为什么爱因斯坦警告说引力的几何解释只是一个模型?

时间:2022-08-09 10:28:58   作者:
实际上,电磁场可以像引力场一样用几何学来解释:通过连接这个有点抽象的概念。本质上,连接描述的是矢量在空间中平行移动时的情况。举个例子:以球形的地球为例,想象一个矢量,一个箭头,连接在赤道上,经度为0,指向北方。现在想象这个矢量先向东移动90度;然后向北90度,一直到北极;最后,沿着本初子午线返回赤道,也就是0度经度。你会注意到箭头现在不是指向北而是指向西。这是因为地球表面有固有的曲率(你不拉伸它就不能把它弄平)。

为什么爱因斯坦警告说引力的几何解释只是一个模型

连接的概念使这种平行运输更加精确。它也是物理学中一个有用的数学工具,因为它可以用来描述许多物理相互作用,包括引力和电磁。

有一个关键的区别。据我们所知,引力是普遍存在的。所以重力的几何描述适用于所有物体。换句话说,重力只有一个几何形状,所有物体都能感知这个唯一的几何形状。

相反,描述电磁的联系取决于用来测量电磁场的粒子的性质,特别是粒子所谓的电荷质量比。不同类型的粒子会感知不同的连接。除了通用几何,还有很多几何。甚至有一些粒子完全不与电磁场相互作用,所以它们感觉不到电磁场存在时几何形状的任何变化。
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