| 多个宇宙飞行器出现的运行轨道偏差，引起了美国航天局对万有引力定律局限性讨论的重视。仅就轨道计算而言，如果采纳“引力普适常量”与飞行器质量相关的观点，所计算的引力变化趋势可与多个宇宙飞行器的观察事实相符，减少了计算轨道误差。那么，引力定律除了可能因G基础定义引起的理论计算误差外，是不是宇宙万物之间都必然地存在万有引力呢？例如地面上的物体与物体之间，牛郎星、织女星以及宇宙中数不清的恒星与地球之间，是否都互相存在吸引力？带着这种好奇心，记者采访了CISTPA实验室L教授，其观点明确新颖，且不妄加评议，仅摘录其部分观点如下。 宇宙间任何物体间都存在相互吸引力，这是近代科学产生以来逐步形成的公众科学常识，在职业研究集团中更是不容置疑的金科玉律。简单的基础观念问题，往往只是由一些初涉科学而又爱思考的中学生提出，例如“地面的两个小球之间存在吸引力吗”这类貌似简单的提问。根据万有引力观念，我们告诉学生两个小球之间的确存在吸引力，只不过太微弱了，因此与地球吸引力相比可完全忽略不计。人们在对经典科学的尊崇中，常常忽略了传统引力学说最基础的本源问题——物体（质）万有的引力到底是否应该是“固有、内在、本质”的问题。 对于传统引力学说来说，物体（质）之间具有相互吸引力的原因无需解释，因为这是立论基础，是“万有”的。十分有趣的是，最先有力质疑引力“本性固有”观念的恰恰是牛顿，牛顿明确表态认为物质“固有、内在、本质”地存在万有引力的观点是荒谬的，每个有健全哲学头脑的人都不会相信。历史上正统的牛顿学派，仅仅是把万有引力学说作为力现象与物质相互作用的中间解答。在影响深远的广义相对论中，采用了空间畸变弯曲的观点解释万有引力。广义相对论观点认为，地球绕太阳转并不是由于太阳对地球本性存在万有引力，而是太阳质量把周围的空间变弯曲了，使地球沿弯曲空间“可能的”最短途径运行。 万有引力是一种唯象学说，与广义相对论的引力本性探讨偏重面不一，重要的观念启示是：假如广义相对论的基础观念是正确的，则物体之间吸引力要受到系统观念的制约，万有引力定律的推广必然存在运动系统自身条件的局限性。 万有引力定律所关联的“普适常量”G，标准引力学说的量值为4π2/CM，是一个由太阳质量和行星运行规律共同决定的相对恒星，在日心说的历史背景很容易推广理解为宇宙物体万有。新观点推导出G的量值为4π2/C(M+m)，一个字母之差，使G的物理意义变得十分明确——某环绕系统的“引力普适常量”G，是一个由核心体与环绕物质量之和及其相对运行规律共同决定的量值，是某特定环绕系统的“相互作用特征量”。对于特定研究对象的太阳系，由太阳质量与某运动物体质量之和及近日行星运行规律共同决定的G值，虽大略相同但存在精细差异，所谓引力关系只是太阳系内诸物体的相对运动作用关系，我们没有足够的逻辑理由认为G的量值除太阳系外普适宇宙万物，也缺乏足够的逻辑理由认为任何物体之间都相互存在吸引力。 其实，即使按较流行的广义相对论观点，也很容易界定“引力”主客体的系统范围。所谓太阳对地球有引力的本质，是由于太阳周围空间畸变弯曲的结果。显然，牛郎星或织女星周围的空间畸变弯曲，与我们地球所处的“空间”并无直接关联，因此牛郎星织女星对地球的引力无从谈起。 物体之间的引力关系，反映为同一系统中物体间相对运动的相互作用关系。所以，地面上两个相对静止的物体之间并无吸引力之说，牛郎星织女星对我们地球也不存在引力关系，否则问题就太大了。早在1894年，就有一位科学家西利格尔提出过引力佯谬问题，通俗而言：如果任何天体间都存在吸引力的话，那么地球除了受到太阳吸引之外，还将受到几乎无限多的恒星吸引（仅在银河系已逾1000亿个恒星），地球如何能安然自得地围绕太阳转呢？ 值得提出讨论的是，对于万有引力定律及万有引力学说，所受到的局限性不仅在于不同的有核运动系统有不同的相互作用（运动特征）量G，不能跨系统描述无相对运动关系的引力作用，即使对太阳系的诸个行星或运动物体来说，G值也不应理解为绝对同一的恒量。这是因为构成G量值关系的物理量C是一个行星空间运动特征量，对太阳系来说只反映了近日场的空间能量状态，对远日场来说是否同一规律本来就是个疑问。历史地看，早在太阳系外行星轨道偏离理论计算时，已有人怀疑万有引力普适推广的局限性，提出过G值在远日空间趋向减小的猜想，因此这次美国航天局连续几个宇宙飞行器提出的引力减弱问题，本质上证实了远日空间“引力普适常量”趋向减小的事实，引力的大小与空间能量背景密切相关。这一实验观察结论，对于认为引力大小只取决于物体质量和距离的万有引力定律而言，无疑是对其推广局限性的又一次质疑，这有助于理论科学家重新思考引力本性、引力传递的空间作用内容等老悬案。 迄今为止，万有引力定律主要是在太阳系内行星运行规律中得到较好验证（历史地考察，万有引力定律本来就是结合内行星运行规律推导的，在逻辑上是用结果对前提的验证），对外行星运行规律的明显偏差，理论版本一般是海王星影响了天王星轨道、冥王星影响了海王星轨道，未知的第10颗行星可能影响了冥王星轨道。当宇宙飞行器在远日场偏离运行轨道时，我们的习惯思维定势往往为仪器有误差、受未知天体影响、对星体质量估计不准确甚至可能与光速和宇宙扩张速度有关等等，至于基本定律是否有局限性或不完备性等有足够理由提起的话题，往往在基础理论中缺乏足够重视。 科学理论是对科学实验的系统解释总结，对于相对真理认识的物理定律而言，常常会被人们在尊崇中误解为是“自然界的原有模型”。科学实验和理论的重要意义之一，在于用新事实证明更多的客观性，发展理论包容更多的新事实，因此任一历史阶段的标准理论，与其断言为绝对真理，不如理解为较接近真理更符合历史经验事实。一种较好的科学理论不会毫无发展余地，理论越好，由理论自身发展的进步展望就越大。从这一自我否定的哲学观念出发，对万有引力定律出现计算误差的一些新事实，极有可能透过观念转换以及客观规律的本性研究，在理论发展进程中逐步交叉形成新的思维生长点。 |