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小谈四大基本力

2018-05-30  昵称26737...

'哲学体系下建立科学世界,科学世界的发展又冲击着哲学体系”长期以来,人们有一种朴素的愿望,世界是统一的,各种基本相互作用应该有统一的起源。许多著名物理学家,例如爱因斯坦、海森堡、泡里等在晚年致力于统一理论的研究。但穷其一生也没探索到......

四大基本力是什么?

现代物理学家认为,宇宙存在并且只存在四种自然基本力:包括万有引力、电磁相互作用力、弱相互作用力、强相互作用力。大自然都是由这四种自然力构建起来的。

引力

广义相对论是一种关于引力的理论。1915年,阿尔伯特·爱因斯坦完成了广义相对论,将重力用一种更精确的方式描述——时空几何,并指出引力是空间与时间弯曲的一种影响。按照近代物理的观点,引力作用是通过场(质点造成的时空弯曲)或通过交换场的量子实现的,引力场的量子称为引力子。

在4种基本相互作用中最弱,远小于强相互作用、电磁相互作用和弱相互作用,在微观现象的研究中通常可不予考虑,然而在天体物理研究中起决定性作用。

电磁力

麦克斯韦方程统一了电和磁两种相互作用。在其理论中电磁力是电荷、电流在电磁场中所受力的总称;电磁力是四种基本力中第二强的力,作用于电子等所有带电荷的粒子之间。作用于固体原子和分子之间的电磁力使固体具有硬度,这种力也具有磁性和发光的特性。携带电磁力的粒子叫光子,它也是产生光线的粒子。

强核力

强核力是四种基本力中最强的力。它存在于一个原子的原子核(核)内,把原子内的中子和带正电荷的质子结合在一起(质子经常试图互相推开,如果没有强核力,它们将相互飞开)。载有强核力的粒子叫做胶子。

弱核力

弱核力是四种基本力中第二弱的力。它引起放射性衰变(原子的原子核破裂),称为贝塔衰变。放射性的原子不稳定,是因为它的原子核容纳了太多的中子,当贝塔衰变发生时,一个中子变成一个质子,释放出电子(这种情况下称为β粒子)。弱相互作用是由W粒子和Z粒子传递的。

统一理论

弱核力是四种基本力中第二弱的力。它引起放射性衰变(原子的原子核破裂),称为贝塔衰变。放射性的原子不稳定,是因为它的原子核容纳了太多的中子,当贝塔衰变发生时,一个中子变成一个质子,释放出电子(这种情况下称为β粒子)。弱相互作用是由W粒子和Z粒子传递的。

70年代中期,科学家进一步提出强、弱、电磁三种作用统一的大统一理论。大统一理论的结论之一是预言质子要衰变,这与实验结果有矛盾。大统一理论虽然还未获得成功,但是寻找四种相互作用统一的研究工作不会中断,人们仍在攀登这一高峰。

弦理论(stringtheory)是理论物理学上的一门学说。弦论的一个基本观点就是,自然界的基本单元不是电子、光子、中微子和夸克之类的粒子。这些看起来像粒子的东西实际上都是很小很小的弦的闭合圈(称为闭合弦或闭弦),闭弦的不同振动和运动就产生出各种不同的基本粒子。弦论是现在最有希望将自然界的基本粒子和四种相互作用力统一起来的理论。

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