為什么要四大基本力,？
關(guān)于這個(gè)話題，其實(shí)我們要想搞懂“統(tǒng)一四大作用力”的意義,，我們其實(shí)要搞懂兩個(gè)問(wèn)題：
為什么要“統(tǒng)一”,？
為什么是“四大作用力”
首先，我們要說(shuō)一說(shuō)“統(tǒng)一”的事,，對(duì)于物理學(xué)家,，尤其是理論物理學(xué)家而言，他們都有一個(gè)夢(mèng)想,，那就是提出一個(gè)大一統(tǒng)理論,，這個(gè)大一統(tǒng)理論其實(shí)就是把所有的物理學(xué)理論用一個(gè)理論來(lái)描述，這個(gè)夢(mèng)牛頓做過(guò),，愛(ài)因斯坦也做過(guò),，只不過(guò)他們都失敗了。不過(guò),，之所以牛頓,、愛(ài)因斯坦都名垂青史，是因?yàn)樗麄兘y(tǒng)一了一部分,。
牛頓統(tǒng)一了天上和地上的物理學(xué),。（在牛頓之前，人們認(rèn)為天上和地上用的是兩套不同的理論）
愛(ài)因斯坦則統(tǒng)一了“時(shí)間”和“空間”,，除此之外,，還統(tǒng)一了“能量'和“質(zhì)量”。
其實(shí),，歷史上還有一位和牛頓和愛(ài)因斯坦齊名的理論物理學(xué)家,，那就是麥克斯韋，他統(tǒng)一了“電”和“磁”。
所以,，我們會(huì)發(fā)現(xiàn),，歷史前三的理論物理學(xué)家都實(shí)現(xiàn)了一部分理論的統(tǒng)一，并且他們都是單打獨(dú)斗完成的,。這足以說(shuō)明“統(tǒng)一”這件事有多重要,。
那為什么要統(tǒng)一“四大作用力”呢？
如果我們有一把神砍刀,，然后把物質(zhì)不斷地砍下去,，切到最碎最碎，直到根本砍不下去為止,。那會(huì)剩下什么呢,？其實(shí)叫做：費(fèi)米子。不知道是什么,，沒(méi)有關(guān)系,，費(fèi)米子其實(shí)是一類物質(zhì)粒子的統(tǒng)稱，我們熟悉的夸克和電子其實(shí)就是費(fèi)米子,。
也就是說(shuō),，它們是組成物質(zhì)的最小單位?？墒悄阆霙](méi)想過(guò),，這些粒子是如何組到一起的呢？也就是說(shuō)這個(gè)“膠水”到底是什么,？
根據(jù)我們現(xiàn)在對(duì)于宇宙的理解,，這個(gè)“膠水”就是四大作用力。
強(qiáng)力和弱力,，你可以粗暴地理解成它們是構(gòu)成原子核的膠水,，同時(shí)確保電子不會(huì)進(jìn)入原子核內(nèi)的作用力，（這里補(bǔ)充一下,，電子不會(huì)進(jìn)入原子核和弱力有關(guān)，也和泡利不相容原理有關(guān),。）而引力其實(shí)很好理解,，是聚合物質(zhì)的一種力，和質(zhì)量有關(guān),。電磁力是我們?nèi)粘Ｉ钪薪佑|的最多的力,，我們接觸到的只要不是引力的，都是電磁力在其中作用,，小到你現(xiàn)在能拿得住手里的手機(jī),，大到我們觀測(cè)宇宙中的各種天體，都是電磁力在起作用,。
科學(xué)家通過(guò)粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型將強(qiáng)力,、弱力,、電磁力統(tǒng)一了起來(lái)，其中這些三個(gè)作用力都是通過(guò)玻色子來(lái)實(shí)現(xiàn)傳遞,。
強(qiáng)力是由膠子來(lái)傳遞,；（補(bǔ)充一下，還有一種強(qiáng)力是由介子來(lái)實(shí)現(xiàn)傳遞的）
弱力是由W玻色子和Z玻色子來(lái)傳遞,；
電磁力是由光子來(lái)傳遞,。
粒子的質(zhì)量是由希格斯玻色子來(lái)傳遞。
（實(shí)際上,，這里我隱去了“場(chǎng)”的概念,，這是為了方便理解。）
所以,，我們會(huì)發(fā)現(xiàn),，三個(gè)作用力就是通過(guò)一套理論來(lái)描述了，距離成功就差一步,。還差一個(gè)“引力”沒(méi)有被納入到粒子物理學(xué)標(biāo)準(zhǔn)模型當(dāng)中來(lái),，很多科學(xué)家都爭(zhēng)先恐后地想要把最后這個(gè)“引力”并進(jìn)來(lái)，也就是“引力子”理論,。結(jié)果,，很遺憾，都是以失敗告終,?？茖W(xué)家是講究和現(xiàn)實(shí)擬合的，而廣義相對(duì)論對(duì)于引力的描述實(shí)在太精確了,，遠(yuǎn)不是“引力子”理論能比擬的,。所以，現(xiàn)實(shí)的情況是三個(gè)作用力被統(tǒng)一在一起,，而引力由廣義相對(duì)論來(lái)單獨(dú)描述,。（廣義相對(duì)論中，引力的本質(zhì)是時(shí)空的扭曲,。）
遠(yuǎn)超牛頓,、愛(ài)因斯坦、麥克斯韋
如果有人可以真的把四大作用力完成統(tǒng)一,，說(shuō)白了就是實(shí)現(xiàn)了我們?nèi)缃裾J(rèn)為的大一統(tǒng)理論,。
當(dāng)然，你也應(yīng)該明白了,，牛頓,，愛(ài)因斯坦，麥克斯韋只是統(tǒng)一了一部分，如果有人統(tǒng)一了四大作用,，按理說(shuō)就是統(tǒng)一了整個(gè)物理學(xué),，因此，真有這樣的人,，那這個(gè)人在物理學(xué)史上的地位是要超過(guò)前面這三個(gè)人的,。
可能的理論：弦論
目前來(lái)看，要用粒子物理學(xué)標(biāo)準(zhǔn)模型來(lái)統(tǒng)一四大作用力的可能性已經(jīng)不太大了,。更多的人是把希望寄托在了弦論上了,。但我們還是要說(shuō)，物理學(xué)其實(shí)是一門(mén)注重實(shí)際和理論相互擬合的科學(xué),，對(duì)于物理學(xué)而言,，實(shí)驗(yàn)和觀測(cè)是十分重要的?？墒窍艺撁枋龅膶?duì)象實(shí)在太小太小了,，我們現(xiàn)在最精確的儀器的誤差都要比它大多好幾個(gè)數(shù)量級(jí)。所以,，我們根本無(wú)法通過(guò)觀測(cè)和實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證這個(gè)理論是不是正確的,。
個(gè)人看法：認(rèn)知是沒(méi)有終點(diǎn)的
我很少在自己的科普中寫(xiě)自己的看法。這個(gè)話題我想簡(jiǎn)單說(shuō)兩句,。我個(gè)人認(rèn)為這個(gè)“大一統(tǒng)理論是統(tǒng)一四大作用力”的想法或許是有問(wèn)題的,，因?yàn)榛诳茖W(xué)家對(duì)于目前宇宙的認(rèn)識(shí)?？墒?，我們要知道的是，我們對(duì)于宇宙是知之甚少的,，我們有太多太多的問(wèn)題沒(méi)有解決,，我們連暗物質(zhì)、暗能量到底是什么都搞不清楚,，可它們占據(jù)了宇宙總量的95%以上,；
我們還不知道宇宙大爆炸初期發(fā)生的事情，我們不知道得太多太多,，這是源自于人類的視野是有限的,。
翻看科學(xué)史的發(fā)展，我們就能知道一件事情,，人類科學(xué)的發(fā)展每當(dāng)向前邁一步，人類就變得更加渺小和無(wú)知,，這完全是因?yàn)椤斑@一步”雖然讓我們知道的越多了,，但同時(shí)也讓我們發(fā)現(xiàn)自己不知道的更多了。
最早，人類認(rèn)為地球是宇宙的中心,，一副唯我獨(dú)尊的模樣,。結(jié)果哥白尼橫空出世，把太陽(yáng)移到了宇宙的中心,，把地球降級(jí)成一顆“行星”,。
后來(lái)，沒(méi)有過(guò)多久,，牛頓橫空出世,，讓我們知道太陽(yáng)也不是宇宙的中心。宇宙或許可能是沒(méi)有中心的,，或者說(shuō)處處是中心
再后來(lái),，達(dá)爾文橫空出世，他讓我們知道,，生命的發(fā)展史其實(shí)是一部演化史,，什么人定勝天都是胡扯，是自然選擇了人類,，人類并沒(méi)有什么了不起,。
接下來(lái)，隨著觀測(cè)的進(jìn)行,，人類對(duì)于宇宙的尺度有進(jìn)一步的了解,，我們開(kāi)始發(fā)展，愛(ài)因斯坦等人的研究讓我們明白“光速對(duì)于宇宙的意義”,，也讓我們知道,，我們其實(shí)只是看到一小部分的宇宙，它的尺度達(dá)到了930億光年,，我們叫做可觀宇宙,。如果你要問(wèn)，地球在可觀測(cè)宇宙屬于什么位置,，很抱歉,，在可觀測(cè)宇宙的尺度下，銀河系都是可以忽略不計(jì)的（銀河系和可觀測(cè)宇宙有接近6個(gè)數(shù)量級(jí)的差異,。）
同時(shí),，更多的觀測(cè)器的發(fā)展讓我們清楚一件事情，宇宙還在加速膨脹,，而且宇宙中有很多我們看不到的物質(zhì),，宇宙大概率是無(wú)限大。
所以,，認(rèn)知宇宙是沒(méi)有止境的,，不可能這么快就窮極了一切,。所以，我認(rèn)為并不存在最終那個(gè)可以統(tǒng)一一切的科學(xué)理論,。因?yàn)楹苡锌赡苋祟愡€沒(méi)有完全看透宇宙時(shí),，就已經(jīng)滅絕了。
近代科學(xué)發(fā)展至今,，一個(gè)個(gè)發(fā)現(xiàn)和一個(gè)個(gè)理論都指向了一個(gè)事實(shí)：人類是多么的渺小,。但人類同樣也是偉大，如果把宇宙的138億年看成是1年,，從牛頓至今不過(guò)0.8秒鐘的時(shí)間,，但我們僅僅用這0.8秒就知道了如此多的宇宙往事。
同樣,，放眼到個(gè)人,，我們都是渺小的，如果我們還是把宇宙的138億年看成是1年,，假設(shè)一個(gè)人的一生有80年,，那一個(gè)人一生只占到了0.2秒而已。
