毫无疑问，重力是一种力。
激光干涉引力波观测站首次成功测量了引力波。在物理学的标准模型中，波函数或场的特征是激发量子。以电磁力为例，这种激发量子出现在磁场和电场相互作用的位置，称为光子。在强度上，它被称为胶子；在弱力中，它是W+，W-或Z0玻色子。因此，引力或引力场也应该有它的激发量子，目前称之为假想引力子。自旋2粒子波的这种二重性不会以粒子探测器可见的方式与普通物质相互作用。据估计，即使在中子星附近放置一个木星大小的粒子探测器，十年后也极有可能观测到一个引力子。即便如此，在中微子的背景下也无法区分。换句话说，我们可能永远不会真正观察或测量引力子。
结论:我们“需要”引力子来完善物理学的标准模型，即目前最适合我们观察和测量的模型。因此，即使没有直接的观测来证实，我们仍然假设引力子存在。
同样，我们需要确认希格斯场的激发量子来解释夸克和轻子等基本粒子是如何获得可观测质量的。2012年7月4日，我们在大型强子对撞机中被确认。
结论:是的，我们需要引力子来解释基本引力。
非常正确。人们会带着熟悉的无所不知的微笑告诉你，重力不是一种力量。
然后你捡起一块砖头，不小心掉了下来，正好砸在你的大脚趾上。你痛得大叫。这绝对会让你觉得自己是一股力量。但是不，你一定错了。因为每一个听说过我们伟大的先知阿尔伯特·爱因斯坦的学生都知道引力不是力。
没关系，爱因斯坦从来没说过。事实上，虽然爱因斯坦把意识到惯性和引力基本上是相关的概念描述为他“一生中最快乐的想法”，但他也怀疑自己是否过于相信这个概念。
所有这些都归结为弱等价原理，广义相对论的关键理论之一。弱等效原理的基本理论是，所有物体对重力的响应都是相同的，无论形状和材料如何。
这一特性使得引力与电磁学完全不同。在电磁学中，大的带电物质和大的中性物质对电磁场的反应完全不同。所有这些都归结为一个叫做荷质比的量:粒子的电荷决定了它的力，而粒子的质量决定了它阻碍运动的惯性。
但是对于引力来说，电荷是惯性质量。所以引力概念中的“荷质比”就是质量除以质量，对于所有物体都是1。
这将产生一个非常直接的结果。如果所有的物理粒子都以相同的速度加速，我们总能找到一个加速坐标系，在这个坐标系中，所有的离子根本没有加速，而是静止不动或匀速运动。简而言之，重力的影响可以通过几何变换来抵消。
这使得重力非常类似于另一种与惯性密切相关的力:臭名昭著的离心力。当你坐在一匹黑马上时，没有实际的互动来把你的身体拉离它的中心。没有任何力量。你感受到的是一种模拟力，因为你在一个非惯性参照系中运动:旋转木马的旋转参照系。唯一真正的力是椅子施加在身体上的力，它让你保持在一个旋转的参照系中，而不是惯性轨道中。
因此，我们可以很容易地用同样的方式来看待重力:作为一种模拟力，它是我们处于非惯性系统中的结果，而我们所接触到的唯一真实的力是地面力，它阻止我们进入惯性轨迹。
但现实要微妙得多。与离心力不同，引力场是一个主动场:由于引力场的存在，所有物质都有动能。简单来说，引力场本身就是一个物质场:它携带能量和动量，可以被探测到。
此外，与其他力不同，重力不能用几何语言来描述。事实上，这种几何描述是量子场论标准工具集和著名的粒子物理标准模型的一部分。关键区别在于，在这种情况下，几何形状取决于经历这种几何形状的粒子的荷质比。相反，如上所述，重力中的荷质比对所有物质都是一样的，也就是1，所以没有这样的影响:无论用什么粒子来测量，几何形状都是一样的。当你听到引力场被称为“普遍最小相互作用”场时，这就是为什么有可能编制几何解释的原因。
最后归结到我刚才提到的，引力场是活动场。这有什么关系？我来解释一下。我们可以在广义相对论的弯曲时间空中很好地研究量子场论。有一些有趣的结果，但理论是一致的，遵循因果关系。但是如果我们认为物质是引力的来源，我们就陷入了僵局:量子场决定了时间的曲率空。简而言之，爱因斯坦著名的场方程将毫无意义:这个问题问需要多少苹果才能做出一个橘子。
这让我们无法过多理解几何解释，而是把引力当成另一个场，就像电磁场一样，考虑量化。即使我们不知道定量理论的细节，但我们能知道的是，它就像弱引力场中的“扰动限制”:它可以用量子来表示，我们称之为引力子。
如果我们能成功量化重力，那么所有的猜测都结束了。不幸的是，尽管理论家们努力了几十年，但他们仍然失败了。还有其他可能吗？最糟糕但最成功的方法之一是接受现状:如果重力没有量化怎么办？如果物质在爱因斯坦的场方程中不是用它的量级场来表示，而是用它对应的“期望值”——普通数来表示呢？这很可怕，它是拼凑出来的，但结果却格外好:这种“半经典引力”准确地描述了我们能够实现的任何可以想象的实验或观察，这些实验或观察只会在大爆炸的初始时刻和粒子落入黑洞的最后时刻失败。
因此，我们可能根本不需要引力子。也许重力真的只是一种模拟力。又或许，它和电磁力一样真实。但可以肯定的是，它可以用几何学来解释，因为物质和势场之间的联系是普遍的和最小的。这个问题还悬而未决。
作者:quora
财政年度:桂冠
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