FHSST 物理/原子核/自然力
如果问有多少种力的存在，许多人开始用手指计数，当计数超过十个时，他们会回答很多。的确，存在引力、电、磁、弹性、摩擦力，以及风力、膨胀蒸汽力、收缩肌肉力等等。
然而，如果我们分析所有这些力的根本原因，我们可以将其数量减少到几种基本力（或者像物理学家所说的基本相互作用）。
例如，拉伸的橡皮筋的弹力是由于橡胶组成的分子之间的吸引力。再深入研究，我们会发现分子相互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排斥而拒绝彼此过于靠近。因此，橡胶的弹性具有电磁性质。
人类世界中的任何其他力都可以用相同的方式进行分析。在完成分析后，我们会发现我们周围看到的力（在宏观世界中），要么是引力，要么是电磁力。我们也知道，在微观世界中，还有其他两种力的类型：作用于所有强子的强（核）力，以及负责改变夸克味的弱力。
因此，宇宙中所有相互作用都由仅有的四种基本力控制：强力、电磁力、弱力和引力。这些力在强度和范围方面有很大差异。它们的相对强度在表 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，而引力比它弱 38 个数量级！令人惊叹的是，这种微妙的相互作用控制着宇宙过程。原因是引力具有长程作用，并且始终具有吸引力。不存在负质量来屏蔽引力场，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 | 短程 |
| 电磁力 | 0.0073 | 长程 |
| 弱力 | 超短程 | |
| 引力 | 长程 |
物理学家总是试图简化事物。既然只有四种基本力，人们就会忍不住问：“如果只有四种，为什么不能只有一种呢？”所有相互作用可能只是同一个主力的不同表现形式吗？
第一个开始寻找统一力的探索者是爱因斯坦。在他完成广义相对论后，他花了 30 年时间试图统一电磁力和引力，但始终没有成功。当时，这似乎是合乎逻辑的，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，而他试图使用经典概念来进行统一。
现在已经知道，尽管引力和电磁力的形式相似，但引力将是最后一个屈服于统一的力。电磁力和弱力的统一，尽管看似不太可能，但最终却成为走向统一相互作用的第一个成功步骤。
1979 年，诺贝尔奖颁发给了温伯格、萨拉姆和格拉肖，他们提出了电磁力和弱力统一的理论。根据该理论，电磁力和弱力在非常高的碰撞能量下融合为一种电弱相互作用。该理论还预测了重粒子的存在，即 和 （矢量玻色子），质量分别约为 80000MeV 和 90000MeV。这些粒子在 1983 年被发现，为这个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）结合成一个单一的理论。这项工作被称为大统一。目前，物理学家正在讨论这种理论的版本，该理论预测三种力会在极高的能量MeV 下融合。在这个理论中，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。它存在数学一致性问题，并且至少与一个实验相矛盾。问题在于它预测了质子的衰变，
,
不守恒重子数和轻子数，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主要缺陷。他们认为，不能一步一步地统一各种力（将引力排除在外），而正确的方法是将所有四种力结合起来，形成所谓的“万有理论”。
关于如何统一一切，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）只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，上夸克是一种以另一种方式振动的弦，等等。另一种方法引入了一种新的基本粒子层级，即“前子”，它们可能是夸克和轻子的组成部分。探索仍在继续。
人们一致认为，构建万有理论绝不意味着生物学、地质学、化学，甚至物理学已经解决。宇宙是如此丰富和复杂，即使发现了基本理论，也并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支柱，永远向我们保证宇宙是一个可以理解的地方。