年轻的爱因斯坦创立了“新引力论”，可以将广义相对论看成是不同于经典引论的“新引力论”，他在一百年前创立的广义相对论是科学史上最成功的理论之一，经历了迄今为止每一次物理实验和天文观测的检验，最经典的“三大检验”包括了水星近日点的进动，水星绕太阳转动一圈，近日点的位置会发生微小的偏转，牛顿的万有引力定律不能解释水星近日点的这种微小移动；广义相对论预测了光线经过太阳附近时将发生偏转，天文学家用观测的方法证实了光线在太阳引力场发生的路径弯曲；第三个检验与光线的性质有关，当光线进入和离开引力场时，光线的波长和频率将发生改变，产生“引力红移”现象，天体物理学家发现，当光子离开太阳表面时，它的波长产生微小的变化。从“后爱因斯坦时代”物理学的发展来看，任何试图超越广义相对论的引力理论至少需要经得起经典的“三大检验”，需要解释广义相对论给出的几项重要预言，考虑到LIGO国际合作团队在去年的2月份宣布他们第一次发现了引力波，我们甚至可以认为任何试图超越广义相对论的“新引力理论”要能够解释引力波现象。从爱因斯坦去世到现在过去了半个多世纪，在最近的一二十年，我们不断听到诸如：“牛顿错了、爱因斯坦错了，我们过去对引力的理解错了”的声音，爱因斯坦的引力理论修正、甚至是颠覆了牛顿的万有引力定律，“后爱因斯坦”的引力理论能够修正、甚至颠覆广义相对论的引力定律吗？

广义相对论获得了巨大成功，它已经构成了现代力学和宇宙学最重要的理论基础，物理学家和天文学家应用广义相对论来理解诸如黑洞和双中子星的行为，离开了广义相对论的理论解释，我们对星系中心潜伏的超大质量黑洞和宇宙结构的认识完全是另外一种模样。广义相对论不一定是一种终极理论，晚年的爱因斯坦试图找到比广义相对论更好的表达形式，他将广义相对论解释的引力和其它的自然基本力统一在一个理论物理的表达式中，爱因斯坦不是要在修正引力的诉求中超越广义相对论，而是要在理论物理最基本的表达式上超越广义相对论的范围，或者说广义相对论不应该局限在引力的领域，可以延伸到对非引力的其它基本力的解释。多数物理学家之所以认为广义相对论的解释错了，是由于他们发现广义相对论不够完备，不能解释引力以外其它基本力的行为，像电磁力、强力和弱力只能用量子力学来描述。只有引力的行为不能用量子力学来解释，“引力的量子化”还游离在量子力学的解释以外。少数物理学家认为暗物质现象偏离了广义相对论的解释，目前，这些“离经叛道”的物理学家试图建立一种“替代理论”，这是一种修正、甚至颠覆广义相对论的“新引力理论”，该理论的出现与暗物质的预测有关，并不是仅仅为了挑战爱因斯坦的广义相对论，这些物理学家对牛顿引力理论的修正、甚至颠覆与广义相对论的方式既有共同点，也有不同点，不同点更多，从共同点出发，他们只是用另一种方式来描述引力的性质，没有超越广义相对论的意图；从不同点出发，他们对引力的解释与爱因斯坦完全不同，有超越广义相对论的祈求，人们提出的疑问可以用一句话来概括，“爱因斯坦所做的最伟大工作都错了吗？”

“新引力理论”的出现与暗物质现象有关，天文学家在星系和星系团的观测中发现，普通的可见物质数量不足以将星系和星系团维系在一个结构体系中，只有假设一种暗物质的存在，才能提供足够强大的引力，星系和星系团才能是我们现在看到的样子，然而，实验物理学家还没有在暗物质粒子的搜索中发现它们的身影，一些物理学家怀疑暗物质的存在，开始尝试用“新引力理论”来解释星系和星系团中出现的暗物质现象，他们认为牛顿理论对大多数我们熟悉的物体而言基本够用，只是在极端的天体条件和极为细节的天体检验中失去了效用，爱因斯坦的相对论可以解释极端的天体条件和极为细节的天体检验，然而，相对论也许在暗物质的描述中失去了效用。如何解释暗物质现象导致了“新引力理论”的产生。牛顿力学对引力进行了很好的理论描述，但是，爱因斯坦的“新引力论”创新了引力的理论；现在，一些“修正引力”的物理学家在暗物质现象的研究中似乎看到了广义相对论的不足，但是，他们能够找到对引力的更好描述吗？超越广义相对论的尝试能否获得成功还是一个未知数。非常有趣的是，他们提出的“修正理论”从字面上看是“修正牛顿的动力学”、或MOND，我们不能被这一名称“冲昏了头脑”，认为他们只是在修正牛顿的引力理论，而与修正爱因斯坦的引力理论无关。目前，“修正理论”能够解释一些螺旋星系中恒星和气体的运动规律，但是，不能解释其它类型的星系和星系团中恒星和气体物体的运动，由于“修正理论”不能解释广义相对论给出的几项重要预测，因此，现在不能认为这种理论超越了广义相对论，可以成为解释宇宙整体演化的“替代理论”。“新引力理论”既然是一种大胆的尝试，那么必然出现各种版本，这些版本的共同之处是重新解释引力的性质，证明牛顿的引力论是错的，爱因斯坦的引力论是不完备的，它们既排除了暗物质的存在，也排除了普通物质拥有的引力属性。

为了解释普通可见物质在星系和星系团中严重不足的难题，物理学创立了两种“针锋相对”的理论，一种是暗物理理论，一种是“新引力理论”、或“修正引力理论”，暗物质理论不一定与牛顿和爱因斯坦的引力理论有本质的冲突，天文学家相信他们早已在星系和星系团中发现了暗物质，甚至公布了他们发现的暗物质星系，他们在星系中发现了一种引力作用，却没有发现释放这种引力的普通物质，由此断定“暗物质”是这种“幽灵作用”的来源。暗物质理论成功地解释了星系和星系团结构的形成和演变，在我们今天看到的大尺度宇宙结构中，存在一个我们看不见、更为宏伟的“暗物质宇宙”，恒星、行星和我们的身体只是它们的“傀儡”和“表象”，离开了“暗宇宙”的引力作用，恒星、行星和我们的身体早已“分崩离析”，我们享受的生活方式和对无限生产力的渴求就会化为乌有。“新引力理论”的出发点是完全代替暗物质理论，不是用爱因斯坦的引力理论来代替，而是用一种变化的、甚至“神出鬼没”的引力来代替暗物质的作用。牛顿的引力在固定的距离上是不变的，“新引力”则是可变的；牛顿的引力是“固定”在物体上的，“新引力”可以突然出现、突然消失。爱因斯坦的时空在物质的作用下发生弯曲，“新引力理论”对时空弯曲的解释更为复杂，不是物质造成了时空弯曲，而是某种“矢量场”发生了弯曲，引力不是时空弯曲的效应，而是时空信息组合产生的效应，是某种“矢量场”变化产生的结果。“矢量场”中物体能够“感受”不同强度的引力，如果银河系外围的恒星“感受”到的引力强，那么它们围绕银河系中心旋转的速度会更快一些，而不是牛顿和爱因斯坦的引力理论预测的更慢一些。

有一个非主流的“引力新论”可以帮助我们理解这一理论的奇特性，该假说认为我们对物质和真空概念的理解完全错了，对这两个概念的解释应该完全颠倒过来，我们理解的物质其实代表了真空，而我们理解的真空其实代表了物质，如此一来，在物质“害怕”真空原理的作用下，所有的“真空”聚集在一起，这种向内的聚集力就是“引力”。“新引力理论”是一种非常奇特的引力理论，虽然没有代表一种主流的引力理论，但是，它在代替暗物质理论的解释中已经取得了很好的结果，甚至比广义相对论对引力的解释更为完备。就像超弦理论和超对称理论对物理学统一理论的解释试图超越爱因斯坦的“大统一理论”一样，“新引力理论”对引力的解释同样试图超越广义相对论的引力理论。可以肯定的是爱因斯坦的广义相对论在解释引力的量子行为时失去了效力，晚年的他没能成功地建立大统一的理论；不能肯定的是爱因斯坦对宏观引力的解释存在不完备、甚至错误的地方，“新引力理论”的主要代表人物既“修正”了牛顿的引力概念，也“修正”了爱因斯坦对引力的表述。我们不能相信“新引力理论”可以彻底代替爱因斯坦的引力解释，既可以代替暗物质理论，也可以解释广义相对论给出的各种预言，比如：可以解释双黑洞的合并和在合并中产生的引力波。本作者发现“修正的引力”和爱因斯坦的引力理论有一点是相同的，两种理论都强调引力解释的“去物质化”，物质本身不具有引力的属性，不存在牛顿描述的物质的相互吸引，物体的相互吸引只是一种“表象”，就像“苹果落地”只是我们的直观感觉一样，在物质相互吸引的背后一定有我们未知的原因，现在的物理学家对引力现象解释的热情丝毫不亚于一百年前的爱因斯坦，只是他们不应该忘记，也许爱因斯坦错了，但是，他肯定是“修正引力理论”的始祖。

（邓如山2017-1-9邮箱：[email protected]&160;）

（Einsteinwasthefounderof“"modifiedgravitytheory”）

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