基本作用力,宇宙四大基本作用力

宇宙四大基本作用力

第一种是引力，它是一个物体(或粒子)对于另一个物体(或粒子)的吸引力，是四种力中最弱的一种。

第二种叫做电磁力，由于它的作用，形成了不同的原子结构和光的传播。

第三种是强相互作用力，它把原子核内部各个粒子紧紧地吸引在一起。

第四种是弱相互作用力，它使物体产生某种辐射。在宇宙中除已知的4种力外，还存在着第五种无形的旋转力；得到旋转力作用于有形物质的数学表达式－旋转力定理，也得到旋转力与万有引力的能量比值式（4e^3）／（π^3R^3）及形态比值常数为4／π^3。应用定理、能量比值式、形态比值常数对地球绕太阳形态变化进行计算时，得到与观测值相吻合的结果。

宇宙四种基本作用力

迄今为止，多数科学家公认，在宇宙中存在着四种力：第一种是引力，它是一个物体(或粒子)对于另一个物体(或粒子)的吸引力，是四种力中最弱的一种。第二种叫做电磁力，由于它的作用，形成了不同的原子结构和光的传播。第三种是强相互作用力，它把原子核内部各个粒子紧紧地吸引在一起。第四种是弱相互作用力，它使物体产生某种辐射。早在17世纪，伟大的意大利物理学家G·枷利略，曾以一次具有深远意义的实验，挑战亚里斯多德的经典信条。他在高高的比萨斜塔上，将两个质量不等的铁球同时投下，结果两个铁球同时着地。他得出结论说，任何物体，不管是一个铁球还是一根羽毛，如果在真空中自由下落，其加速度必然是一样的，因而必定同时落地。他的这一观点，直接推动牛顿总结力学三大定律，而爱因斯坦的相对论也是在这一基础上提出来的。 　　可是，这一300多年来颠扑不破的真理，终于受到了严峻的挑战。一个以美国物理学家费希巴赫为首的科研小组，通过实验发现，不同质量的物体，在真空中实际上并不具有相同的重力加速度。费希巴赫推测，其原因可能是在物体下落时除了受到引力的作用以外，还受到一种尚不为人知的力的作用~~ 宇宙中的第五种力——旋转力

组成宇宙的四大力

宇宙的四种基本自然力是根据作用强度的影响来安排的：强力、弱力、电磁力和万有引力。

强力：强相互作用时的力，主要有原子核核子间的作用力、组成核子的夸克等一些相关的力，核力的作用力程是很短的，在飞米量级〖10^(-15)m〗；但也有报道说有长程的强力作用。

弱作用力：弱相互作用中的作用力是强子和轻子之间的作用力。例如，β衰变中的力就是短程力。

电磁力：由静电力产生的力；库仑力、磁力等，是一种长期力。

万有引力：质量之间的力，方向是万有引力，远距离的力。

例如，一颗行星的形成最初只是一些尘埃，由于质量原因，从尘埃到微粒，这些尘埃被引力结合在一起…在这个过程中，小颗粒之间的摩擦产生静电。库仑引力比引力有更大的作用，这使得粒子更快地被包裹和结合。最后，粒子越来越大，质量越来越大。在这两种力量的作用下，原始行星形成了。

宇宙四种作用力

四大基本力即自然界的4种基本力，分别是强核力、弱核力、电磁力以及引力，可以通过场统一。大统一理论认为，强相互作用、弱相互作用和电磁相互作用可以统一成一种相互作用。

弱核力：可以说是核能另一种来源，主要是核子产生之天然辐射，四种相互作用中，弱相互作用只比引力强一点。

强核力：所有存在宇宙中的物体都是由原子构成，而原子核是由中子和质子组成。中子没有电荷，而质子则带正电荷；但需要牵引力把它们结合在一起，而强相互作用就是这种“牵引力”。

电磁力：电荷、电流在电磁场中所受力的总称。也有称载流导体在磁场中受的力为电磁力，而称静止电荷在静 电场中受的力为静电力。电工中所关注的电介质在电磁场中受到的有质动力也是电磁力。

引力：引力所有物质，之间互相存在的吸引力，与物体的质量有关。物体如果距离过近会产生一定的斥力。引力为什么产生，牛顿发现了引力问题，是他在思考问题时被苹果砸在头上。

宇宙中四种基本力

自然界的四种基本力——引力、电磁力、强核力、弱核力——应用于宇宙中的“普通”物质。不过，在暗物质中也许不存在这4种力。事实上，世界上各种分离的物质正是利用这四种基本力联系到一起的。力通过叫作场的区域来产生作用。

4种力有着各自不一样的力量，应用于不一样的范围：行星围绕太阳旋转靠的是引力，但是电子围绕原子核运行却是依靠电磁力。 自然界中每种力都由不一样的虚粒子所承载。在4种基本力中，其中引力和电磁力最为人们所熟悉，因为它们在我们身边最明显。而另外两种力只在原子核中起作用，因此不能被直接观察到。

引力是在两个有质量的物体之间作用的有吸引力的自然力。两物体质量越大，它们相互间的引力越大；两个物体的距离越远，它们之间的引力越弱。 这是因为引力遵循一种平方反比定律：若两个物体间的距离增加1倍，两者的引力就变为原来的1/4。引力是四种基本力中最弱的一种，但是它的作用距离却是无限的。引力使宇宙在最大尺度上成形，这是因为它在空间中的作用范围极大。

电磁力在所有带电荷的粒例如电子、质子和离子中作用，它是所有化学反应的驱动力，这些反应依靠电子间的相互作用从而形成分子。 电磁力是由两种相互关联的力——电和磁——构成。一个运动中的带电粒子创造出了磁场，而一个围绕一种导电物质的磁场也能引起电荷粒子的运动。电磁力和引力不一样，它既有吸引力，也有相互排斥力。这种特性通过标记正负号表现电荷的极性。同性相斥，异性相吸一这就是为什么带负电的电子围绕带正电的原子核旋转的原因。 电磁力和引力一样，也遵循平方反比定律。虽然电磁力比引力要强得多，但是它并没有主导宇宙的结构，因为在大的范围内，所有带正负电荷的区域相互抵消。

核力作用限于原子核中。强核力——最强的基本力——只在相当于一个质子或中子直径的10-15米的范围产生作用，它将质子和中子连在一起构成原子核。 在核裂变“分裂”原子的过程中，就需要克服这种强核力。

弱核力比强核力的作用范围更小，大约只有1(T18米，也就是电子直径的大小。在这个范围内，它比引力要强，但没有电磁力强。它控制了被称为中微子的基本粒子的产生和相互作用，它们在中子转变为质子或者质子转变为中子时产生。 中微子与原子物质间的相互作用非常弱，只有当它们几乎要接触到原子核的时候弱核力才发生作用。

主宰宇宙的四大基本自然作用力

截至目前，科学家们总共在宇宙中发现了4种基本作用力。其中，“强核力”和“弱核力”都是短程力，一般只在原子核内起作用，前者利用pion介子将带正电荷的质子和中子结合起来形成原子核；后者利用中间玻色子使某些原子核发生贝塔衰变。“电磁力”是遵守平方反比律的长程力，依靠光子在原子内外都起作用。“引力”是长程力，依靠引力子主宰宇宙中的恒星和行星的运动。

科学家们用这四种作用力勉强解释了所认识的宇宙。但疑难问题越来越多。

1、宇宙在可观测范围内一直在膨胀，但科学家却只承认万有引力。万有引力只吸引，不排斥，不能解释宇宙膨胀的现实。所以，又提出了暗能量即爱因斯坦的宇宙常数的概念，专门解释宇宙膨胀现象。

2、宇宙中80%的星系是旋涡星系，但万有引力解释不了星系的自旋和旋臂，只能归结为突然的碰撞和偶然的力矩这些随机事件。

3、至今没有发现传播引力的引力子。万有引力理论基础不牢。

科学家们一直致力于用数学方法统一四种作用力，先把弱核力与电磁力统一起来，又把强核力与电磁力统一在一起。但引力依然无法入群，孤独地徘徊在大统一理论之外。

统一之路为什么一波三折，异常艰辛。四种作用力真的统一不了吗？

我的答案是：四种作用力可以统一。但方法或道路不能因循守旧，抱残守缺，而是要全面创新，不惜打破已有的坛坛罐罐甚至是殿堂。

目前四种作用力统一的障碍主要是科学概念的混乱、力的作用范畴的混乱和理论使用的混乱。

比如说宇宙是有限的还是无限的？空间是物质的还是空的？科学家们依然众说纷纭，争论不休。比如说电磁力是长程力，但主要表现在原子里。

比如说理论上每种力都需要传播子，但引力的传播子引力子至今还没有找到。万有引力统治着物理界，但只能用于质点计算，许多天文问题还得另辟蹊径解决。

爱因斯坦1915年提出广义相对论，认为“引力”不是两个物体之间的相互作用，而是空间自身扭曲的结果。但量子力学认为空间不会弯曲。两大理论渐行渐远，彼此难以融合。

为什么四种力难以统一？因为有关四种力的理论有缺陷，顾此失彼。电磁力理论是相对完善的理论，有电引力、电斥力，有磁引力、磁斥力，有长程力、短程力，符合人们对大自然观察的结果。引力理论就不同了。“万有”禁锢了科学家们的思维，出现了黑洞喷发、宇宙蛋爆炸、多维空间、时空穿越、鬼神不死等等离奇、玄幻的说法和现象。并且，宇宙空间只有引力，没有斥力，也解释不了宇宙膨胀。星球外有引力，星球内部有什么？强核力理论更是算出了众多粒子，用对撞机撞击出一些稍纵即逝的瞬间信号来证实我们这个本来就实实在在存在的自然界源于这些粒子，但却解释不了这些小小的粒子为什么会自旋。强核力也应该有强引力和强斥力。

要统一四种力，就要敢于重打锣鼓另开张。

宇宙中的物质有两个层次：一是微观粒子层次，即原子里的世界。一是宏观物体层次，从分子到星球、星系。

原子和粒子都是一个个小旋涡。原子旋涡受控于电磁力，原子核外用电磁力解释，原子核内用强核力解释。强核力不仅有强引力，也有强斥力。原子核的贝塔衰变是原子旋涡力有不逮的反映，是强斥力作用的结果。

星系和恒星系都是一个个大旋涡。星系和恒星系旋涡受控于引力和暗能量。星系和恒星系外用引力解释，星系和恒星系内用电磁力解释，暗能量适用于整个旋涡。星系和恒星系里物体的逃逸是暗能量作用的结果。

各种力的作用不需要传递粒子，但可以有伴生粒子。

这样，宇宙中就有星球之间的引力、暗能量这样一对宏观力，星球内部的电、磁力这样一对宏观力。同理，原子里有原子核与电子之间的电、磁力这样一对微观力，原子核内部有强电力、强磁力这样一对微观力（含弱力）。共有6种作用力。

这6种作用力可以统一为旋涡力。而旋涡里有旋聚力和排斥力。两者如影随形，共同创造各类物质，形成千奇百怪的宇宙。