为什么不用“空间弯曲”彻底取代引力?

bdqnwqk4个月前基础6

其实这是一个成本问题。

发明和发现首先,我们要搞清楚一个点,科学家到底是“发明”和“发现”了物理定律。实际上,我认为是发明了。因为现代科学的工作方法的第一步其实是给研究对象下定义。所以,其实这些理论的名称,大多都是这位科学家或者后世科学家为了纪念某位开创者而定义出来的。就好像,引力可以叫做引力,也可以叫做时空的弯曲。他们只是对同一个现象,发明了不同的物理理论来适配而已。所以,至少目前不存在绝对客观的理论,就连爱因斯坦的相对论,可能在未来也会被更大的理论纳入其中一样。

科学家是一群激进的保守主义者那科学家到底在比的是什么?其实是谁的理论更匹配,也就是误差更小。牛顿的理论其实对宏观世界匹配的非常好了,完全够用了,所以其实科学家是不会愿意轻易去更替这套理论,试想一下,那可是全世界的物理学家都要换,而且正在学物理,以及已经出了的教材都要做出修正。所以,只要没有被证伪,没有误差大到不可接受,科学家是不轻易更换理论的。所以只有当牛顿的理论到了引力大,速度快,尺度大的世界,开始出现误差大到不可接受时,科学家才愿意换上相对论。同理,在量子力学方面也是这样。

所以,他们其实是一群激进的保守主义者。

使用成本就如果上一段说到的,其实牛顿的理论已经在宏观低速很好用了,我们在地球上,甚至航天技术,牛顿的理论真的够用了,而且误差很小,所以科学家是还会继续使用的。而且牛顿理论很简洁,而且用起来也很方便,很容易。而如果全都换成相对论,不仅计算超级繁琐不说,会耗费大量的时间成本,最后能提高的精度微乎其微,简直得不偿失。还不如直接用牛顿来的实在。在航天领域,其实目前很多任务,用牛顿理论误差都在1秒以内。也就是说,用了爱因斯坦的理论,不仅计算量达到令人发指,而且能提高的也不过是零点秒的精度而已。所以,根本没有必要。

广义相对论就是牛顿万有引力定律加强版,就好像某型号手机的普通版和Plus版一样,虽然我们都知道Plus版配置比较高,但有时候普通版就足够用了,从实用的角度来看犯不着再花大价钱买Plus版。

虽然万有引力定律只是广义相对论的弱场近似,但目前的宇航技术就是在弱引力场低光速环境“大显身手”的,从卫星上天到阿波罗登月再到旅行者一号,这些人类宇航技术的结晶背后应用的都是牛顿的万有引力定律,广义相对论虽然也能解决这些问题,但它太复杂了,用广义相对论去登陆月球就好像拿高射炮打蚊子。

时空弯曲虽然揭示了引力的本质,但目前的技术并不允许我们围绕时空弯曲做文章,广义相对论这个一个多世纪前的物理学理论仍需要数个世纪才能完全转化成技术为人类所用,到那时我们就能利用时空弯曲来做各种事情而不是像现在一样只能看个概念。

目前唯一能用到广义相对论的只有观测黑洞的天文学家们,在航空航天领域简单而又足够精确的牛顿万有引力就能满足任务需要。

时空弯曲只是广义相对论对引力的解释,而量子力学认为引力是由引力子交换产生的,这两个现代物理学基础理论之间的矛盾意味着前方还有更先进的理论等待着物理学家们去发现。