■ 刘岩

源于20世纪初的二大理论——相对论和量子理论在深层次上是不兼容的，以至于到了20世纪80年代，人们怀疑这二大理论或许只有一个是完备的。是选择相对论，还是量子理论？答案倾向于量子理论，人们相信20世纪80年代关于贝尔不等式的判决性实验结果支持量子理论，但是，采用量子理论描述宏观世界却又是无能为力的，特别是采用量子理论将万有引力量子化。

依据量子理论，传递相互作用的中介物质都被划归为玻色子，它们的自旋是整数，并且其质量的大小与传递的相互作用成反比。传递短程相互作用的玻色子质量都较大，而传递长程相互作用的玻色子静止质量都为零，包括传递引力作用的引力子，以及传递电磁相互作用的光子。

这里面一个显而易见的悖论出现了，依据量子理论，引力的传递者引力子的质量为零才可能传引力作用为长程作用，但是，没有质量的粒子又如何和质量发生耦合呢？

显然，用量子理论处理万有引力，永远绕不开这个悖论。

其实，早在20个世纪30年代，爱因斯坦就认识到了这个问题，所以，爱因斯坦自始至终都认为引力作用是一种空间的几何效应，与物质，或者质量的构成元素是无关的。

使爱因斯坦相信可以绕过量子理论而揭示引力本质的思想来自于爱因斯坦超人的科学洞察力，那就是，仅仅靠宏观的物理表象就可以触及深层次的物理本质。这一理念的最好注释就是爱因斯坦在1905年“奇迹年”发表的另一篇统计力学论文，论文通过对布朗运动的统计力学描述，揭示出了物质由原子构成的这一事实可谓经典。该文没有量子理论的任何东西，但是，却从布朗运动这种宏观物理现象揭示出了物质由原子构成这一事实，更令人称奇的是，这种统计力学的解释甚至还预言出了原子的大小。

所以，对科学的超人的洞察力使爱因斯坦相信，揭示引力的根源，不需要涉及描述物质组成的性质的理论——量子理论。

从技术上讲，爱因斯坦的设想更为现实。从空间结构出发揭示引力的本源可以绕开物理学中的一个最为棘手的问题——质量的来源，无论是过去，还是当代的量子理论，都没有搞清楚质量的来源，甚至不知道质量的来源是由什么赋予的。人们总是设法将物质一层一层地深入剥离，从原子到质子，中子，再到夸克。物质的亚微观结构在一层一层深入下去，但是总是不见到底是什么场，或者什么粒子赋予任何以质量。

所以，想靠量子理论给出引力本源的答案似乎遥无尽头。

而引力的宏观特征早在牛顿时代就被揭示出来了，如果能更深入至空间结构探索引力本源，就如同爱因斯坦通过布朗运动揭示出原子的存在那样，似乎可以更加便捷地绕开“质量本源”这个似乎永无答案的疑团。

“引力理论和量子理论水和油一样不相溶”是霍金在20世纪90年代发出的感叹，这个感叹的背后事实上昭示了引力本源的探索方向的选择。选择用量子理论的语言描述引力作用，渐入绝境。

那么，仅从空间的结构出发揭示引力的本质可行吗？答案是肯定的，爱因斯坦已经那样做了，并且做得非常成功——广义相对论就是这样的一个理论。

可否在广义相对论的基础上，通过引入对空间结构的微分几何分析找出超越相对论的一个更新的引力理论？这个问题前景应该是有希望的，因为，无论物质由什么亚微观粒子构成，它总是要存在于空间之中，总是要与空间相互作用，它们和空间相互作用的宏观物理现象背后一定隐藏了引力的奥秘。

所以，当代的物理学家们似乎不必为引力的量子化描述的失败而痛心，而该换一个角度，不妨从空间的微分几何结构出发，也许可以找出引力作用的物理本源。