在物理界有兩位神壇級人物——牛頓和愛因斯坦,牛頓一本《自然哲學的數學原理》系統的把力學概念都聯繫起來了,從此讓牛頓大神走上神壇;愛因斯坦的博士論文《論動體的電動力學》把牛頓大神從神壇上拉下來,自己走上了神壇。愛因斯坦的主要成就都集中在36歲以前,之後的將近30年都用在大統一理論上,愛因斯坦在研究這個宇宙是否存在一條公式或者定理能描述整個宇宙,直到他逝世也沒有能統一。目前我們發現這個宇宙存在四種基本力:引力、電磁力、強相互作用力和弱相互作用力,現在電磁力、弱力和強力都已經統一了,唯一還沒統一進來的是引力,下面我會簡單的介紹這四種基本力。
電磁力:是在帶電荷的粒子之間引起的力,同種電荷產生排斥力,異種電荷產生吸引力。在我們日常生活中這種力很常見,比如帶正電玻璃板很容易吸附帶負電的紙條,或者冬天的脫毛衣容易會有「啪啪」的響聲。其實彈力和摩擦力的本質也是電磁力,我們宏觀上認為彈力是因為物體發生形變而產生的力,但是在微觀上我們看到的卻是形變的是原子結構,比如手退箱子,手是由細胞組成,細胞又是由分子組成,分子又是由原子組成,當我們用手推箱子時,我們手上的原子就收到擠壓,電子可能給擠壓到一旁去了,裸露出帶正電的原子核,同樣的道理箱子的原子也裸露出箱子原子的原子核,這兩個帶正電的原子就會產生排斥的電磁力。
強相互作用力:作用在強子之間的作用力,屬於一種短程力。在四大基本作用力中,強力是作用強度最大的,我們都知道原子結構是帶正電的質子和不帶電的中子組成體積極小的原子核,帶負電的電子在原子核外做高速繞原子核運動。為什麼同帶正電荷的質子會緊緊的擠在原子核那麼小的體積裡面?按照同種電荷互相排斥,質子和質子不該走的那麼近才對?帶負電的電子不是應該在電磁力的作用下掉落到帶正電的原子核上嗎?原子維持現在這種狀態就完全是因為強力的結果,只要在原子核的範圍內,強力是電磁力的上千倍,所以電磁力根本沒辦法分開同帶正電荷的質子;但是又因為強力是短程力,只要質子離開原子核範圍,那麼強力就瞬間變為0。
弱相互作用力:它是由W及Z玻色子的交換(即發射及吸收)所引起的,由於弱力是由玻色子的發射(或吸收)所造成的,所以它是一種非接觸力。弱相互作用次原子粒子的放射性衰變就是由它引起的,恆星中一種叫氫聚變的過程也是由它啟動的。弱相互作用會影響所有費米子,即所有自旋為半奇數的粒子。弱相互作用有如下的數項特點:1、唯一能夠改變夸克味的相互作用。2、唯一能令宇稱不守恆的相互作用。因此它也是唯一違反CP對稱的相互作用。3、由具質量的規範玻色子所介導的相互作用。這一不尋常的特點可由標準模型的希格斯機製得出。
引力:任何物體之間都有相互吸引力,這個力的大小與各個物體的質量成正比例,而與它們之間的距離的平方成反比。牛頓的萬有引力定律絕對是人類科技進步的一把利劍,送衛星上天,登陸月球,飛出太陽系都少不了萬有引力定律。不過萬有引力定律是一個經驗公式,它能解決現象問題,不能解決本質問題,也就是引力產生的根本原因。直到愛因斯坦的相對論橫空出世,給引力一個新的定義——質量在空間的彎曲變現,引力其實就是時空的彎曲。但是時至今日我們還是不知道引力的作用機理是怎麼樣的,其他三種力的作用機理都已經清楚了,唯一還沒找到的是引力子。如果你喜歡物理請關注小編,讓我們一起探索這個神秘的世界