FHSST 物理/原子核/自然力
如果问有多少种力存在，许多人会开始用手指数数，当计数超过十时，他们会回答很多。的确，有万有引力、电磁力、弹力、摩擦力，以及风力、膨胀蒸汽的力、肌肉收缩的力等等。
然而，如果我们分析所有这些力的根本原因，我们可以将它们的数目减少到只有几种基本力（或者说基本相互作用，正如物理学家所说的那样）。
例如，拉伸橡胶绳的弹性力是由于橡胶制成的分子之间的吸引力。进一步深入研究，我们发现分子彼此吸引是因为一个分子的电子与另一个分子的原子核之间的电磁吸引力。同样，如果我们压下一个橡胶块，它会抵抗，因为分子由于原子核的电斥力而拒绝彼此靠得太近。因此，橡胶的弹性具有电磁起源。
人类世界中的任何其他力都可以用相同的方式进行分析。在进行此分析后，我们发现我们周围看到的所有力（在宏观世界中），要么是万有引力，要么是电磁力。正如我们所知，在微观世界中，还有另外两种类型的力：强（核）力作用于所有强子之间，而弱力负责改变夸克的味。
因此，宇宙中的所有相互作用都受四种基本力的控制：强力、电磁力、弱力和万有引力。这些力的强度和范围截然不同。它们之间的相对强度在表 15.5 中给出。最强的力是核相互作用。电磁力的强度比它低一百倍。弱力比核力弱九个数量级，而万有引力弱 38 个数量级！令人惊讶的是，这种微弱的相互作用控制着宇宙过程。原因是万有引力是长程力，并且总是吸引的。不存在负质量来屏蔽万有引力场，就像负电子屏蔽正原子核的场一样。
| 力 | 相对强度 | 范围 |
| 强力 | 1 | 短 |
| 电磁力 | 0.0073 | 长 |
| 弱力 | 非常短 | |
| 万有引力 | 长 |
物理学家总是试图简化事物。既然只有四种基本力，那么就很容易问“如果只有四种，为什么不能只有一种？”。所有相互作用可能只是同一个主力的不同方面吗？
第一个开始寻求力统一的是爱因斯坦。在完成他的广义相对论后，他花了 30 年时间试图统一电磁力和万有引力，但没有成功。当时，这似乎合乎逻辑，因为它们都具有无限的范围，并且遵循相同的平方反比定律。爱因斯坦失败了，因为统一应该基于量子定律，但他试图用经典概念来完成它。
现在人们知道，尽管万有引力和电磁力的形式相似，但万有引力将是最后屈服于统一的力。电磁力和弱力的统一似乎更不可信，但事实证明这是走向统一相互作用的第一个成功步骤。
1979 年，诺贝尔奖授予了温伯格、萨拉姆和格拉肖，他们发展了电磁力和弱相互作用的统一理论。根据该理论，电磁力和弱力在非常高的碰撞能量下会汇聚成一个电弱相互作用。该理论还预测了重粒子的存在，即 和 （矢量玻色子），它们的质量分别约为 80000MeV 和 90000MeV。这些粒子于 1983 年被发现，为新理论提供了实验证据。
下一步是尝试将电弱理论与强相互作用理论（即夸克理论）在一个理论中结合起来。这项工作被称为大统一。目前，物理学家讨论了这种理论的版本，它预测了三种力在非常高的能量MeV 下的收敛。该理论中的夸克和轻子是统一的轻夸克。
大统一不像电弱理论那样成功。它存在数学一致性的问题，并且与至少一个实验相矛盾。问题在于它预测了质子衰变，
,
不守恒重子和轻子数，寿命为年。然而，测量结果表明，质子的寿命至少为年。
有些人认为大统一存在着固有的缺陷。他们认为，不能一步一步地统一这些力（将引力排除在外），而正确的方法是将所有四种力结合在一起，形成所谓的万有理论。
统一一切有几种不同的方法。其中一种方法认为，所有基本粒子（夸克和轻子）仅仅是多维空间中弦环的振动模式。电子是一种以一种方式振动的弦，上夸克是另一种方式振动的弦，等等。另一种方法引入了新的基本粒子层级，即前子，它们可能是夸克和轻子的组成部分。探索仍在继续。
每个人都同意，构建万有理论并不意味着生物学、地质学、化学，甚至物理学已经得到解决。宇宙是如此丰富和复杂，即使发现了基本理论，也不意味着科学的终结。终极的万有理论将提供一个坚不可摧的连贯性支柱，永远让我们确信宇宙是一个可以理解的地方。