也以光速飞行,它往返日地的最短时间是16分钟,相应的单个引力子的质量上限是10^-53kg这个量级.要体会这种穿梭于日地间的引力子有多小,不妨对比一下太阳发出的光子.以发射最多的黄绿光子为例,其质量约4*10^-36kg,这已比电子质量小了数十万倍,但却又比上述引力子大了18个数量级——百亿亿倍!相比于太阳对地球的光压,日地间的引力极其巨大;而承载这两种力的微粒却又有着截然相反的对比——相比于单个光子,单个引力子是何等渺小……
  前路漫漫,若有足够的兴趣,请不懈地探索一生吧!
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