四种基本力与大一统理论

2020年5月24日 由 晓阳 留言 »

四种基本力

尽管力的种类多种多样,但是近代科学已经证明,自然界中只存在4种基本的力(或称相互作用)其他的力都是这4种力的不同表现。这四种力是:万有引力、电磁相互作用力、弱相互作用力、强相互作用力。[1]

力的种类相互作用的物体力的强度力程
万有引力一切质点10-34N无限远
弱力大多数粒子10-2 N小于10-17m
电磁力电荷102N无限远
强力核子、介子等10N10-15m

万有引力与电磁力作用距离为无限远,而弱力与强力力程分别是小于10-17m与10-15m。力的强度差得更大。

这些公示于参数怎么看也没有美感,于是科学家们希望能有一个更完美的理论将四种力统一起来。这个众人期待的理论被大家称之为大一统理论。

大统一理论

大统一理论(grand unified theories,GUTs),简称GUT,又称为万物之理,由于微观粒子之间仅存在四种相互作用力,万有引力、电磁力、强相互作用力、弱相互作用力。理论上宇宙间所有现象都可以用这四种作用力来解释。通过进一步研究四种作用力之间联系与统一,寻找能统一说明四种相互作用力的理论或模型称为大统一理论。

为了大一统理论,理论学家们进行了各种常数,比如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,弦理论使用更抽象的数学工具来常识将基本力整合,不过都距离大一统理论甚远。

弦理论将世界抽象为更基础的一维弦来试图构建一个理论模型,在我看来世界可以通过不同方式建模,就好像数学中的欧氏几何与非欧几何。弦理论将物质抽象为弦或许是因为这样更好进行数学演算?这已经超出了我的能力范围。不过在我看来,应该有更简介更具有美感的方式来描绘这个世界。

[1]百度百科

广告位

发表评论