引力簡史 | 日誌 | 果殼網 科技有意思

引力簡史張軒中

　　人類歷史,始於蒙昧。置身懸崖,若無必死之心,望而卻步。引力做功,碎骨粉身。雖引力乃最弱之力量,然其統治大宇宙之脈搏呼吸。亞里士多德指出引力秘密,為世人所奉。而千年之下,伽利略用思想實驗,得自由落體真諦。此情此景,歷歷在目。幾百年來,比薩斜塔,默默無語。上帝造物,宇宙洪荒,乃至牛頓,方顯露一絲天機。牛頓引力,平方反比。方程曼妙,讓人嘆為觀止。

　　牛氏遺腹,少年孤冷,其引力方程,上窮碧落，下至黃泉。玉兔升空,蘋果落地,牛頓方程,半窺天機。方程橫空出世,世間猶驚。返谷溯源,乃開普勒之鞠躬盡。白日西匿，開普勒於月牙高台,夜觀天象,夙夜不眠.經濟窘迫而身形憔悴,然於故紙之間,發行星運動之三定理。此乃嘔心瀝血之作也。

　　紅塵百草,阡陌凋零,牛頓之後百年,法拉弟鐵匠之後,瓮壅繩黍之子,其英雄氣長,研習安培之環路電流。奧斯特發現電可成磁,法拉第十年一劍,磁能生電。此間十年,實驗無數,遍嘗失敗。

　　電磁相生,法拉第立場論。隔四十年,麥克斯韋設位移電流,寫積分方程,電磁統一大成。然方程之中,未現磁單極子。狄拉克沉默寡言,深思熟慮,考慮量子力學,得電磁對偶。若單極存在,焉能以單一磁勢覆蓋球面?此乃纖維叢也。

　　場論既成,天下太平。愛因斯坦,猶太之子,叛逆之徒,其遍習引力歷史,深通場論之奧義。厚積薄發,終成絕響。麥氏方程,天生超越伽利略之單純空間變換。閔可夫斯基,乃得四維時空變換,保持麥氏方程。龐加萊亦有所聞,一時間群雄並起,狹義相對論,若隱若現,愛因斯坦,確鑿物理實在,於線性時空變換下不變。若較愛因斯坦之於龐加萊,龐氏深諳數學,而愛氏直指背後物理,深邃迥異於常人。此西元1905,愛因斯坦,聲名鵲起於天下,此洞見時間須於空間一起,共鑄時空流形,此乃千年來最廣博深遠之發見,天下唯此一人。

　　歷史機緣巧合,全在暝暝之中。狹義相對論已大白於天下,然世間芸芸眾生,依然不知所云。所謂動尺收縮,此中可見牛頓引力方程,水火不容於狹義相對論。牛頓引力,描述空間兩點之距離,然空間兩點之距離不復絕對,牛頓引力,勢必依賴於觀察之士。物理勿須依賴於觀察之士,乃廣義相對論性原理，此為物理之基本也。愛因斯坦,深味其中悲哀。方十一年,其演習黎曼幾何,工於張量計算。友士格羅斯曼,居功至偉。數學家推動物理學之發展,此一例也。愛因斯坦日復一日,確信物理之規律,為人力所不能撼動,須臾之間,乃相信物理之規律,應於人人平等。其思辨於升降機中遇見等效原理,偶遇一生之最快慰思想。自由落體,於其深邃雙眸,復現璀璨光明。　　物理於幾何,一衣帶水.黎曼幾何,天才之手,問世三十餘年,遂轉入愛因斯坦,發揚廣大,天下人膜拜而熟習之。愛因斯坦引力方程,幾何等於物理，方程美妙絕倫，意味雋永。此西元1915,希爾伯特,殊途同歸,翁乃數學界之泰山北斗。引力歷史於數學物理兩家攜手推動,此後數十年,群雄並起，愛因斯坦方程未絕於數學物理,雖人跡罕至,叢生皆雲高山仰止,引力冷艷孤傲。　　人生不相見,動若參商,然愛翁之於鴻蒙洪荒之迴響,餘音繞梁。　　之後數十年,黑洞興起,宇宙加速膨脹，一切歸於漫漫黑暗。