人窮就要多讀書呀
何為萬有引力？其實所有對於力的描述，都是用來解釋世界萬物是如何運動的。在牛頓之前根本就沒有“力”的概念。而概念是物理學溝通中的一個重要工具，是思維與想象之間的根本區別。要探究萬有引力這個概念，最好先從人類關於“運動”的故事開始。
牛頓之前的“運動”。
有這樣一個事實：在牛頓之前，對於我們生活的這個空間裡，物體如何運動，一直無人能解答。
正因如此，那個時代的世界被命運的精靈和魔鬼所控制。一些魔法、巫術、迷信的思想，是那個時代的熱門話題。即便古希臘的哲學家們，也將物體的運動歸結於，它們是否具有和人類一樣的慾望或者情感。所謂的“水火土氣”具有各自的本性，它們遵循本性而運動。物體之所以會停下來，只是因為“累”了而已，一些物體之所以會掉在地面，是因為它們渴望與大地合二為一。
以現在的科學語境來解釋，就是力是維持物體運動的原因。物體只有在為外力的推動下才能一直運動，外力一旦停止，運動也就停止。這也正是亞里士多德的主張，而這種說法一直從公元前4世紀，延續到了公元后16世紀。
牛頓開啟的力學觀。
1666年，23歲的牛頓，驅除人類腦中被亞里士多德學派植入的精靈，提出了力的概念，並描述了力的三大特質（牛頓力學三定律）。而且人類第一次可以用簡單的公式，來預測物體未來的運動軌跡。
而牛頓之所以能建立萬有引力定律，皆因洞察到蘋果墜落的秘密。世界萬物都在掉向地球，這就是牛頓發現的物理圖景。牛頓意識到，如果他站在一個山頂上，只要以足夠大的速度扔出一塊石頭，石頭就可以像月亮一樣，永遠圍繞地球做自由落體運動。
而石頭的速度，取決於扔出它的那一瞬間，因此牛頓認為力是瞬時的，更是一種超距作用。比如太陽如果突然消失，牛頓認為地球就會立即飛離自己的軌道，飄向宇宙深淵之中。這也就意味著，地球上的時間與太陽上的時間是同步的，乃至於宇宙整個空間的任何一個位置的時間都是同步的。這就是牛頓的絕對時間觀。在地球上的一米，到宇宙中任何地方，都是一樣的長度，不會發生任何變化。這就是牛頓的絕對空間觀。
當牛頓建立了這種絕對空間與絕對時間的常識概念，空間和時間就能構成一個絕對的參考系，可以描述我們日常生活中所有的運動。而引力到底是什麼？牛頓並沒有去想，因為他興奮地沉浸在他建立的萬有引力定律對萬物運動的預言之中。
打破超距作用的場概念。
1860年，麥克斯韋繼承了法拉第關於“場”的概念，並建立起了場的數學表達式。雖說麥克斯韋研究的是電磁現象，但他所完善的場概念，被愛因斯坦稱為是物理學自牛頓以來最深刻的成果。
在麥克斯韋的場概念中，電磁力的傳播，不像牛頓的力那樣是瞬間作用，而是需要時間來傳播的。而且在揭示了電磁波與光之間的關係之後，關於光速的描述，讓經典物理學的兩大支柱：牛頓力學與麥克斯韋電磁波理論產生了無法調和的矛盾。
牛頓力學描述的速度，是可以疊加的。而麥克斯韋的電磁波理論中，光速卻是恆定的。同樣是對速度的描述，為什麼萬物適用的牛頓力學對於光，就不再適用了呢？到底是牛頓錯了，還是麥克斯韋錯了？
愛因斯坦對光的理解，勾勒出了對引力的物理圖景。
如果你開著一輛光速行駛的車子，遠離後方的鐘塔。由於後方的光已經追不上你，在你看來鐘塔上的鐘已停止轉動，而如果你看自己的手錶，會發現手錶依然在運轉。
當愛因斯坦想到這一點時，絕對時間觀轟然倒塌。不同的速度下，時間的流逝是不一樣的。一個跨時代的光速圖景在愛因斯坦的大腦裡展開了。
1905年，愛因斯坦通過對這個物理圖景的思考，打破了牛頓的絕對時間與絕對空間觀，提出了時間與空間的相對性。這對理解物體的運動，邁進了一大步。
在愛因斯坦的相對時空觀裡，光速不變就成了一個合理的解釋。雖然當時MM實驗已經驗證了光速不變，但對於愛因斯坦來說，麥克斯韋的理論給他的啟發遠遠勝於MM實驗。
空間可變，就意味著空間可扭曲。而所有物體的運動都依附於空間，也就代表著描述物體運動的力與空間具有深層次的聯繫。當愛因斯坦將麥克斯韋的“場”概念引入力學中後，引力場替代了萬有引力的超距作用。
空間的形變使萬物有了運動的趨勢，而這種運動的趨勢就是引力場。所以說，引力場就是空間扭曲的結果。
總結
引力是空間的扭曲的結果，是人類目前知曉的最接近引力本質的一種詮釋。
通過了解人類對運動的認知發展，我們可以看到科學是如何一步一步地去觸及自然現象的本質。而看似不相關的光學現象，卻讓人們更加深刻地理解了引力的本質。而在孜孜不倦地探索中，人們也發現不同的自然現象之間似乎總是存在著某種隱秘的聯繫。
而這種聯繫正是愛因斯坦一生所追求的宇宙秩序，這種物理直覺，也正是現代物理學追求大統一終極理論的初衷。
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牛頓認為引力是質量產生的，至於為什麼有質量的物質會產生引力，牛頓並不知道。後來，一個人站在了牛頓的肩膀上，他就是愛因斯坦。愛因斯坦認為引力的本質就是空間的幾何扭曲導致的，引力其實並不是一種力。
到了愛因斯坦這裡，引力似乎簡單明瞭的多了。當然了，既然相對論有對引力的描述，作為物理學兩大支柱的量子力學，當然也有對引力本質的描述。量子力學認為引力它是引力子交換導致的，不過可惜的是，科學家們並沒有發現引力子的任何蹤跡。
雖然科學界的各位前輩以及給出了引力的定義，但似乎距離我們認為的引力本質還有很多差距。為什麼質量會產生引力？為什麼時空彎曲了物體就有一個往“下”的力？為什麼找不到“引力子”？一些列的問題直指引力的本質。
如果引力真的是空間的幾何彎曲導致，那麼是否說明存在一個更高維度，因為只有高維度存在，空間才可以扭曲，才可以向“下”。物質有一個落向“下”的力，且這個力並不是大質量物體給的，而是空間凹陷的原因。所以，必然在高維空間中存在一個類似於“地面”的存在，可以對所有有質量物質產生一下“向下”的力。故而，質量越大就會導致空間被往“下”撕扯的越厲害，空間曲率就越大。這樣，高維空間的存在也解釋了引力子為什麼找不到，因為引力子是在高維空間存在，我們三維找不到。我想，或許這才是引力的本質吧。
當然了，想要知道這種想法對不對，只有我們真的進入高維空間了，才有資格一窺究竟。
科學探秘頻道
按照愛因斯坦廣義相對論的詮釋，引力的本質就是時空彎曲。在上世紀初期，愛因斯坦通過廣義相對論給出了引力的本質，並描述了時空，物質與運動之間的關係，這就是著名的愛因斯坦引力場方程：
簡單說，方程的左邊是時空彎曲情況，右邊是物質及其運動情況，用一句話總結：物質告訴時空如何彎曲，而時空告訴物質如何運動！
廣義相對論解釋了牛頓萬有引力的本質。雖然牛頓發現了萬有引力定律，但他不知道為什麼萬物之間會有引力，直到愛因斯坦的出現，他異於常人的思維讓廣義相對論呼之欲出，徹底打破了人們的傳統思維方式！
那麼既然引力的本質是時空彎曲，也是時空彎曲的表象，為何多數時候我們仍用到萬有引力定律而不是時空彎曲呢？為什麼不用時空彎曲徹底代替引力呢？
萬有引力可以看做時空彎曲的近似表達，而這個近似表達對於我們生活的世界來說已經足夠精確，同時萬有引力又非常簡單，更容易理解和操作，如今科學家發射火箭等用萬有引力定律已經足夠精確了！
但萬有引力並不能解釋所有天體之間的作用問題，比如說水星的近日點進動問題，萬有引力就解釋不了，而廣義相對論能完美的詮釋！
而如今廣義相對論已經被越來越多的科學家證實，很多種宇宙現象都完美地符合相對論的預測，而相對論也成為現代物理學的兩大基石之一，另一個就是量子力學！
宇宙探索
“萬有引力”是牛頓的概念，他認為引力是萬有的，也就是說任何物體都有引力，區別只是大小不同而已，並且引力小的物體會被引力大的物體所捕獲，可以說牛頓萬有引力出現到現在為止都是非常好用的理論，宇航員登月和衛星發射全靠它。
不過牛頓屬於知其然不知其所以然，他並不知道引力的產生機制，好在這一問題被數個世紀後的愛因斯坦廣義相對論“解決”了。
愛因斯坦在完成狹義相對論之後就一心想把引力也放進去，為此他經過數年的苦思冥想得到了“引力就是時空扭曲”的廣義相對論，並且解決了牛頓萬有引力所不能解決的近光速與強引力場下的運動問題。
在愛因斯坦看來所謂的引力不過是質量扭曲時空產生的幾何跌落，太陽就是憑著巨大的質量扭曲了太陽系的時空，才讓地球等天體不斷向著太陽跌落，不過由於太空中的地球公轉產生的離心力與太陽引力抵消，因此地球一直沒有跌落到太陽中。
細心的讀者肯定注意到了第二段最後的“解決”，之所以要加上引號是因為量子力學並不認同廣義相對論時空扭曲產生引力說法，事實上量子力學中一直假設了一種被稱為“引力子”的存在，量子力學認為引力子的交換才是引力產生的根本原因。
廣義相對論與量子力學的互相矛盾說明我們人類對引力的本質認識還存在著錯誤和偏差，這種錯誤和偏差只能寄希望於未來的物理學家們了。
宇宙探索未解之迷
引力的格格不入
上世紀，科學發現宇宙中存在著四種作用，分別是強力、弱力、電磁力和引力。這四大作用力有點類似於膠水，把物質粒子結合到了一起。強力和弱力確保了原子核的結構，電磁力是確保了原子結構的存在，而引力則是物質之間相互吸引的力。
而在這四大作用力當中，人類最早能夠系統的認知的是引力。不過，引力也是最讓科學家們頭疼的一個力。這是因為上世紀50~70年代，科學家在狹義相對論和量子力學的基礎上，基於對麥克斯韋方程的認識，建立起了一套粒子物理學標準模型。
這套模型把四大作用力中的電磁力和弱力統一了起來，也就是溫伯格等人的電弱理論，同時強力也被納入到了這個體系當中，但偏偏引力一直無法納入到這個體系。科學家也試圖將其強行納入到這個體系當中，結果理論和實際相去甚遠，因此，並沒有被廣泛接受。
關於引力的認知，目前主流的理論是牛頓力學和廣義相對論。而關於引力本質的詮釋則是廣義相對論。今天，我們就來聊一聊：引力的本質。
萬有引力
其實早在牛頓之前，人們就發現了萬物都會往地面上落的現象。為此，古希臘的哲學家亞里士多德就提出了一套邏輯自洽的理論，但是這只是在哲學層面上的一些探討，並沒有非常嚴格的推導。後來，到了牛頓的時代，牛頓解決了這個問題，他發現萬物往地上落和地球繞著太陽轉其實是一回事，這是因為物質之間都有彼此吸引的力。
於是，基於這個發現，牛頓推導出了著名的萬有引力定律。這個理論和當時的觀測現象擬合的很好，幾乎沒有什麼誤差，甚至有學者直接利用這個理論，依靠筆和紙預測了海王星的存在，然後天文學家一觀測預言的位置，果然有一顆行星在那裡。
但是，如果你要問牛頓，引力的本質是什麼？他其實是不太能夠說服你的。
牛頓認為引力是一種超距力，說白了就是瞬間傳遞的一種作用。我來舉個例子幫你理解一下，如果太陽突然消失，那地球就會立馬沿著軌道的切線方向飛出去。
但為什麼是超距力，牛頓也是回答不上來的。
萬有引力的本質
雖然牛頓不能給我們一個很好的解決方案，不過，後來物理學界出現了一位堪比牛頓的大神，也就是愛因斯坦，在1905年，他基於光速不變原理和相對性原理提出了狹義相對論。
10年後，也就是1915，他又提出了廣義相對論。無論是狹義相對論還是廣義相對論，本質上就是在研究運動物體對於時空的變化，前者是在平直的時空當中，或者說是在慣性參考系（沒有變速運動的情況下）；而後者則是在彎曲的時空當中，或者說是在費慣性參考系（有變速運動的情況下）。
而愛因斯坦通過等效原理，就把廣義相對論和引力聯繫了起來。他發現，引力的本質其實就是時空的彎曲。
地球可以繞著太陽運動，說白了就是太陽的質量使得周圍的時空彎曲了，地球只是沿著彎曲的“面”，也就做測地線在運動。
這聽起來很抽象，畢竟時空使我們看不到的。那我們如何知道愛因斯坦說的對不對呢？
實際上可以利用觀測來解決這個問題。
萬有引力定律 vs 廣義相對論
當時，愛因斯坦剛提出廣義相對論時，其實能看得懂的人就不多，更不要說能夠論證這個理論對不對的人了。愛因斯坦就一直在極力主張通過觀測來判定自己的理論是不是對的。他曾經資助過一個天文學家來求證，結果這個天文學家因為一戰的原因，被當做間諜給關了起來。後來，英國的天文學家愛丁頓就親率團隊進行求證。
這可以說是一場萬有引力定律和廣義相對論直接面對面的角鬥，是科學家之間的戰爭，比拼的是誰的理論和現實更吻合。結果愛丁頓在這次日全食觀測中，觀測到光線偏折的角度更接近於廣義相對論，從而宣告了愛因斯坦的勝利，從此愛因斯坦一舉成名，成為了理論物理學史上可以和牛頓並立的科學家。
而廣義相對論後來也經歷了多次觀測的求證，最終成為了主流的科學理論，並且廣義相對論的預言的引力波和黑洞也被科學家觀測到了。
所以，如今對於引力的本質的解釋就是廣義相對論的詮釋，也就是時空的彎曲。
薛定諤的科學
答案：以目前人類認知來看，萬有引力的本質是時空扭曲，時空就是時間和三維空間。
萬有引力定律的發現
牛頓利用自己的微積分思想和總結了開普勒三定律後，發現了萬有引力定律。1687年，在他出版的《自然哲學的數學原理》一書中描述了這個現象，牛頓認為萬有引力定律具有普適性，適用於所有物體，並且引力大小隻與物體的質量和距離有關，這就是我們在物理課本上學過的萬有引力公式。
雖然牛頓當時發現了這個定律，但卻不知道萬有引力常量G的大小，直到1789年卡文迪許通過扭秤實驗測出G的數值，公式才得以完善，科學家利用這個公式還發現了海王星和哈雷彗星。
萬有引力在大質量天體間比較明顯，人與人之間雖然也有，但小到可以忽略。
愛因斯坦解釋引力
萬有引力的正確性早已在天體中證實，但它是如何產生的？為什麼會相互吸引？
牛頓的解釋是：萬有引力是物體固有的屬性，有重量的物體都會存在，並且當時認為萬有引力是超距的，可以在瞬間傳遞到無限遠的地方，不需要作用時間。
這個觀點和愛因斯坦在1905年提出的狹義相對論有所矛盾，愛因斯坦認為“真空中的光速是信息傳遞的極限速度”。為了解決矛盾點，1915年，愛因斯坦在他的廣義相對論中對萬有引力本質做出瞭解釋，認為萬有引力並不真實存在，引力只是一種假象，它的本質是質量會對周圍時空造成扭曲。
例如，將鉛球放在彈床中間，再沿彈床邊扔一個玻璃球，由於鉛球的重量導致彈床凹陷，所以玻璃球會繞著鉛球轉幾圈後下落；這個現象本質上和行星繞恆星運動是一樣的，只不過彈床存在摩擦力，而天體運動的真空環境中幾乎沒有摩擦力。
彈床所表現的僅僅是面上的空間扭曲，實際情況是下面這張動圖。
為了驗證愛因斯坦的猜想，1919年5月底，科學家利用日全食進行了著名的星光偏轉實驗。
通常情況下，太陽背後的恆星發出的亮光會被太陽遮擋，只有發生日全食時，昏暗的條件下，太陽背後恆星發出的光線，通過太陽引力偏折後能傳遞到地球上，人類才可能直接觀察到太陽背後的恆星。如上圖，實線是光線傳播軌跡，虛線是地球上人類觀察到恆星位置的虛像。
利用愛因斯坦的引力場公式，計算出的數據和實際觀測到的結果完全一致，而利用牛頓萬有引力定律計算出的偏折角和位置，與實際數據相差一半以上，誤差較大。所以科學家認為愛因斯坦對引力本質的解釋更科學。
但這並不代表牛頓的萬有引力定律是錯的，它有一定的適用範圍，只能適用於弱引力場，在強引力場中會失效。例如，太陽對水星的引力最強，利用萬有引力定律計算水星近日點進動問題會出現一定偏差。
此後，從日全食中得到更多星光偏移的數據，表明了愛因斯坦理論的正確性，時空扭曲才是引力的本質。
質量越大的物體對時空扭曲作用越明顯，空間的扭曲使光線改變原有運行軌跡，時間的扭曲則會讓時間真正變慢。例如，地球的地核位於引力中心位置，地核所經歷的時間會比地殼更慢，在地球46億年的歷程中，地核比地殼年輕2.5年。
卓聚樂學
萬有引力定律的另類解讀：（與時俱進的放飛一下思想吧）
萬物的存在是由“陽性的世界”和“陰性的智慧”共同構成的！這就是最新由量子力學所引發出來的“人物分合論”，即：
“陽性的世界”組成了“物體鏈”，即“人類、自然、社會、網絡和宇宙”，這個“物體鏈”用M來代替；
“陰性的智慧”組成了“人體鏈”，即“基因、遺傳、意識、靈魂和興趣”，這個“人體鏈”用m來代替！
萬物之間最主要的變化就是“物體鏈”（M）與“人體鏈”（m）之間的融合與碰撞，繼而衍生出一種能量或力（F）。
所以，牛頓萬有引力定律還有另外一層意思，即在宏觀與微觀存在的空間裡，還有另外一種存在，它的表現形式仍可用：
F＝G^Mm/r^2來表達，但其中的係數和距離另有描述！
可見，萬有引力定律的本質是人與物之間的關係！也就是說，只有人體與物體之間的關係，才算得上是“主關係”，或者是“強關係”，而物體與物體之間的關係，只能是“次關係”，或者是“弱關係”……
（未完待續，更多的交流，可關注“定慧堂”及《智慧科學的虛學原理》-主編 胡寶鋼）
定慧堂
愛因斯坦在廣義相對論當中明確地提出了，萬有引力的本質是時空的幾何。一種作用力是一種幾何，這種宣稱完全顛覆了我們對“力”的認知方式。這也使得看待其他基本力的本質有了新的可能——或許所有力的本質都是某種能量造成的幾何結構。
如何來理解萬有引力是時空的幾何？
先用平面來比喻我們的宇宙，那麼時空的幾何就可以簡單比喻為紙面上的褶皺，扭曲。但經常科普作品當中的那種用凹陷平面來演示引力扭曲時空的圖示容易造成誤解，讓我們誤以為實際宇宙中的引力也是這樣的凹陷。例如下面這個：
上圖：我們在科普作品上經常見到的說明物質形成時空扭曲的示意圖，常常引起誤解。
實際上，真實的宇宙中的引力應該理解為一種時空的密度，應該類似下面的這種三維的示意——質量導致時空的密度增大，時空的網格被扭曲，向內變得密實，因此才有了大質量物體附近的時間流逝相對緩慢的結論——這個是被實驗證實的，例如GPS定位衛星網格中不同的衛星上的原子鐘的時間會發生偏差，因此GPS衛星的原子鐘必須定期校時；此外，科學家曾經計算過地球的地核因為處於引力中心，實際上比地殼要年輕5歲。
上圖：實際上的時空扭曲應該以這樣的方式來展現，時空在質量周圍是變得更密實了。
質量與引力的關係
一切有質量物體周圍都有引力，這個事實似乎也透露了質量的某種本質。既然質量與引力的關係如此密切，或許質量本身也是時空的某種幾何。個人認為，質量可能就是蜷縮的高密度時空，是時空因能量的作用在小體積內以特定方式蜷縮形成相對穩定狀態的一種形式（比如打了一個結）。所有有質量的物體，包括微觀粒子，最終都會衰變為沒有質量的純能量形式，這是大量實驗所反覆發現的客觀情況，雖然目前尚未有觀察到質子自然衰變的情況，但科學家認為質子必然也會衰變（平均壽命> 2.1×10^29 年）。在這種意義上講，引力可能只是質量本質的外溢表現，它與質量可能就是同一種東西！
而質量又與希格斯玻色子關係密切，那麼我們似乎可以繼續推測，希格斯玻色子與引力子的關係。但希格斯玻色子不是度規玻色子，因此不是傳遞引力的粒子，而只是原位產生質量的標量粒子。目前科學界仍然沒有辦法對引力子的特徵進行確定，如果能夠將確認引力子的存在，那麼對於質量和引力的本質或許會有更清楚的認識。
小宇堂
我個認為，萬有引力的本質是大氣壓強，與地球質量相互，協同作用的結果。
它好像又是一種質量的活性。在宇宙中，有空隙的地方，也同樣存在。這種質量的物質特徵，相互作用的拉力場，或運動的時光。
歲月如梭水如歌
任何力都是微觀粒子相互作用的表象。
萬有引力同樣是微觀粒子相互作用的結果。
不要相信愛恩斯坦的廣義相對論，它會把科學帶進死衚衕。
牛頓公式只是描述引力的特點，但沒說明引力是什麼，總的來說比廣義相對論科學。但是，牛頓的引力公式也是有問題的，只有物體間相對靜止或者低速運動才適合使用。當物體之間高速運動時，因為引力的傳遞需要時間，物體之間的引力就不滿足牛頓公式。
我假想存在一種微觀粒子（所有假想都是不科學的）。這是一種質量極小、速度極高、內能極低的粒子。我把這種粒子稱作重力以太。當重力以太碰撞到電荷時，就會轉化為一種質量較大、速度較慢、內能較高的粒子。我把這種粒子稱作電以太。在重力以太轉化為電以太時，動量發生變化，就會產生衝力。同樣，電以太轉分解重力以太時，也會對電荷產生衝力。或許這是庫侖力，或許也貢獻萬有引力。
正、負電以太又可以進一步結合成一種質量更大、速度更低、內能更高的粒子。我把這種粒子稱作光以太。這個轉化過程，動量也會發生變化，也會產生力，或許也是庫侖力或者萬有引力。光以太不是傳播光子的介質，而是阻礙光子傳播的介質。引力場越強的地方，光以太的濃度就越大，光傳播的速度就越慢。
不要把重力子和重力以太混淆。重力子需要相互吸引，然後重力以太則不需要。只要一種粒子可以被合成或者分解成新的粒子，那麼動量就會變化，就可以產生力。
