如何用数学解释引力（量子力学对引力的解释）？如果你对这个不了解，来看看！
引力常数G及其物理学意义，200多年为何在G值上没有取得突破，下面是量子科学论给大家的分享，一起来看看。
如何用数学解释引力
根据传说，伽利略在比萨斜塔上做的第一个实验表明，不论质量如何，所有物体会以相同的速度下落。在没有(或忽略)空气阻力的情况下，任何两个物体在引力场中下落，都会以相同的速度加速到地面。这后来被编成了一条准则，作为牛顿对引力问题研究的一部分。
什么是G?以及重要性
当我们第一次开始制定物理定律时，我们凭借以往的经验并通过严谨的实验，就像伽利略可能做过的比萨斜塔实验一样，把球从塔上扔下去，我们可以测量球落下的距离和落地的时间。释放一个钟摆，我们可以找到钟摆的长度和摆动时间之间的关系。这时我们就会发现在一定距离、长度和时间上会存在一种关系:坠落物体的距离与时间的平方成正比；钟摆的周期与钟摆长度的平方成正比。
但是要把这些关系写成完美的数学公式，我就需要十分精确的测量出一个常量。
太阳系内部的行星轨道并不完全是圆形的，其中以水星和火星的轨道偏离和椭圆度最大。在19世纪中期，科学家们开始注意到水星的运动偏离了牛顿引力的预测，这一微小的偏离只有在20世纪才被广义相对论所解释。同样的万有引力定律和常数，描述了从地球到宇宙的所有尺度上的引力效应。
在这些例子中，月亮围绕地球转，行星围绕太阳转，光线因引力透镜而弯曲，彗星从太阳系中逃逸时会损失能量，所有这些都与引力常数G相关。在16世纪40年代和50年代，牛顿出现之前，意大利科学家弗朗切斯科·马尔迪和乔瓦尼·里奇奥利就首次计算了引力常数，这意味着G是有史以来第一个基本常数，甚至在奥勒·罗默于1676年测定光速之前。
当我们把宇宙中的任意两个质量物体放在一起时，它们会相互吸引。根据牛顿定律，除了在自然界中最极端的质量(对于大质量)和距离(对于小距离)的条件下，吸引力与两个物体的质量(之间的距离)和重力常数有关。几个世纪以来，我们已经将许多基本常数的测量精确到了十分惊人的程度。看下下面两个重要的常数，你就能深刻的体会到什么叫精确。光速c是众所周知的:299792458米/秒。普朗克常数h控制量子的相互作用，其值为1.05457180 × 10^-34 J⋅s，不确定度为±0.000000013×10^-34 J⋅s。
但G？这完全是另一回事。无论使用牛顿还是爱因斯坦的引力公式，力的强度部分取决于重力常数的值，重力常数的值必须凭经验来测量，不能从任何其他量中导出。
Q1、看起来十分精确的G值
在20世纪30年代，由科学家保罗·海勒测量G的值为6.67×10^-11 N/kg⋅m²，后经1940年改进为6.673×10^-11 N/kg⋅m²。随着时间的推移，数值是越来越精确，不确定性从0.1%一直下降到20世纪90年代末的0.04%。
在一份旧的粒子数据手册上，给出了一些物理学的基本常数，我们可以在里面找到一个看起来很不错的G值:6.67259 × 10^-11 N/kg ⋅m²，不确定度仅为0.00085 × 10^-11 N/kg ⋅m²。这似乎G的值已经十分精确了。
基本常数的值，发表在粒子数据1998年的小册子中。
Q2、但后来发生了一件有趣的事。
在1998年晚些时候，同年进行的实验显示了一个与已知值不一致的高值:6.674×10^-11·N/kg·m²。多个团队使用不同的方法，得到的G值在0.15%的水平上相互冲突，是以前报告中不确定性的十倍以上。
Q3、怎么会出这种事？
由亨利·卡文迪许设计和发表的精确测量重力的原始实验，依赖于扭转平衡的原理
独立于其他未知因素(如太阳质量或地球质量)的重力常数测量是在18世纪末亨利·卡文迪许的实验中完成的。卡文迪许开发了一个扭转平衡的实验，在实验中，一个微型杠铃被一根金属丝悬挂着，保持着非常完美的平衡。两端的每一个质量附近都有两个较大的质量，大球质量将吸引较小的小球质量。只要质量和距离已知，通过微型杠铃所经过的扭转量，我们就能测量出重力常数。
尽管人类的科技水平和物理学水平在过去200多年里取得了巨大的进步，但是在最初的卡文迪许实验中使用的扭杆原理在今天仍然被用于G的测量。截止到2018年，还没有任何测量技术或实验装置能够提供更好的实验结果。这一点让我们很不理解。
关于G的测量，人们强烈怀疑影响测量结果的主要因素之一是，人们确认偏误的心理因素，也称为从众心理。如果你是科学家，你的同事测量的值都是6.67259×10 ^ -11 N /kg²⋅m²,这时你可能会期望得到类似6.67224×10 ^ -11 N /kg²⋅m²,或6.67293×10 ^ -11 N /kg²⋅m²,但如果你得到了类似6.67532×10 ^ -11 N /kg²⋅m²的值,你可能会想，自己是不是做错了什么事。
你可能会寻找错误的根源。你会重复一次又一次的实验,知道你得出一个合理的值符合6.67259×10 ^ -11 N /kg²⋅m²。
1998年,巴格利和路德的团队进行了扭秤实验取得的结果为6.674 x 10 ^ -11 N /kg²/ m²,这次结果足以让人们对以前报告的G值产生了怀疑。一个非常谨慎的团队得到的G值结果与之前的结果相差了惊人的0.15%，那些早期结果的误差比这个值的误差低十倍以上。这就是1998年令科学界震惊的原因。
我国科学团队在测量G值上的贡献扭力天平和扭力摆都是受到卡文迪什实验的启发设计出来的，并且在G值的测量方面一直领先其他最新的技术，甚至超过了最新的原子干涉实验技术。我国的科学团队从两个独立的测量实验中获得了迄今为止最精确的G值:6.674184 × 10^-11 N/kg ⋅m²和6.674484 × 10^-11 N/kg ⋅m²，每个测量的不确定性仅为百万分之十一。
这两种实验方法由于2018年8月底发表在《自然》杂志上，产生了迄今为止最精确的G的测量结
这两个值可能在两个标准偏差范围内相互一致，但它们与其他科学团队在过去15年中进行的其他测量不一致，这些测量的范围从高达6.6757×10^-11·N/kg ⋅m²到低至6.6719×10^-11·N/kg ⋅m²
从6S轨道开始的原子跃迁(Delta_f1)定义了米、秒和光的速度。请注意，描述我们宇宙的基本量子常数的精确度是G的数千倍，但G是有史以来第一个测量到的常数。
宇宙的引力常数G是人们第一个测量的物理常数。可是，在我们首次确定G值的200多年后，与所有其他常数相比，我们对G的了解如此之少，这确实令人尴尬。从引力波到脉冲星周期，再到宇宙膨胀，我们在一系列的预测和计算中都使用了这个常数。但是我们确定G能力只限定于在实验室进行的小规模实验。从材料的密度到全球范围内的地震振动，最微小的不确定性，都能影响我们对G值的判断。除非我们能测量出十分精确的G值，否则在宇宙任何引力现象重要的地方中，都会存在一种巨大不确定性。现在，我们仍然不知道重力到底有多大。
量子力学对引力的解释
重力。一般人可能不会在日常生活中考虑这个问题，但重力会影响我们的一举一动。
由于重力，我们会掉下来(而不是上升)，物体会摔到地板上，我们在空中跳跃时也不会飞向太空。
从我们出生的那一天起，我们似乎就被这种无处不在的无形力量束缚在地球表面。
但是物理学家一直在思考重力。对他们来说，重力是一个有待解决的谜题，以便全面了解宇宙是如何运作的。那么，重力是什么?它从何而来?
牛顿对重力解释
我们从艾萨克·牛顿和他的万有引力定律中知道，宇宙中任何两个物体都相互施加引力。这种关系是基于两个物体的质量和它们之间的距离。
两个物体的质量越大，它们之间的距离越短，它们相互施加的引力就越大。
我们也知道重力可以在一个复杂的系统中作用于几个物体。例如,在我们的太阳系,太阳不仅施加重力行星,让他们在他们的轨道,但每个星球也对上太阳施加重力，以及其他所有的行星,也都在不同程度上基于质量和自身之间的距离彼此施加重力。
重力超越了我们的太阳系，事实上，宇宙中每一个有质量的物体都会吸引另一个有质量的物体，同样，所有这些都在不同程度上取决于质量和距离。
爱因斯坦对重力的解释
阿尔伯特·爱因斯坦用他的相对论解释了重力不仅仅是一种力:它是时空连续体中的一种曲率。
这听起来像是科幻小说里的情节，但简单地说，一个物体的质量使它周围的空间扭曲。这通常被描绘成一个沉重的球放在一个橡胶片上，其他较小的球落向较重的物体，因为橡胶板因重球的重量而翘曲。
实际上，我们不能直接看到空间的曲率，但我们可以在物体的运动中探测到它。
任何被另一个天体的引力“捕获”的物体都会受到影响，因为它所经过的空间是向那个物体弯曲的，这就像自行车在赛车场周围旋转的方式。
我们还可以看到引力对光的影响，这种现象被称为引力透镜。如果空间中的物体足够大（比如一个大星系或星系团）它就会导致一束原本是直的光束绕着它弯曲，产生透镜效应。
但是这些影响发生的原因我们无法完全解释。重力除了是空间的一种特性外，也是一种力(但它是四种力中最弱的)，而且它也可能是一种粒子。
一些科学家提出了一种叫做引力子的粒子可以使物体相互吸引。但引力子从未被观测到。另一种观点是，引力波是在物体受到外力加速时产生的，引力波已经检测到。
我们对引力的理解在非常小和非常大的层面上都崩溃了:在原子和分子的层面上，引力停止了工作。我们无法描述黑洞的内部以及大爆炸的瞬间，除非数学完全崩溃。
重力如何工作的二维动画
最后
最主要的问题是，我们对粒子物理和重力几何的理解是不完整的。
从基本上哲学上理解为什么事物会下降，到伽利略开始逐渐开始对事物的数学描述，到开普勒方程式描述行星运动，到牛顿的物理定律的形成，再到爱因斯坦的相对论，我们一直在构建和建立更全面的引力观。
但我们还没有完成，我们知道，仍然需要某种方法来把量子力学和引力结合起来，并能够写出描述黑洞中心和宇宙最早时刻的方程。但我们还没到那一步。