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随着显微镜、加速器和望远镜日益强大，我们能够看到越来越小和越来越大的世界。在《最小有多小？最大有多大？》一文中，我们从最小的普朗克尺度不断地穿越到可观测宇宙的大小。 当我们从肉眼可见的世界一直进入到亚原子世界时就会发现，这些构成物质的微小粒子有着非常奇怪的行为，它们往往与我们的日常体验相悖。这些粒子的行为和相互作用需要用量子理论来描述。而在另一边，星系和宇宙的演化，以及一些极端的天体（如黑洞），则需要应用爱因斯坦的广义相对论。 在《现代物理学的两大基石》中，我们已经介绍过这两个理论。但是，这两个理论之间的界限在哪里？我们可以模拟宇宙的开端或者黑洞的内部吗？就目前所知，在这样极端的情况下，所有的物理定律都会失效。 宇宙中，已知的四种基本力分别是引力、电磁力、弱核力和强核力。广义相对论是目前描述引力的最好理论，而其他三种基本力则由量子场论描述。物理学家认为，在很高的能量下，这四种力会被统一到一个单一的框架中，这样的一个理论被称为万有理论。 格拉肖（Sheldon Glashow）、萨拉姆（Abdus Salam）和温伯格（ Steven Weinberg）已经成功地在高能下将电磁和弱相互作用统一到一个叫电弱理论的单一框架中。他们也因此获得了1979年的诺贝尔物理学奖。这个理论所预言的传递弱核力的粒子（W和Z玻色子）在1983年被发现。 他们的成功让一些理论物理学家使一些科学家相信，或许在更高的能量下，强核力、弱核力和电磁力都可以被统一起来。这种思想被称为大统一理论。虽然在理论上具有足够的吸引力，但在实验上，理论所预测的质子衰变至今仍未被观测到。 ○ ○ 四种基本力的统一。| 图片来源：新原理研究所 |
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