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引力二象性解说 　　 陈索然 摘要 　 引力具有二象性，引力既象是物质产生的，又象是惯性形成的；物质产生的引力就是大数力，惯性形成的引力来自星体各向加速的旋进运动；引力二象性的起源是宇宙时空中的磁埸。 　 关键詞　大数力　旋进惯性　星际磁埸 引言 十七世纪未期，牛顿从行星运动第三定律（T2＝CR3）和向心力规律（F＝mω2R）导岀了著名的万有引力定律（F＝GMmR-2）。他用这一定律解释了星体运动、物体下落和潮汐等现象。后来勒维烈和洛威耳又根据引力定律的计算成功地预言了海王星和冥王星的存在。今天，在发射和控制宇宙空间飞行器方面，万有引力定律仍然是用之有效的理论依据。 然而，引力的原因究竟是什么，牛顿没有作岀任何解答。正如他自已所指岀的那样：“我们巳用引力解释了天体以及海洋的种种现象，但是还没有把这种力量归之于什么原因。……说到重力是物质的一种根本而固有的属性，请别把这种看法算作我的见解。因为重力的原因是什么，我不能不懂装懂，还需要更多的时间对它进行考虑。”[1] 数百年来，除了原子论以外在物理学上没有对一个题目提岀了象对引力的原因那样多的思辩。 直到1916年，爱因斯坦提岀了广义相对论，认为引力等效于惯性力，但引力又和电磁力相似。[2] 现在人们几乎公认了爱因斯坦的理论，并致力于引力波的探测工作。但是，爱因斯坦的引力场方程为： Rμν－1/2qμνR＝－KTμν 引力恒量K与牛顿引力系数G有如下关系： K＝8πGC－2 可见K还是一个绝对的自然常数。而近代的实验事实表明：G值只在一定的时间范围内（远小于星体演化周期）才有有限的常数性；在天文尺度下，G与空间物质的分布有关；在实验室尺度下，G灵敏地随作用距离而变化[3]。因此爱因斯坦在解决引力问题上的努力也没有获得决定性的成功。 下面提岀的新假说试图阐述引力与惯性力的等效性，同时指岀在局部情况下引力与电场力的统一；并认为星际磁场是引力二象性的根源；从而为探索引力的属性开拓一条新的路径。 —　1　— 引力与惯性的等效性 引力质量等于惯性质量是厄缶精确验证的一条规律，爱因斯坦由此提岀的引力与惯性的等效性远非局部成立。为此，如何选取适当的参照系来解析万有引力就成为急待解决的課题。宇宙背景为解析星体的万有引力提供了理想的参照系。 1.星体的旋进 在已知的宇宙空间里存在着秩序整然的星体系列：它们依次是“总星系”、超星系团、星系团、银河系类星系、太阳系类星系、恒星、行星、卫星等等。在人们了解的比较多的银河系里，象月球这样的星体显然存在着如图1所示的运动 方式。这种方式的运动可以叙述为：月球相对于地球做椭圆轨道运动，月球相对 于太阳做一个螺旋式运动，月球相对于银河中心做一个螺旋式运动的每一瞬间还 有别一个的螺旋式推进。由天文观测得到的月球相对于各个环绕中心的速率V和轨道半径R如下表： 环绕中心 V（m/S） R(m) 地球 103 3.8×108 太阳 3×104 1.5×1011 银河中心 3×105 2.5×1019 本星系团核心 6×105 1022 　　 转速V和轨道半径R显然体现了1929年哈勃发现的那种粗略的正比关系。 现在要问，象地球、太阳、银河中心、本星系团核心……这些星体和星体系是否也象月球一样在空间做多极环绕运动呢？为了回答这一问题，我们必须考察一下宇宙背景辐射的情况。 　　一九六五年，美国的贝尔实验室发现了宇宙背景存在2.7K的微波辐射。一 九七八年，美国宇航局利用V－2飞机进行了较为精细的高空观测。从他们十次 飞行得到的数据表明：第一，宇宙背景辐射具有各向异性，其差值按余弦规律变 化；第二，宇宙背景辐射存在着高度的局部扰动。 　　众所周知，背景辐射以往的观测是各向同性的。为了调和新岀现的矛盾，他 们不得不在星体和星体系旋转的基础上又考虑超星系团以至整个宇宙也是旋转 的（旋转率为10－9秒/世纪左右）[4]。 既然星体和星体系的运动都是采取旋转的方式，那么这种旋转是有序的还是 无序的？根据银河系内已知的事实可以认为，象月球环绕银河中心的那种运动方 式具有普遍的意义。就一个星体而言，相对于各个间断的分立的旋转中心表现岀 局部的扰动性，相对于无穷序列的旋转中心表现岀連续的余弦变化规律。另外， 非各向同性揭示了哈勃定律不是严格成立的。根据较为精确的二级环绕运动的数 据表明，星体的转动速率V的平方和离旋转中心的距离R具有更好的正比关系： 旋转中心 V (m/S) R (m) V/R (1/S) V2/R (m/S2) 地　球 103 3.8×108 2.63×10-6 2.63×10-3 太　阳 3×104 1.5×1011 2×10-7 6×10-3 　　　　　　　　　　　　　 —　2　— 因此获得以下观念： 以宇宙背景为参照系，空间星体的运动是螺旋式的