蘋果為什么會(huì)掉落在地上，而不是飛向天空？

人類為什么能夠站著地球表面行走，而不是飛向太空？

地球又為什么會(huì)周而復(fù)始的圍繞著太陽(yáng)旋轉(zhuǎn)？

相信這些問(wèn)題，大家早已有了答案，那就是課本上說(shuō)的“萬(wàn)有引力”。

那么，大家有沒(méi)有思考過(guò)這樣一個(gè)問(wèn)題：“引力”到底是怎么產(chǎn)生的呢？

自然界大基本“力”之一

任意兩個(gè)物體或兩個(gè)粒子間的與其質(zhì)量乘積相關(guān)的吸引力，也是自然界中最普遍的力，簡(jiǎn)稱引力。

在粒子物理學(xué)中則稱引力相互作用和強(qiáng)力、弱力和電磁力合稱4種基本相互作用力。

其實(shí)人類早已把引力歸納為自然界四大基本力之一，但對(duì)于引力的爭(zhēng)議卻一直沒(méi)有停止過(guò)。

說(shuō)到引力歸根結(jié)底是和質(zhì)量有關(guān)，萬(wàn)有引力是把引力視為由質(zhì)量引起的一種基本力；而愛因斯坦相對(duì)論則把引力視為質(zhì)量引起的時(shí)空彎曲的表現(xiàn)；量子力學(xué)認(rèn)為，引力是由于兩個(gè)粒子交換引力子導(dǎo)致的。

萬(wàn)有引力

1687年，艾薩克·牛頓在《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》上發(fā)表了一種自然規(guī)律

萬(wàn)有引力定律：

任何兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)都存在通過(guò)其連心線方向上的相互吸引的力。

該引力大小與它們質(zhì)量的乘積成正比與它們距離的平方成反比，與兩物體的化學(xué)組成和其間介質(zhì)種類無(wú)關(guān)。

廣義相對(duì)論

廣義相對(duì)論是描述物質(zhì)間引力相互作用的理論。

1915年，愛因斯坦完成這一理論，首次把引力場(chǎng)等效成時(shí)空的彎曲。

（時(shí)空是時(shí)間與空間的集合名詞，是物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的方向和速度,比如光線經(jīng)過(guò)引力場(chǎng)時(shí),光子會(huì)改變其運(yùn)動(dòng)的方向和速度）

愛因斯坦指出：物體的質(zhì)量決定了時(shí)空的性質(zhì)。由于同一個(gè)引力場(chǎng)中，物體的質(zhì)量不均，使得時(shí)空產(chǎn)生了彎曲，而不同的彎曲程度被稱作“時(shí)空曲率”。

當(dāng)光在四維時(shí)空中以直線運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)大質(zhì)量的天體時(shí)，因?yàn)榇筚|(zhì)量的天體彎曲了三維空間，導(dǎo)致光在三維空間看起來(lái)是曲面前行。

這就像飛禽在地球的三維時(shí)空上沿直線飛行，它在二維的地面上的影子，看起來(lái)確實(shí)沿著一條彎曲的路徑。

量子力學(xué)

在愛因斯坦研究廣義相對(duì)論的同時(shí)，量子力學(xué)也在逐步地發(fā)展并且與廣義相對(duì)論共同成為了現(xiàn)代物理學(xué)的兩大支柱。與廣義相對(duì)論不同的是，量子力學(xué)是研究物質(zhì)世界微觀粒子運(yùn)動(dòng)規(guī)律的物理學(xué)分支，主要研究原子、分子、凝聚態(tài)物質(zhì)，以及原子核和基本粒子的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)的基礎(chǔ)理論。

在20世紀(jì)初期以來(lái)，在眾多物理學(xué)家的共同努力下，成功地將強(qiáng)力、弱力、電磁力歸納到量子力學(xué)的框架中。關(guān)于引力他們認(rèn)為，引力來(lái)源于物質(zhì)的粒子交換產(chǎn)生的，并且在基本粒子模型中，一直存在著一種叫做引力子的假想粒子，只是目前無(wú)法證實(shí)引力子是否是真實(shí)存在的粒子。人們自然希望量子理論能解釋引力，故假想有一種還未發(fā)現(xiàn)的引力子存在，可是這種理論的數(shù)學(xué)運(yùn)算十分復(fù)雜，且時(shí)至今日仍無(wú)法自洽。

引力依然是人類世界的未解之謎，任何大膽的猜想都可以推進(jìn)科學(xué)發(fā)展，無(wú)聊的你是否也在質(zhì)疑、在思考呢？