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  • 1 # 科學聯盟

    題主說的並不準確!廣義相對論和狹義相對論一樣都是管定律的定律,換句話說,只有服從廣義相對論的廣義協變性的理論才是一個能被寫進廣義相對論框架的理論。因此,廣義相對論絕對不是單一的引力場理論。

    在我看來,引力之所以神秘,原因在於引力太弱!引力之弱,令人咋舌。我們知道電磁力是一種很強的作用力,它強到可以將原子結合成分子,將分子進一步結合成大分子團乃至我們的世界。但是引力卻弱到需要像地球這樣的天體才能產生很明顯的引力場。這麼弱的引力,導致我們只能在大尺度的宇觀層面才能對其進行有效的實踐檢驗。

    廣義相對論作為相對論性的引力論,對時空本性做了相當深入的研究。廣義相對論的根本目的,是要解決牛頓經典引力論無法納入狹義相對論框架這一困難。很多人以為廣義相對論是用引力解釋了狹義相對論裡慣性系的特殊性問題,這肯定是沒錯的,但是這種認識太過於膚淺!因為廣義相對論並沒有假設存在一種名字叫做"引力"的相互作用,所以就談不上"廣義相對論藉助引力消除了什麼什麼困難"!在廣義相對論看來,時空本身是有彈性的,物質場的存在導致了時空彈性的改變,以致於出現了一種假象,我們把這種假象稱之為"引力"。在廣義相對論看來,狹義相對論和牛頓引力論都不是完備的理論,都需要接受改造才能統一到一起。

    目前,我們有很多理論——經典電磁理論、經典楊米爾斯理論、量子電動力學、量子色動力學、電弱統一理論,這些理論無一不是服從狹義相對論協變性的。這意味著,在不考慮引力效應時候的所有理論都必須服從狹義相對論的約束,除非是低能近似理論或者有效理論可以不服從——即便如此這些理論的紫外完成也必須要是狹義相對論性的!

    如果我們考慮引力效應,那麼上述這些理論就得改造為服從廣義相對論協變原理的理論。這是無條件的事情!但可惜的事情是,這個改造難度是異常的大,以致於我們到現在只能在經典物理學意義上給出部分改造結果,比如說經典電磁理論改造為愛因斯坦-麥克斯韋電磁理論,經典楊米爾斯理論改造為愛因斯坦-楊米爾斯理論。而對於量子理論框架下量子電動力學、量子色動力學等,我們目前還沒有很好的辦法去改造它們使之成為具有廣義協變性的理論。因為這涉及到量子理論下的引力論到底是什麼樣子的,也就是說所謂的"量子引力"是什麼。這個問題是一個老生常談的問題,也是一個幾十年來無數理論物理學家為之奮鬥但是一直沒攻破的世紀性難題!

    總而言之,廣義相對論是一種相對論性引力論,同時也和狹義相對論一樣是管定律的定律!

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