引力理论发展的新契机

牛顿的划时代巨著《论自然哲学的数学原理》中曾记载了牛顿对万有引力的一段评述：迄今为止，我只是用引力解释月球绕地球的运动及潮汐现象，引力的本质是什么尚未可知，引力是客观存在的，这就足够了。

在牛顿谢世之后的三个多世纪中，人类从没有停止对引力理论及引力本质的探索。20世纪20年代，爱因斯坦基于物质的引力质量与惯性质量的等效性，建立了文广义相对论，使人类对引力理论的发展迈入了一个新高度。但是，广义相对论对引力的描述仍然是“惟象”的，即引力是由于空间的弯曲造成的。但空间的弯曲为什么会形成引力及引力传播的载体仍然未知。后来，爱因斯坦对引力方程进行了近似线性处理，得出了一个重要的结论：引力如同电磁波一样是靠引力波传播的。直至1967年，剑桥大学的女研究生约瑟琳·贝尔与其导师对一颗脉冲双星运动周期的观测才证实了爱因斯坦早年的预言，引力波是存在的，引力的确是靠引力波传播的。引力理论的这一重要进展于1992年获诺贝尔物理学奖。虽然人们已确认引力波的存在，但是用量子力学的语言来描述引力波与质量的作用仍然是困难的，这即是“引力量子化”的世纪难题。20世纪80年代至今，美国的一批理论物理学工作者提出了诸如宇宙弦等理论，试图将引力量子化，但都是昙花一现。至20世纪90年代中期，古老的引力理论似又陷入了僵局。

1997年，印度科学家在日食期间出人意外地发现了“引力异常”现象，即日食时测出的日地引力较正常时偏高约2％～3％不等。这一发现一经发表就引起了广大天文学家的广泛关注。前不久在非洲发生可观察的日食，中国北京天文台的科技人员组队前往赞比亚首都卢萨卡进行“引力异常”现象的观测，结果显示，引力异常现象的确存在。这说明引力在大尺度下应有附加值，可能引力是若干种相互作用的复合产物。在这一结果下，理论物理学家便已开始着手建立新的引力模型与引力理论。可以这样讲，“引力异常”现象的发现，为人类最终揭开引力之谜提供了一个新的契机。这一新的发现不亚于约瑟琳·贝尔等人的发现，是引力理论探索历程中的又一个新的起点。在这一新起点上，相信随着人类不断的努力，万有引力之谜总有一天会被揭示出来。