一年半前我寫了《第三枚蘋果》上篇，介紹了萬有引力研究在當時的最新進展。我在那時期待很快有進展，以便寫下篇。等了一年多，雖然在韋爾蘭德的工作之後，出現很多論文，但一直沒有根本性的進展，就一直沒有寫下篇。我個人和學生們在韋爾蘭德的工作基礎上做了一些工作，自認為不錯，但不能王婆賣瓜自賣自誇。
我們先回顧一下《第三枚蘋果》上篇的主要內容。萬有引力研究有兩個里程碑，第一個是牛頓發現了以他名字命名的萬有引力定律，從而解釋了行星運動規律以及地球上受到地球引力作用的物體拋物線運動規律，同時解釋了月亮圍繞地球運動以及潮汐現象。二百多年以後，愛因斯坦通過他對時空的深刻洞察提出萬有引力其實是時空彎曲的結果。例如地球的萬有引力是地球的質量引起周圍時空彎曲，在這個時空中運動的物體走所謂的「短程線」，其實是物體比較「懶」，在短程線上該物體自己體驗到的時間被極大化了。去年一月份，荷蘭物理學家韋爾蘭德提出另一種觀點，認為萬有引力本身並不是最基本的力，而是更加基本的自由度引起的宏觀現象，具體地說就是熵力。熵力這個現象在物理世界中並不罕見，例如氣體產生的壓力，彈簧力，高分子變亂所引力的類似彈簧的收縮力。這些力有一個共同的特點，就是傾向於將更基本的自由度變得更加混亂。例如高分子的彈性力，是由組成高分子的單體「喜歡」排成更加混亂的形態。這有點像口袋中的手機線，不論你將手機線整理得多整齊，在口袋放一陣子，再拿出來就亂了。
將引力看成非基本力，其實有比較長時間的歷史。早在1995年，美國馬裡蘭大學的賈寇柏森就開始認為引力是一種熱力學現象。我們知道，在熱力學中，熱這個概念就是宏觀的，是分子原子運動的結果，壓強、熵、焓等都是宏觀概念。賈寇柏森的觀點基於黑洞的研究，因為黑洞雖然看起來簡單，但其實也有熵和溫度。韋爾蘭德將賈寇柏森的觀點推廣到更加普通的情形，認為即使沒有黑洞，引力場同樣有微觀的溫度和熵，這些溫度和熵並不是我們熟知的分子和原子引起的，而是某種更加基本、我們日常看不到的東西引起的。這些東西是什麼呢？我們現在並不清楚，但可以從弦論中追溯可能的蹤跡。早在1994年，一些弦論家發現，在一些特殊時空裡（例如那些具有負常數曲率的時空），引力完全等價於一個生存於虛擬時空中的不含引力的理論，這個理論所在的時空比引力所在的時空至少低一個空間維。這就是所謂的引力的全息原理：引力其實是低維空間中更加「基本」的自由度引起的。但弦論家研究的對象是特殊的時空，而韋爾蘭德認為全息原理在任何時空都是對的，引力就是低維空間中的熵力。
在2011年的弦論大會上，韋爾蘭德更加前進了一步，認為引力既可以理解為熵力，也可以理解為更加一般的絕熱反作用力。要直觀地解釋這個物理概念並不容易。大致說來，在一個物理系統中，我們可以將物理參數（如粒子的質量、位置和速度）分成兩類，一類是變化快的，一類是變化慢的。例如，一個常溫下的氣體，粒子的速度通常每秒數百米，這是非常快的速度。在颳風時，風速就要比分子的速度小得多，而風速是集體的平均速度。所以，大量分子的平均速度可以看成是變化慢的物理量。同樣，一個氣體的體積也是變化慢的量。當氣球的體積變化時，所有那些變化快的量會反作用，結果就是對應體積變化的壓強，這個壓強就是絕熱反作用力。
韋爾蘭德新的概念比老的更適用，因為要推導愛因斯坦廣義相對論，老的概念中的溫度並不總是成立的，我和學生在一些工作中也指出這一點，並提出新的解決方案。在我們的工作中，我們還預言了一般氣體有著比分子原子貢獻來得更大的熵。我們一直不知道如何從微觀的角度解釋這個巨大的熵，韋爾蘭德尚未發表的工作看來提供了一個解釋思路。例如，在弦論中，任何兩個粒子之間都存在著看不見的弦。這些弦如果被激發出來，就會很重。在普通情況下，沒有足夠能量激發這些弦。但是，在量子論中，即使一個東西不被激發出來，也有看不見的漲落，這些漲落也許會貢獻很大的熵，這些熵與萬有引力有密切關係。
但粒子之間的「弦」還是普通時空中的自由度，這些自由度同樣也該有全息對應。也就是說，當我們研究一個氣體時，這個氣體可以用包圍氣體的面上的物理系統來描述，那麼，在這個面即全息屏上，這些新的比較重的自由度到底是什麼呢？從韋爾蘭德在弦論大會上的演講，我們還看不到任何線索。
當兩個粒子靠得很近時（所謂很近，是比原子甚至原子核的尺度更小），這些看不見的自由度會變輕，從而變得容易被激發出來，那麼這個系統的熵會變大。韋爾蘭德就是這樣來解釋黑洞的。固定質量，黑洞是引力塌縮後尺度最小的系統，所以熵最大。
韋爾蘭德甚至用這些新想法來解釋暗能量和暗物質，他大膽地估計了暗能量和暗物質在宇宙中的比重。我想，這是他最大膽同時也是最有趣的想法。我們拭目以待。