一百多年前,爱因斯坦提出了极具颠覆性的广义相对论,第一次诠释了引力的本质。广义相对论指出:并不存在所谓的引力,引力的本质其实是时空弯曲,也就是说,引力其实只是时空弯曲的表象而已。

那么,问题来了,既然引力并不存在,为何直到今天我们还在学习运用万有引力呢?为何不用时空弯曲彻底取代引力呢?

万有引力是通过引力场产生的吗(引力的本质是时空弯曲)(1)

其实原因很简单。科学的目的是什么?并不是故意制造一些晦涩难懂的公式,进而显得高大上,科学的最终目的是为人类服务,是讲究实用性的。

我们经常听到这样一句话:不管黑猫白猫,能抓住老鼠就是好猫。这句话能充分诠释科学的实用性,科学是为人类日常生活服务的,而不仅仅是理论。

而爱因斯坦的时空弯曲和牛顿的万有引力理论,两者并不矛盾,而且在各自的领域都发挥着重要作用,可以说是完美地互补。

万有引力是通过引力场产生的吗(引力的本质是时空弯曲)(2)

从公式来看,相对论场方程比牛顿的万有引力方程更精准,适用的范围也更大,尤其是在高引力场和高速度情况下,优势更明显。这意味着广义相对论中的时空弯曲要优于牛顿的万有引力诠释。

时空弯曲,让人类对宇宙有了全新认知,以一个全新视角看待周围的世界。

但是,并不是说万有引力就“一无是处”了,很多时候恰恰相反,如今统治我们日常生活的仍旧是万有引力,虽然它没有广义相对论那么精确(时空弯曲),因为我们就是生活在低速低引力世界,而在这样的世界里,万有引力与时空弯曲的描述基本是一致的。

虽然万有引力是广义相对论的近似解,但在低速世界并不能算错,差距是微乎其微的,而相对于广义相对论的10阶方程,万有引力简单的“平方反比”更简单实用。

举个例子就明白万有引力与广义相对论(时空弯曲)之间的关系了。比如说一桶桶装水40斤,要搬到你家的五楼,成年男子基本都可以做到,如果你不想自己搬,花10块钱让别人也能轻松搞定。

但你非得不那样做,非得找一台起重机把桶装水运到你家,这不就“大材小用”了吗?的确,起重机也能做到,但你认为有必要吗?

简单讲,适用的才是王道。科学虽然是严谨的学科,但归根结底要应用到我们日常生活中,而生活中我们更需要简单明了的东西,而不是复杂的东西。

而牛顿的万有引力定律在我们的地球上基本都能适用,我们平时经历的速度和引力场都非常小,这也是为什么如今不管是发射火箭,卫星,任何探测器,都是用到牛顿的万有引力定律,而不是广义相对论。

万有引力是通过引力场产生的吗(引力的本质是时空弯曲)(3)

只有在研究黑洞等大型天体时,广义相对论才会派上用场。只要不离开地球,万有引力定律就比广义相对论更适用。

当然,要求比较精确的设备,比如说卫星导航系统,必须足够精确,这时候就必须考虑到速度和引力对时间的影响,必须用相对论才可以。

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