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    被人遺忘的慣性之謎

    2017-12-13 00:29:44姚人杰編譯
    世界科學(xué) 2017年12期
    關(guān)鍵詞:參考系馬赫陀螺儀

    姚人杰/編譯

    被人遺忘的慣性之謎

    姚人杰/編譯

    阿爾伯特·愛因斯坦的廣義相對(duì)論(受到恩斯特·馬赫對(duì)絕對(duì)空間的排斥看法的啟發(fā))預(yù)測(cè)說,旋轉(zhuǎn)黑洞或其他大質(zhì)量天體會(huì)拖拽周圍的空間參考系;這樣的“參考系拖拽”應(yīng)該會(huì)讓一個(gè)放置在那兒的陀螺儀偏移。該現(xiàn)象已經(jīng)得到證實(shí),但是它對(duì)慣性的更廣泛的隱含意義仍然不清楚

    ● 在恩斯特·馬赫與阿爾伯特·愛因斯坦對(duì)于絕對(duì)空間抱以懷疑的一個(gè)世紀(jì)之后,我們?nèi)匀徊恢劳勇輧x是怎樣始終指向固定方向的。

    很久以前,在波士頓舉行的一次世界科幻大會(huì)上,一位哈佛大學(xué)的研究生在會(huì)場(chǎng)內(nèi)漫步,炫耀地展示一件相當(dāng)奇怪的物體,第一眼看上去像個(gè)鋼質(zhì)保齡球。球體的表面穿了一些洞眼,能夠瞥見內(nèi)部的電子硬件;從同一批洞眼里引出一些纏繞在一起的線纜,還有一個(gè)齒輪系圍繞著神秘物體的中緯線。

    “那是什么?”我問他。

    “這是為洲際彈道導(dǎo)彈研發(fā)的陀螺平臺(tái),”他答道,“如果你將它安裝到大力神導(dǎo)彈上,它會(huì)一路飛到基輔?!?/p>

    “你怎么知道?”

    “這是個(gè)慣性導(dǎo)航系統(tǒng),蠢貨。它知道基輔在哪里。”

    “我知道慣性導(dǎo)航系統(tǒng)怎么運(yùn)行,但你怎么知道它曉得基輔在哪里?”

    “哦,那個(gè)啊。它就印在箱子上?!?/p>

    這位“魔法師學(xué)徒”已經(jīng)發(fā)現(xiàn),只用900美元,你就能購(gòu)買到一顆洲際彈道導(dǎo)彈,那還是在相關(guān)電子器件被解密的10年前。大力神導(dǎo)彈裝在兩節(jié)火車皮里送達(dá),板條箱上印著“基輔大力神導(dǎo)彈”的字樣。他丟棄了導(dǎo)彈軀殼,把發(fā)動(dòng)機(jī)捐獻(xiàn)給一家藝術(shù)博物館,留下電子器件用于研究。像一則怪談?聽上去很像,但陀螺平臺(tái)是在場(chǎng)所有人都看見的。

    我不理解陀螺儀,我遇見的這位瘋狂的對(duì)談?wù)咭膊幻靼祝魏我粋€(gè)宣稱自己能理解的人都沒有完全說真話。雖然陀螺儀的構(gòu)造非常簡(jiǎn)單——畢竟,它只不過是一個(gè)轉(zhuǎn)輪裝在一根軸上——它仍然是人類創(chuàng)造過的最迷人也最神秘的裝置。轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)輪,將它放置在基座上,隨后它就一直指向……

    那就是問題所在。陀螺儀到底指向什么?根據(jù)慣性定律,物體往往會(huì)繼續(xù)進(jìn)行中的事:假如處于靜止中,它們就繼續(xù)靜止;假如在運(yùn)動(dòng)中,它們會(huì)繼續(xù)以相同的速度,沿著相同的方向運(yùn)動(dòng)。陀螺儀也屈從于慣性的意愿,不過是以讓人困惑的方式。碰它一下,陀螺儀反抗你的方式就是轉(zhuǎn)向至出乎意料的方向。假如陀螺儀在以極快的速度旋轉(zhuǎn)中,它仍然死板地鎖定在之前設(shè)定的方向,它的瞄準(zhǔn)器鎖定在……基輔——因此才有“慣性導(dǎo)航系統(tǒng)”的說法。如果一枚導(dǎo)彈偏離了陀螺儀的固定航線,傳感器會(huì)偵測(cè)到,然后伺服機(jī)構(gòu)將導(dǎo)彈重新校正至陀螺儀的軸線方向。

    但這只是箱子上蓋印的解釋。是什么告訴了陀螺儀它設(shè)定的目標(biāo)是基輔的金門?艾薩克·牛頓會(huì)主張,陀螺儀所指向的固定方向與“絕對(duì)空間”有關(guān),物理學(xué)家把慣性參考系稱為“絕對(duì)空間”——實(shí)際上是終極慣性參考系。把它想象成一種無形的參考網(wǎng)格,以某種方式蝕刻進(jìn)宇宙的肌理中。但假如絕對(duì)空間是一種高度抽象的概念,陀螺儀的行為就是非常確切實(shí)在的。在大學(xué)的講臺(tái)上(或者在家中的咖啡桌上)搭起一臺(tái)陀螺儀,隨著一天天過去,陀螺儀似乎在相對(duì)于墻壁而旋轉(zhuǎn)……還是該反過來說?旋轉(zhuǎn)是相對(duì)還是絕對(duì)的?

    在牛頓的代表性著作《數(shù)學(xué)原理》中,他提出了一個(gè)思想實(shí)驗(yàn)來證明旋轉(zhuǎn)是相對(duì)于絕對(duì)空間而發(fā)生的。他想象有一個(gè)裝了半桶水的水桶,懸吊在一根繩索上。實(shí)驗(yàn)者將繩索扭轉(zhuǎn),當(dāng)實(shí)驗(yàn)者松開水桶時(shí),繩索就會(huì)松開,水桶隨之開始旋轉(zhuǎn)。一開始,水面保持水平,但是隨著水桶加速,拽動(dòng)水體,水的表面最終由于旋轉(zhuǎn)的離心力而變成凹形。到那個(gè)階段,水和容器一起旋轉(zhuǎn),二者之間沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)。然而,水不知怎么地“知道”要生成凹形表面。

    牛頓堅(jiān)持主張,該凹形表面肯定是由于水體相對(duì)于別的東西——絕對(duì)空間——的旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)是絕對(duì)的,而不是相對(duì)的。這種回答在兩個(gè)世紀(jì)內(nèi)都沒怎么受到挑戰(zhàn),直到奧地利物理學(xué)家恩斯特·馬赫斷然宣稱牛頓弄錯(cuò)了。

    相對(duì)論革命

    在1883年問世的著作 《力學(xué)史論》(Science of Mechanics)中,馬赫寫道,牛頓的思想實(shí)驗(yàn)“僅僅告知了我們水體相對(duì)于容器側(cè)壁的相對(duì)旋轉(zhuǎn)沒有產(chǎn)生明顯的離心力,但它相對(duì)于地球質(zhì)量和其他天體的相對(duì)旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生了離心力?!瘪R赫繼續(xù)說,“沒人能夠說,容器的側(cè)壁增加厚度和質(zhì)量,直至它們最終有好幾個(gè)里格厚時(shí),實(shí)驗(yàn)會(huì)有怎樣的結(jié)果?!彼g斥絕對(duì)空間的概念,稱其為“隨意的想象產(chǎn)物”。

    對(duì)于后來被稱為“馬赫原理”的理論本身,馬赫從未給出嚴(yán)謹(jǐn)?shù)谋硎觥H欢?,基本概念很?jiǎn)單。根據(jù)馬赫的說法,牛頓對(duì)絕對(duì)空間的設(shè)想缺乏意義。慣性——大質(zhì)量物體以恒定速度運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)——必須依賴于其他物體,因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)本身必須相對(duì)于其他物體來進(jìn)行測(cè)量。旋轉(zhuǎn)和沿著直線的加速發(fā)生時(shí)是相對(duì)于遙遠(yuǎn)恒星和星系形成的參考系。一輛汽車?yán)@彎時(shí),離心力將你甩向汽車一側(cè),而離心力的出現(xiàn)是因?yàn)槟阆鄬?duì)于宇宙中遙遠(yuǎn)物質(zhì),處在加速中。

    沒有哪個(gè)命題比馬赫原理更加直通基礎(chǔ)法則,以提問方式重新表達(dá)就是:在空空如也的宇宙中,你會(huì)感覺到離心力嗎?在空空如也的宇宙中,慣性定律有意義嗎?對(duì)于兩個(gè)問題,馬赫會(huì)給出一個(gè)響當(dāng)當(dāng)?shù)摹安弧弊鳛榛卮穑簯T性不是物體固有的性質(zhì),而是依賴于宇宙中的所有物質(zhì)。馬赫的意見被證明是異端邪說,特別是因?yàn)榕nD三定律(連帶著絕對(duì)空間的假設(shè))運(yùn)轉(zhuǎn)得如此精巧。此外,它違背了人類的直覺(即我們對(duì)世界的感受是基本性的,而不是視條件而定的)。

    馬赫的主張對(duì)阿爾伯特·愛因斯坦有著深遠(yuǎn)的影響,愛因斯坦構(gòu)思出廣義相對(duì)論,主要是為了廢止絕對(duì)運(yùn)動(dòng)的想法,確實(shí)也是愛因斯坦在1918年創(chuàng)造出“馬赫原理”這個(gè)術(shù)語(yǔ)。愛因斯坦廣義相對(duì)論的基礎(chǔ)是他個(gè)人的觀察——在一臺(tái)自由落體的電梯中,地球施加在你身上的引力被抵消。在一臺(tái)鋼纜突然斷裂后向下加速的電梯里,你會(huì)感覺到失重。相似地,在一臺(tái)加速上升的電梯里,你會(huì)感覺比平時(shí)稍重,仿佛是地球的引力突然間增長(zhǎng)了。

    憑借著“人生中最愉快的想法”,愛因斯坦意識(shí)到在電梯的范圍內(nèi),是不可能區(qū)分加速與引力的。為了解釋加速的來源,那么他需要?jiǎng)?chuàng)造出一種引力理論。此外,因?yàn)樽杂陕潴w在電梯中廢除了引力,也就無法在它與附近天體(譬如地球)的相互作用中尋找到慣性的來源。慣性的來源一定是依賴于宇宙中的遙遠(yuǎn)物質(zhì),就像馬赫?qǐng)?jiān)稱的那樣。

    愛因斯坦希望,在廣義相對(duì)論的框架內(nèi),宇宙中物質(zhì)的分布會(huì)完全決定物體的慣性。對(duì)馬赫原理最新近的討論關(guān)注的重點(diǎn)在于廣義相對(duì)論是否成功地達(dá)成了這個(gè)目標(biāo)。盡管這個(gè)問題聽上去很簡(jiǎn)單,到目前為止尚未有明確可靠的答案。

    愛因斯坦還在構(gòu)想廣義相對(duì)論時(shí),他計(jì)算得出,繞著陀螺儀旋轉(zhuǎn)的一層殼狀物(想象一個(gè)陀螺儀在一個(gè)旋轉(zhuǎn)中的、中空的地球內(nèi)部)的引力場(chǎng)會(huì)迫使陀螺儀的軸線離開原位,指向與恒星有關(guān)的方向。實(shí)際上,引力場(chǎng)真的拽動(dòng)了陀螺儀的“慣性羅盤”。在1918年,奧地利物理學(xué)家漢斯·蒂林(Hans Thirring)憑借著愛因斯坦提供的信息,基于已完成的相對(duì)論,發(fā)表了一份相似的計(jì)算。奧地利數(shù)學(xué)家約瑟夫·蘭斯(Josef Lense)后來提供了相關(guān)的天文學(xué)觀測(cè)資料。這種參考系拖拽的概念被人稱為“蘭斯-蒂林效應(yīng)”。

    在旋轉(zhuǎn)中的地球?qū)е碌奈⒉蛔愕赖囊?chǎng)中,參考系拖拽的預(yù)測(cè)值只足夠讓一臺(tái)繞軌道運(yùn)行的陀螺儀的軸發(fā)生僅僅每年0.042角秒的位移。那大概是紐約自由女神像高舉著一枚25美分的硬幣,然后被費(fèi)城市政廳頂上的威廉·佩恩像看到時(shí)的角直徑。盡管測(cè)量這樣微小的蘭斯-蒂林效應(yīng)挑戰(zhàn)重重,但參考系拖拽已經(jīng)被“激光幾何環(huán)境觀測(cè)勘測(cè)衛(wèi)星”(LAGEOS)和引力探測(cè)器B衛(wèi)星探測(cè)到,然而結(jié)果還不可靠,無法確證愛因斯坦的理論做出的精確預(yù)測(cè)。

    在1963年,新西蘭科學(xué)家羅伊·克爾(Roy Kerr)發(fā)現(xiàn)了旋轉(zhuǎn)中的黑洞的廣義相對(duì)論描述。不久,物理學(xué)家們認(rèn)識(shí)到,參考系拖拽在極端天體周圍能夠變得明顯得多。好幾支研究團(tuán)隊(duì)已經(jīng)聲稱在特大質(zhì)量黑洞周圍的吸積盤中發(fā)現(xiàn)了參考系拖拽的觀測(cè)證據(jù),然而結(jié)果是間接和不精確的。

    宇宙中的關(guān)聯(lián)

    在任何一位物理學(xué)家的頭腦里,廣義相對(duì)論預(yù)測(cè)了陀螺儀的馬赫原理效應(yīng),這點(diǎn)是毋庸置疑的,而且到目前為止,數(shù)據(jù)看起來也支持愛因斯坦的預(yù)測(cè)。

    問題在于宇宙的遙遠(yuǎn)領(lǐng)域如何下達(dá)進(jìn)軍指令給一臺(tái)在桌上旋轉(zhuǎn)的陀螺儀,這是一個(gè)棘手得多的難題。

    廣義相對(duì)論取得的第一項(xiàng)勝利是它精確地預(yù)測(cè)了水星近日點(diǎn)的軌道進(jìn)動(dòng):水星最靠近太陽(yáng)的點(diǎn)隨著時(shí)間逝去而發(fā)生位移,在每個(gè)世紀(jì)中會(huì)移動(dòng)微小但讓人迷惑的43角秒,這種位移是牛頓定律所無法輕易解釋的。愛因斯坦用彎曲空間來描述太陽(yáng)的引力場(chǎng),顯示出這種彎曲導(dǎo)致水星近日點(diǎn)的移動(dòng),而且預(yù)測(cè)出的數(shù)值分毫不差。

    然而,正如物理學(xué)家埃爾溫·薛定諤在一篇惹人注目、寫成于1925年的談?wù)擇R赫原理的文章中寫道,“……每個(gè)天真的人都不得不問一句:根據(jù)廣義相對(duì)論,軌道橢圓是相對(duì)于什么而完成了這種進(jìn)動(dòng)?根據(jù)經(jīng)驗(yàn),這種進(jìn)動(dòng)是相對(duì)于普通恒星系統(tǒng)而發(fā)生的?!痹谟?jì)算太陽(yáng)附近彎曲空間的影響時(shí),愛因斯坦需要假定在距離太陽(yáng)很遠(yuǎn)的地方,時(shí)空變得平坦——而且絕對(duì)。換句話說,他為了完成解答,不得不在無限遠(yuǎn)處強(qiáng)加平坦時(shí)空的“邊界條件”。廣義相對(duì)論本身并沒有完全決定水星軌道的進(jìn)動(dòng)。

    數(shù)學(xué)家?guī)鞝柼亍じ绲聽栐?949年發(fā)布了一個(gè)宇宙模型,旨在表明馬赫和愛因斯坦的理論是不相容的,他清楚地表明這一觀點(diǎn)。哥德爾與愛因斯坦1917年的第一個(gè)宇宙模型的做法一樣,都假定物質(zhì)呈現(xiàn)相同的均勻分布,但哥德爾的解答展現(xiàn)出根本上不同的行為。這種差異直接抵觸了愛因斯坦假定的前提,即宇宙的物質(zhì)分布應(yīng)當(dāng)單單靠自身就能決定陀螺儀的行為。

    關(guān)鍵區(qū)別在于哥德爾模型中的宇宙會(huì)旋轉(zhuǎn),這意味著遙遠(yuǎn)的星系相對(duì)于桌上的陀螺儀在旋轉(zhuǎn),而且宇宙中任何角落中的任何人都會(huì)觀察到相同的行為。(這并不表示宇宙繞著某條中心軸旋轉(zhuǎn)。)對(duì)于馬赫的真正追隨者而言,一臺(tái)陀螺儀應(yīng)該能追蹤宇宙中的龐大物質(zhì),所以它應(yīng)該相對(duì)于遙遠(yuǎn)星系保持靜止。從哥德爾提出宇宙模型開始,研究者已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了其他的宇宙旋轉(zhuǎn)模型,所有這些模型都相似地抵觸了馬赫的假定前提。然而,這些模型可以宣布為非物理的,因?yàn)樗鼈児坏钟|了對(duì)真實(shí)宇宙的觀測(cè)結(jié)果。但是,作為理論解,它們展示了僅僅依靠慣性與其他物體的關(guān)系來定義慣性這種做法的困難之處。

    反例證的反復(fù)出現(xiàn)最終說服了愛因斯坦放棄馬赫原理。然而,在1990年,當(dāng)時(shí)在德克薩斯大學(xué)任教的哈里·金(Harry King)證明了一個(gè)封閉宇宙——一個(gè)注定會(huì)停止膨脹,最終重新坍縮的宇宙——能夠呈現(xiàn)無旋轉(zhuǎn)。哥德爾的模型中任何星系的旋轉(zhuǎn)都被反方向移動(dòng)的引力波抵消。假如說哥德爾的研究結(jié)果是馬赫原理遭受的一次挫折,那么金的研究結(jié)果是一次明確的勝利。遺憾的是,當(dāng)今的宇宙學(xué)家們相信真正的宇宙是開放的——注定會(huì)永遠(yuǎn)膨脹下去——這再一次展示出要把對(duì)慣性的理論上的理解與實(shí)際的宇宙聯(lián)系起來是何等的困難。

    近期,瑞士聯(lián)邦理工學(xué)院的克里斯托夫·施密德(Christoph Schmid)宣稱已經(jīng)證明了愛因斯坦和馬赫的理論都正確。施密德得出的結(jié)論是,給現(xiàn)實(shí)的宇宙模型添加上渦量的話,確實(shí)會(huì)拖拽陀螺儀的軸線。但根據(jù)施密德的計(jì)算,物質(zhì)的影響在臨界半徑之外呈現(xiàn)指數(shù)衰減,而該臨界半徑與光從宇宙大爆炸以來行進(jìn)的距離有關(guān),在更大距離處的空間的確切形狀變得不相干。他以這種方式繞過了在無限遠(yuǎn)處施加邊界條件的必要性,這個(gè)難題曾經(jīng)煩擾了愛因斯坦。宇宙本身的物質(zhì)分布決定了陀螺儀的行為。施密德宣稱,廣義相對(duì)論那樣就完美地體現(xiàn)了馬赫原理:另一方面,他的一部分計(jì)算是在一個(gè)封閉宇宙內(nèi)完成的,這看起來像是違背了金的證明。

    劍橋大學(xué)的唐納德·林登-貝爾(Donald Lynden-Bell)與他的合作者進(jìn)行的獨(dú)立分析中,已經(jīng)接受了施密德的研究結(jié)果的某些方面。然而,宇宙微波背景輻射的最新研究大體上排除了宇宙中的任何大規(guī)模旋轉(zhuǎn)。許多宇宙學(xué)家相信,宇宙經(jīng)歷了早期膨脹期,宇宙的大小在此期間呈現(xiàn)指數(shù)增長(zhǎng)。這樣的膨脹可能會(huì)抑制任何旋轉(zhuǎn),留下一個(gè)靜止的宇宙,陀螺儀在其中會(huì)自然地相對(duì)于遙遠(yuǎn)物質(zhì)保持靜止,這樣就使得馬赫原理變得多余——至少是對(duì)于陀螺儀這樣的旋轉(zhuǎn)物體。一個(gè)不旋轉(zhuǎn)的宇宙仍然不必要解釋那些在你沿著直線加速行駛時(shí)將你向后推進(jìn)汽車座椅的力。

    對(duì)于大多數(shù)當(dāng)代物理學(xué)家來說,馬赫原理不僅僅是多余的累贅,它完全遭人忘記——他們對(duì)馬赫原理一無所知,也許就像那名魯莽沖動(dòng)、炫耀自己的導(dǎo)彈導(dǎo)航系統(tǒng)的研究生一樣。然而,謎團(tuán)永遠(yuǎn)距離不遠(yuǎn)。到今時(shí)今日,我們尚未真正理解遙遠(yuǎn)的宇宙是如何給陀螺儀下達(dá)進(jìn)軍指令的。

    馬赫原理的停滯不前蘊(yùn)含了許多教訓(xùn)。一條教訓(xùn)是本科物理學(xué)的教育已經(jīng)變得脫離物理學(xué)實(shí)踐。從被當(dāng)成自然法則來呈現(xiàn)的任意慣例,到強(qiáng)行要求對(duì)脫離現(xiàn)實(shí)的問題求出精確解,再到離心力一類的概念遭到摒棄,大學(xué)物理學(xué)已經(jīng)演變成抑制創(chuàng)新的工具,而不是在鼓勵(lì)創(chuàng)新。一個(gè)人怎么能高舉相對(duì)論的理念——物理學(xué)能夠?qū)崿F(xiàn)于任何參考系中——同時(shí)又宣稱牛頓定律僅在慣性系內(nèi)有效?假如一個(gè)人否認(rèn)離心力的存在,他又怎么能開始討論馬赫原理?是的,慣性力在慣性系中消失;引力在自由落體的電梯中消失。那是否意味著引力是一種虛構(gòu)的力?

    攻克馬赫原理的部分困難之處在于它與德爾斐神諭的相似性。1993年在圖賓根舉行了一場(chǎng)關(guān)于馬赫原理的學(xué)術(shù)會(huì)議,會(huì)議組織者朱利安·巴伯(Julian Barbour)與赫伯特·菲斯特(Herbert Pfister)列舉了至少21項(xiàng)不同解釋。會(huì)議結(jié)束時(shí)進(jìn)行的調(diào)查顯示,只有3名與會(huì)者相信廣義相對(duì)論完美地體現(xiàn)了馬赫原理,而有21人不認(rèn)同這種看法。14人認(rèn)為廣義相對(duì)論“非常有馬赫風(fēng)格”,而有7人一點(diǎn)也不認(rèn)為它和馬赫原理沾邊。最近有一位杰出的同事向我說道,他發(fā)現(xiàn)馬赫和研究科學(xué)毫不相關(guān):“科學(xué)對(duì)我而言一直是一組工具,而不是哲學(xué)分支。”

    更大的障礙是科學(xué)界的潮流風(fēng)尚。如今的宇宙學(xué)家如果要與當(dāng)今科學(xué)界的“普拉達(dá)”和“范思哲”們的口味保持一致的話,就經(jīng)常要涉入哲學(xué)領(lǐng)域的淺水區(qū)。他們擔(dān)憂創(chuàng)造出某些宇宙大爆炸模型,其中輸入的參數(shù)是“自然”發(fā)生的,而不需要手工“微調(diào)”。他們認(rèn)為“宇宙常數(shù)問題”——為何驅(qū)動(dòng)宇宙膨脹的“暗能量”比你的“預(yù)計(jì)”數(shù)值少了大約125個(gè)數(shù)量級(jí)——是研究領(lǐng)域中最突出的難題。是物理學(xué)還是哲學(xué)?每年,有數(shù)百篇關(guān)于弦論和“宇宙的宇宙”——多重宇宙——的論文發(fā)表。每年有十多場(chǎng)關(guān)于粒子物理學(xué)或弦論的學(xué)術(shù)會(huì)議召開。唯一關(guān)注馬赫原理的學(xué)術(shù)會(huì)議就是1993年的那一場(chǎng)。

    但是,把聽起來奇怪的說法“馬赫原理”替換成“為什么陀螺儀指向一個(gè)相對(duì)于遙遠(yuǎn)類星體而固定的方向”,然后我們就直接面對(duì)自然呈現(xiàn)給我們的一個(gè)最惹人矚目的問題。比起“希格斯玻色子如何將物質(zhì)分給其他亞原子粒子”,它更像個(gè)問題。比起“當(dāng)基本物理定律并不向前移動(dòng),時(shí)間為什么向前移動(dòng)呢”,它是個(gè)并不遜色的問題。比起更熱門“量子力學(xué)背后有著什么”,它大概能產(chǎn)生更豐碩的成果。事實(shí)上,馬赫原理讓另一類別的所有其他謎題都相形失色。

    我們有一套行得通的引力理論,這套理論接受過檢驗(yàn),比人類構(gòu)想過的其他任何理論都來得準(zhǔn)確。它解釋了宇宙的膨脹;它描述了黑洞的行為;它也成功地預(yù)測(cè)了引力波的存在。它應(yīng)該告訴我們陀螺儀指向星辰的原因。

    本文作者托尼·羅思曼(Tony Rothman)在紐約大學(xué)應(yīng)用物理學(xué)系任教。

    [資料來源:Amercian Scientist][責(zé)任編輯:彥 隱]

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