问:有几种基本力分别是什么
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基本力
即自然界的4种基本力万有引力、电磁力、弱相互作用力、强相互作用力
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(Pauli)等,在晚年致力于统一理论的研究,但是没有取得成功.
麦克斯韦方程统一了电和磁两种相互作用,温伯格(1967年)和萨拉姆(1968年)在格拉肖早期工作的基础上,成功地建立了一个优美的理论,把电磁力和弱相互作用力看做是一个单一的力--电弱力--的不同表现形式,从而把它们统一起来.这模型的成功加深了人类对弱作用和电磁作用本质的认识,也推动人们在规范理论基础上把各种相互作用统一起来的努力.20世纪的物理学有两次大的革命:一次是狭义相对论和广义相对论,它几乎是爱因斯坦一人完成的;另一次是量子理论的建立.经过人们的努力,量子理论与狭义相对论成功地结合成量子场论,这是迄今为止最为成功的理论.
广义相对论也有长足的发展,在小至太阳系,大至整个宇宙范围里,实验观测与理论很好地符合.但在极端条件下,引出了时空奇异,显示了理论自身的不完善.就我们现在的认识水平,量子场论和广义相对论是相互不自洽的,因此量子场论和广义相对论应该在一个更大的理论框架里统一起来.
现在已经知道,自然界中总共4种相互作用力除有引力之外的3种都可有量子理论来描述,电磁、弱和强相互作用力的形成是用假设相互交换量子来解释的.但是,引力的形成完全是另一回事,爱因斯坦的广义相对论是用物质影响空间的几何性质来解释引力的.在这一图像中,弥漫在空间中的物质使空间弯曲了,而弯曲的空间决定粒子的运动.人们也可以模仿解释电磁力的方法来解释引力,这时物质交换的量子称为引力子,但这一尝试却遇到了理论上的很多困难.
上个世纪后半叶以来,不少科学家提出了各种大统一理论,希望将四种力用一种理论统一起来,但都遇到这样那样的困难,其中只有弱力和电磁力的统一(称之为电弱力)较为满意.用规范理论统一四种基本相互作用是一种诱人的因素,但是在前进道路上也有可能会遭到失败.也许人们还会寻找新的途径去统一各种基本的相互作用.通过一系列探索、失败、成功,再失败,再成功,不断发现矛盾,解决矛盾,每一次循环都在加深着人类对自然界的认识.
基本力的相对强度:
若万有引力为1
则弱力为10^25
电磁力为10^36
强力为10^38
强相互作用力、电磁相互作用力、弱相互作用力、万有引力.
第一节强相互作用力的实质
强相互作用力乃是让强子们结合在一块的作用力,人们认为其作用机制乃是核子间相互交换介子而产生的.
而其实,强子们之间的相互作用实际上乃是夸克团体与夸克团体之间的相互作用,而夸克团体之间的相互作用则必然乃夸克与夸克之间相互作用的剩余.而夸克之间的相互作用我们已知它是未饱和游空子重合体之间相互作用的延伸,这才是真正的强相互作用之作用机制.
大约地说,当夸克们结合成为强子时,其结构已经较为严密完整,可是,如果强子之间发生了强烈的撞击作用,那么各强子原来的结构则定会遭到破坏,因此,各强子中的大小夸克们则自然会重新产生相互的作用而结合在一块;这,正就是强相互作用的现象.
而说到底,强相互作用的实质乃是由于未饱和游空子重合体之中心体因其综合循环体的未饱和而通过静空子中间体渗透出中心极性而与别的未饱和游空子重合体之外层循环体产生相互吸引,并且自身的循环体同理也受到对方中心体吸引,因而它们之间则产生了强烈的相互作用从而形成了各种层次的联合构成体,而强相互作用则乃是其中一个层次上的联合相互作用而已.
第二节电磁相互作用力的实质
电磁相互作用力乃是带电荷粒子或具有磁矩粒子通过电磁场传递着相互之间的作用.
电场和磁场的实质我们在前面已经了电场乃是游空子循环体的循环变化在周围静空子的中间体中引起极性感应激荡并传递开去.而磁场则是电场因电源的运动而呈现出不同的状态而已.并且我们还知道,电场和磁场实际上也是一种电磁波,不过乃是频率及高的电磁波.
而电磁波能够对许多东西产生作用并使之发生结构状态的改变(如光照能使物体升温、无线电波能在导线中推动电子而形成电流等等),这是因为任何有质的东西皆由游空子所构成,而任何游空子皆处在静空子之中并与静空子共用中间体;于是,电磁波━━即静空子中间体的极性感应激荡自然会影响游空子从而或多或少地影响了游空子构成体的整体状态.所以,电磁作用的范围其实是很广的.
那么带电荷体与带电荷体之间的相互作用具体是怎样进行的呢?
电荷无非分为正负两种,我们先说异种电荷,即正负电荷之间的相互作用吧.
正负电荷乃是通过各自所产生的电场来进行相互作用的.那么首先请问:既然异种电荷是相互吸引的,可为什么却不常看到正负电荷直接接触进行相互作用并结合在一起呢?
正因为,据我们所知电荷的实质乃是物质基元游空子的循环体或游空子重合体外层的循环体在循环时对外表现出来的极性激荡.这激荡造成周围静空子中间体的极性感应激荡即是所谓的电场.而正负电荷的区别则不过是循环体循环方向的左右旋不同而已.那正负电荷的电场,则乃区别于极性激荡的相位刚好相反.总之,正负电荷皆起源于同一极性体(即游空子循环体),其区别只是极性体循环的方向相反而已.于是既然如此,当正负电荷直接接触时,实际上则是相同的极性体在接触;而相同的极性体是相互排斥的,因此正负电荷不能够靠在一起直接进行着相互间的吸引作用而只能通过电磁波来进行着彼此间的作用.
这个问题正好又从另一个角度来说明我们这理论之正确与完善.
那么,正负电荷应是如何通过电场来产生相互作用的呢?
由于,电荷所形成的电场实际上乃是电荷激发空间体而产生的那极高频电磁波,而发射电磁波的东西则必然会受到周围空间体(即静空子群)对它的反作用力,那发射极高频电磁波的电荷体所受的反作用力则当然会更加明显.只是,因为电荷体乃是向各个方位同时激发电磁波的,因此电荷体所受的各个方向的反作用力则相互抵消.
可是,当空间里同时有正负电荷时,虽然正负电荷所形成的电场之感应激荡相位相反,但由于在它们俩之间其激荡传播的方向亦相反,故其相位反而是相同的.于是,在它们之间的两端,正负电荷激荡周围每一个静空子时都得到对方传过来的激荡波的帮助,因此,在它们之间的这两边,静空子群对它们俩的反作用力自然会减少许多,于是两个带电荷体便会被自己另一边的较强的静空子反作用力推向对方而表现出异性电荷相吸引的特性.
而如果空间里同时放置的是同种的电荷,那么由于同种电荷所形成的电场之感应激荡的相位是相同的,但由于它们俩之间激荡的方向相反,故相位变成了相反,于是在它们之间的这边激荡静空子反而会受到额外的