Question

理论力学与量子力学高手进！！！

现在考虑可以产生引力场的两个理想质点或圆点，如果一类引力场的引力大小是随两个物体的距离的平方成反比规律变化的，我们可以用理想点光源发射总能量与能量球面几何发散变化规律类比分析认识，但自然界中观察到的两物质之间的引力，有的不是按距离平方反比规律变化，我们又该作何科学解释？？

Answer 1

“但自然界中观察到的两物质之间的引力，有的不是按距离平方反比规律变化”！

“有的不是”！

一大批科学家天天累死累活的就是寻找这么一个 “不是” ，你这个“不是”又是哪里来的？

目前的一切实验表明，在我们能够达到的实验精度上，引力精准的符合平方反比规律，没有特例，而且，我们还在不断的提高实验精读，改进实验方法，力图寻找出一个不是平方反比规律的引力 例子。

所以，没有科学解释，因为没有找到。

追问

非常感谢你的回答，我的问题中“不是”前面应该加上“如果”二字！！！我qq714473281还发表有相关论述，欢迎光临指导！！！

追答

1，要谈这个问题，首先得明白为什么是平方反比，也就是这个2次方是哪儿来的。
本质上讲，牛顿引力公式是一个纯粹的描述性公式，是来自于牛顿对开普勒等前辈的天文观测数据的数学处理。也就是说，根据天体运行的规律（椭圆轨道，速度和距离快慢关系等），反推维持这个运动所需要的条件，得到的关系。本身没有理论背景。

2，所以要讨论的是，如果不是平方反比，会发生什么，其实发生不了什么，因为1次反比和3次反比差异太大，简单的计算就足以明白，一次反比的话，两个星体引力不足，会在转动中分开，3次的话，则过大，聚在一起。计算表明，就算不是2，这个误差也必须足够小，小到我们没法明显的观察到。

3，2次方反比和光源发光之间的这种关系，数学上成为高斯散度定理，是向量场所必须满足的关系，但是用光源表述是不正确的，因为引力场的梯度方向是向内的（吸引），所以更像是光都有向里面汇聚的那种效果。这里需要认真说一下散度定理，他说明，在某一个闭合的曲面上，穿过这个曲面的通量正比于这个曲面里面的通量的“源”和“汇”的差值。另一方面，散度定理体现了一种守恒思想，对于电磁学问题，就是全空间电荷守恒的意思，对于引力，这说明质量守恒。
这个理解会略显复杂，但是这是理解非2次反比的场关系的基础。

4，假设一个场不满足2次反比关系，那么这说明这个场中，“源”或“汇”不是定域的，物理上讲，就如同有无穷多个蜡烛灯，紧密排在一起，或者用水流表述，就是源头的水每向外流出1cm，就会自己变多一点，（通量不守恒）

5，看了上述讨论，实验物理为什么致力于探求引力以及静电作用力的2次反比关系是否精确成立的重要意义就出现了，因为，无论电荷守恒还是质量守恒，都只是一种假设，而一旦我们能找到2次方这个的误差，就能够理解电荷或者质量是否守恒，是怎样产生和消灭掉的。

6，一些补充:你一定会问质量同能量转换对这个问题的影响，在这种特殊情况下，可以类比均匀带电介质中散度定理的情况理解。

Answer 2

714473281