引力的熵力假說

引力的熵力假說是一種關於萬有引力本質的理論假說，由荷蘭弦理論家埃里克·韋爾蘭德（Erik Verlinde）於2009年提出。

基本介紹

• 中文名：引力的熵力假說
• 提出者：埃里克·韋爾蘭德
• 提出時間：2009年
• 適用領域範圍：萬有引力

簡介

牛頓的萬有引力定律與愛因斯坦的廣義相對論都對引力有了很好的闡述，但對其本質我們仍不了解。韋爾蘭德的這一理論便提供了一種可能的假說來描述引力的來源。目前這一理論還處於初級階段。

歷史

這一想法的起源可以追溯到20世紀70年代中葉雅各布·貝肯斯坦（Jacob Bekenstein）和史蒂芬·霍金對於黑洞熱力學的研究。這些研究發現，引力與熱力學基本定律間有著相當密切的聯繫。1995年，特德·雅克布森（Ted Jacobson）發現，通過黑洞熵公式與熱力學第一定律能夠推導出愛因斯坦場方程。隨後，更多物理學家開始研究引力與熵之間的關係。2009年，阿姆斯特丹大學的埃里克·韋爾蘭德提出了一個全新的理論，認為引力就是一種熵力；或更一般的說，是絕熱反作用力，微觀上劇烈作用的疊加，將導致巨觀相對上較為和緩的變化。這一理論通過傑拉德·特·胡夫特的全息原理將熱力學與引力相結合。

假說

根據韋爾蘭德的推導，他得出的結果是引力不是一種基本力，而是一種巨觀力，來源於熵力，本質上與彈力、壓強等相同。同時質量和慣性也是巨觀現象。他認為，引力的現象是由於兩個質量物體之間的全息表面的熵（平均信息量）的改變導致系統能量改變所引起的。[他也通過統計物理與全息原理推導出了牛頓萬有引力定律與愛因斯坦理論。根據他的理論，全息原理和量子力學才是基本原理，而愛因斯坦理論則是一種可以推導出來的現象。

在其論文預印本發布到網上20多天內，就已經相繼出現十幾篇論文進一步討論這一假想。其中，包括了這一理論在宇宙學、暗能量、膨脹宇宙、圈量子引力論等方面的探討。另外還有相關的微觀模型也已被提出。

評價

在此想法出現後，有部分媒體對此進行了報導，也引起了理論物理學界的很高關注，有很多人向韋爾蘭德表示祝賀。諾貝爾物理學獎得主傑拉德·特·胡夫特認為這一想法需要繼續發展，同時稱讚韋爾蘭德關注真正的物理概念，而不是像其他弦理論家只討論抽象的數學。阿姆斯特丹大學數學物理學家、荷蘭皇家科學院院長羅貝特·捷格拉夫（Robbert Dijkgraaf）讚賞了這一理念，認為其“看上去很簡單，但非常有說服力”。麻薩諸塞州布蘭迪斯大學研究廣義相對論的物理學家斯坦利·德塞爾（Stanley Deser）也認為這是一個“爆炸性事件”，同時“會挑戰牛頓、胡克、愛因斯坦制訂的金科玉律”。

但同時也有物理學家表示懷疑與反對，其中包括捷克理論物理學家羅伯斯·莫特（Lubos Motl）和哥倫比亞大學數學物理學家彼得·沃伊特（Peter Woit）。沃伊特認為這還是一種“很模糊的想法”。也有人認為韋爾蘭德的論證只是一種循環論證而已。還有人則聲稱對此方法拋棄了數學而擔憂。 而韋爾蘭德自己則認為，“目前這還算不上理論，只是一種新的範例和框架”，並認為“挑戰現在才開始”。