05.01 萬有引力如果不是一種力,為什麼會被稱為四種基本力之一?

萬有引力如果不是一種力,為什麼會被稱為四種基本力之一?

萬有引力定律是物理學的基本原理,它在17世紀首先由艾薩克·牛頓提出,它指出所有物體都受到引力的吸引。牛頓的發現被愛因斯坦的廣義相對論所取代。然而,對於大多數實際應用來說,牛頓的萬有引力通常情況下仍然是可以準確描述的。

但萬有引力為如果不是一種力,什麼會被稱為四種基本里之一呢?

這個問題確確實實常常會讓人感到困惑,因為在不同的語境下我們會使用不同的說法。在牛頓的自然哲學的數學原理中,他把力定義為物體之間的相互作用,那麼在廣義相對論誕生之前,萬有引力當然是符合定義的。

萬有引力如果不是一種力,為什麼會被稱為四種基本力之一?

另外三種基本力也是符合牛頓的定義的,但是接著科學家們就開始探求物體之間相互作用的更本質原因了,也就是力的本質原因了。

愛因斯坦就發現萬有引力的本質原因是:因為物體在時空中運動,它必須走最短路徑,而質量又會對時空產生影響,因此會讓我們有了兩個物體有相互作用的錯覺。

萬有引力如果不是一種力,為什麼會被稱為四種基本力之一?

不過另外三種力的本質還是目前科學家們研究的最前沿課題,最新的進展是已經把這三種力用同一個數學模型給統一起來了,這個是楊振寧先生對它做出了開創性的貢獻,所以說在牛頓力學的語境下有力這個概念。

而我們平常的日常生活牛頓力學是足夠用了,所以我們所說的力就是牛頓定義下的力。但是到了相對論的語境下,力就是一個多餘的物理概念了,在相對論的所有公式中是不需要用到“F”的,但是到了量子力學的語境下面又需要力這個概念了。

萬有引力如果不是一種力,為什麼會被稱為四種基本力之一?

它指的也是物體之間的相互作用,因為量子力學和相對論還不能做到很好的兼容,這就是物理學家們為什麼一會兒說四種基本力萬有引力,一會兒又說沒有什麼引力,只有彎曲的空間,這全都是不同語境的切換!

以及相對論和量子力學無法調和的矛盾弄出來的鬧心事兒,搞得我們科普更鬧心,經常是一筆糊塗賬。。


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