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在支配宇宙的所有作用力中，都可归结为四大基本作用力：电磁力、强相互作用力、弱相互作用力、引力。长久以来，物理学家试图描述这四种自然基本力，以及如何把它们统一到单一理论之中。这种统一场论甚至难住了阿尔伯特·爱因斯坦，在他创立相对论之后，他把余生都投入到这个理论研究之中，但始终没有结果。 在物理学中，场是指在某些力（如引力或电磁力）的影响下的一片区域。场论一般指物理现象发生的原因，以及这些现象如何与自然相互作用。 首先，来简单了解下这四大基本力： 电磁力：它是影响带电粒子的相互作用力，特别是对于光这样的类型。这个力的粒子为光子。 强相互作用力：这是把中子（不带电粒子）和质子（带正电粒子）结合在原子核中的作用力。这个力的粒子是胶子。 弱相互作用力：这种力导致一些类型的放射性，并且对诸如电子、夸克和中微子等粒子有活性。这种力的粒子是W玻色子和Z玻色子。 引力：引力是自然界中最普遍的力，影响宇宙万物。尽管还未发现，这种力的理论粒子为引力子。 爱因斯坦的工作著名物理学家詹姆斯·克拉克·麦克斯韦在19世纪中叶创立了关于电磁学的首个场论。之后在20世纪初，爱因斯坦创立了广义相对论，这与引力场论有关。 此后，爱因斯坦试图发展统一场论，但他受到了重重的阻碍，因为当时还未完全认知到四大基本力。虽然电磁力和引力当时已被公认，但原子的研究还处于起步阶段，电子和质子是仅有已知的亚原子粒子。 爱因斯坦以其他科学家的工作为基础——他们正在试图将时空呈现在五个维度上。具体来说，在爱因斯坦的研究中，时空占据四维，而另外一组方程（代表麦克斯韦的电磁方程）则是第五维。 爱因斯坦关于同一场论的第一篇论文是在1922年发表的。卡尔萨在1921年发表的工作颇为重要。爱因斯坦在他生命的最后三十年中进行了艰难的探索，但都没有成功。甚至在去世前一天，他还要求助手把笔记拿给他。 较新的方法爱因斯坦后期工作的一个局限是他忽略了量子理论。但即使在今天，熟悉量子理论的物理学家也难以提出统一的理论。 目前，物理学家提出了多种理论，弦理论是其中最有希望的。弦理论将所有基本粒子描述为振动弦，不同的振动模式产生不同的粒子。 虽然弦理论有望成为大统一理论，实现爱因斯坦的梦想，但物理学家也指出，弦理论的一大缺点是还没有被数据证实。 |
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