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太阳的引力和行星的运动 Youngler 引 言 Einstein的广义相对性理论以及其验证这一理论的几个决定性实验即光线的引力红移、光线在引力场中的超常偏折以及水星近日点的剩余进动等问题是一个非常专业的理论物理问题。不过，我一直来认为Einstein意识到这一点，是具有划时代意义的，Einstein意识到Newton的星体引力理论导致的与实验结果的微小误差是理论性的。不过这位老先生的物理方法实在是过于抽象复杂。狭义相对性理论已经够抽象和玄乎的了，又来什么更加抽象的时空弯曲概念上建立广义相对性理论。当然如果我们仅仅用一个理论的抽象性来随便否定该理论，这种做法本身也似乎不是科学的。但是，令人遗憾的是这一理论即使在实用方面也存在缺陷，这一情况导致很多人们试图建立更好的理论。当然事情是问题本身的困难，以至于现代学者们即使想不相信什么时空弯曲概念，也没有什么别的更好的办法。也许事情并不尽然，其实我在十年前造访浙江大学物理系时就听说曾有一位浙江大学物理系的博士发现可以在简单的数学过程上推导出广义相对性理论的结果。我是很相信这方面的事情是完全有可能的。当然事情最后还是像很多人的结局一样，那位博士的发现并没有引起很多人们的兴趣。人们的担心或许是多余的，科学总是轻视偏离主流的灵感，应该有它的道理。科学到了能够容纳那种灵感的年代。这种灵感早迟可以在别的其他学者身上再次浮现。事实也像猜测的那样，很多学者在这一领域的确做出了各种卓有成效的探索。 光线引力红移的实验结论只有广义相对性理论预言的一半数值，这是现代很多物理学者试图建立新的理论或者试图给出修正的办法来自于实验方面的原因和理由。相反地，很多业余学者试图在这方面建立新的理论更多的是出于对相对性理论这种过于浓重的数学风格的不满意。不过，如果能够找到更好的物理方法，一个学者的思考出发点不是一件重要的事情。理论与实验出现一些不完全吻合的事情，这一点并不奇怪。有哲学家说过，理论是人们的创造，是为了适应已知的事实而构造出来的。所以，随着实验的发展，一个适合以往已知事实的理论有可能变为不适合新的实验事实而遭到修正。今天很多学者认为广义相对性理论也存在着这方面的事情。理论出现了与实验不完全吻合的地方已经被越来越多的学者注意到。广义相对性理论获得实验验证以来，经过了半个多世纪，天文学有了更多的观测资料，很多新的实验现象无法在两个相对性理论上做出圆满的解释。很多学者认为虽然引力红移现象获得了证实，但是出人意料的是引力红移的规律却并不符合广义相对性理论的结果，却反而符合Newton理论的结果。当然人们为这一问题给出的修正方法或者因此而建立的新理论有着许多种思路，不过也有几个学者采用比较简单的方法即引入附加引力的办法。诚然，如果容许学者做各种各样的猜测和前提假设，如意地解决这方面问题的方法思路肯定是有的，而且可以肯定会有意想不到的很多种方法。人们引进附加引力的方法比起极其抽象的时空弯曲概念来形象得多也简单得多。不管怎么说，科学能够发现更为简单的方法总是一个进步，而且这方面的方法就其解决的结果和就其局部领域问题而言也都是比较令人满意的。但是我还是注意到引进附加力的方法同样给维护科学理论的完整统一性方面所带来的一些副作用，即随便引进附加力带来的对于动量守恒定律和角动量守恒定律的破坏。或许是由于问题本身的困难我们只能采用引入附加引力的做法。一般地，现代物理学多少依赖于抽象性的方法，引力红移的确完整地表现为符合Newton理论的规律，却很少发现有学者愿意完整地回到Newton的方法。但是我想这方面的很多专业学者如果能够坚信这样一种哲学信念，坚信非常物象中的形象图景的存在，我想导致光线在引力场中的超常偏折以及水星近日点的43″剩余进动的真实原因是可以找到的。 一直来，我也总是觉得行星的运动是一个比较复杂的问题，一个机械工程师压根儿不知道天体物理学家们说的是怎么一回事情，再者本人的数学功夫先天不足，一直来不敢涉足天体物理问题。只是近来网络在中国的发展，从一些学者的文章中主要是汕头大学的章钧豪教授和陈湘两位学者合写的文章中逐渐了解了这方面问题的大概。而后将自己对于这方面问题的一些理解罗列成文，作为《自然哲学的形象理论》一书的第十篇。应该承认本书作者对于行星运动问题的了解主要得益于汕头大学的章钧豪教授和陈湘两位学者合写的许多文章。 我总是觉得基于经典物理学也可以研究行星的运动问题。基于经典物理学思想和发展经典物理学方法这也是本书作者的一贯科学风格。但是这方面的工作多少是个困难问题。本文进一步讨论这方面的问题，我们的侧重点是能否回到形象时空以及经典物理方法上找到解决问题的迹象思路？我的主要方法是将现象对于经典力学方法的偏离归因于我们对于引力场转动惯量的疏忽。这方面的工作虽然目前还很难彻底成功，但这是在经典物理学方法上取得的成果，