质量,这个我们从中学就知道的概念,貌似很好理解,但其实不然。如果我们上网一搜,质量是什么,我们会发现,物理学上给出的解释是质量分为惯性质量和引力质量,惯性质量就是物体惯性的量度:对于质量越大的物体,就越难改变其运动状态(速度)。而引力质量的概念是牛顿发现万有引力定律的过程中建立起来的,由万有引力定律可定义引力质量。如果我们了解过爱因斯坦的相对论,我们还会发现,在狭义相对论中,惯性质量又细分为静质量、动质量、相对论质量(总质量)。而在广义相对论中还提出等效原理认为惯性质量和引力质量相等。说到这里,好像质量的本质还没开始发现,就已经被这么多概念去定义了,可见质量是个在物理学上是个多么重要的概念。 最开始,在力学史上,质量的定义首先由牛顿提出。在《自然哲学的数学原理》一书中写道:物质的数量(质量)是物质的度量并等于密度同体积的乘积。即mpv。即在同样的体积下,密度越大,质量越大。同样的密度下,体积越大,质量越大。 而当一个物体的质量越大,它周边的引力场就越大,引力的概念我们从中学到现在也是耳熟能详了,生活中引力无处不在,也就是引力场无处不在,只要是个有质量的物体,它的周边就一定存在引力场,不管引力效应是大还是小,爱因斯坦对质量的描述是,质量引起时空的弯曲来去产生引力场。 经实验证实,任意两个有质量的物体之间一定存在着相互吸引力。一开始科学家们不知道是什么在作用两个有质量的物体之间,看也看不见摸也摸不着,于是科学家万般无奈又机灵的提出了场的概念,巧妙避开了去理解引力场的本质性问题,后来也是提出了电磁场等等一下描述性概念,这个电磁场我们这里不做讨论,我们今天要讨论的是质量和引力场本质的假说。 有了场的概念,我们就可以描述任意两个有质量的物体之间存在的引力场使他们相互吸引。而且,经过长时间的研究发现,引力场的穿透性很强,可穿透一切物质,这就表明引力的作用范围可以十分广泛。那么我们回到今天的原题,我们将从最客观可感知的角度去判断任意两个有质量的物体之间存在的引力场究竟是什么东西。这里将不会用一个概念去代替一个真实存在的东西,我们要做的就是把他找出来。 假设我们现在在地球上,在一个桌子上,放两个物体,这两物体之间存在着相互吸引的引力毋庸置疑,尽管引力效应很小,不过也是存在的,我们现在要做的就是用我们的眼睛观察这两个物体之间有什么,看看是不是有什么东西在作用它们,啊这,这看起来很扯蛋啊,先别急,跟着我走下去,你会发现惊喜。 认真想了想我们会想到他们之间存在空气,咦,空气不可能的吧。对的,我们也是立刻可以想到在这广阔的宇宙中,在所谓真空中,处处也都是星体之间的引力,跟空气有毛关系,对的,这里我们是可以直接排除空气这个东西的,看到这里,很多人可能要骂我了,说了跟没说一样,好吧,你先别急,我们再用我们的慧眼看看,用心去感受这空旷的宇宙,想象一下在这空旷的宇宙中,到处都是引力在那里传播,顿时感觉平静的宇宙好像还挺热闹一样,等等,空旷吗,引力传播吗,我们从空旷和传播这两个词中好像发现了什么,没错,引力的传播和声音的传播一样,都需要介质,声音的传播需要空气这种介质,而引力的肯定也是需要某种介质,不过肯定不是空气了,想到这里,我们好像还漏了什么,没错,这偌大的宇宙就像一个偌大的空间,这偌大的空间可以看成是无数个小的几何点空间,在空空如也的空间中,引力也在传播,什么也没有,那介质是什么呢,是空间本身没错了,而且引力是传播的,所以空间不可能是静止不动的,也就是空间及其可能是运动的,不是我们想的那样空间就是一个可以存放东西的静止空位置而已,但是为什么我们平时看不到空间在运动,也感受不到呢,你在扯吧。 额,别着急,我们现在从这里引进一下相对论的时间膨胀公式。 不知道小伙伴了不了解这个式子,不清楚也关系,你只要知道这个式子一个时间t是对光速运动的物体本身的时间,一个时间t是在外面的观察者相对光速运动的物体本身的时间,他们两者的速度不同,时间不同,根据时间膨胀公式,当速度达到光速,光速运动的物体时间将为0,这和外面没有达到光速的观察者的时间不同,时间膨胀是被证实的毋庸置疑,但是这里怎么去理解时间变为0了,时间静止了是什么鬼情况,这里的话,可以用伟大的理论科学家爱因斯坦他的广义相对论中的四维时空去理解,但是我相信很多人无法理解和接受四维,为什么要把时间变成一个维度再加上我们所能看到的感受到的三维空间呢。 我这里接着用我前面的总结去解释光速运动的物体的时间静止是什么情况,前面我们大概假设引力的传播是靠空间的运动这个介质,既然空间是运动的,那一个物体也是在空间里运动的,为什么光速运动后时间就静止了,相对论中,为什么不同速度会影响时间不同? 嗯,静止,对了,我知道一个概念相对静止,当两个人的位置距离不再变化的时候,就相对静止了,这需要两个人有相同的速度运动下去,咦,这不就是光速运动的物体时间静止的原因了吗,假如空间也是光速运动的,当物体也是光速的时候,那他不就相对静止了吗,哦,我明白了,原来我们感知到的时间都是光速运动造成的,当我们坐着不动的时候,空间是光速的,我们是静止的,我们感受到的时间流逝挺大的,当我们运动起来,如果速度越接近光速时间不就越慢吗,这个观点好像正好解释了广义相对论中的四维时空中一个观点,所有一切物体在四维时空中都在光速运动,我们坐着但是时间是光速运动的从一个时间节点到另一个时间节点尽管我们不动但却运动着。 于是,我们大胆猜测引力的传播靠的是光速运动的空间,但是这里又出现了一个问题,我们知道引力是由质量产生的,但是质量越大又该怎么表现呢,如果我们对物理有所了解的话,就可以知道,单位时间的变化趋势越快,某一种能量就表现越大,我们根据狭义相对论中光速不变原理,可以知道,光速是不能变的,于是,质量越大的话,单位时间只能是引力传播越快或越多,使得引力更强,可是光速已经最大了,那怎么办,只能在数量上增加了,于是我们把质量越大的物体的引力表现为单位时间内的光速运动的空间数目越多。以上是属于提出一种假设,从我们最客观可感知的角度来引出本质,这些假设不是随意出来,经得起逻辑推敲。希望引起交流和思考。