四种基本力

曾经发生过的一切——一个球落下、一块磁铁吸住、一颗恒星发光、一个放射性原子衰变——归根结底，都是粒子在彼此影响。值得惊叹的是，这无边无际、形形色色的推、拉与转化，归结起来只有四种基本方式，是粒子能彼此影响的途径。它们被称为四种基本力（或相互作用），合在一起，便解释了已知宇宙中的每一桩事件。

这四种是：引力、电磁力、强相互作用和弱相互作用。引力吸引一切有质量或能量的东西，塑造行星、恒星和星系。电磁力作用于电荷之间，掌管全部化学、光和电子学。强相互作用把夸克束缚成质子和中子，并把原子核维系在一起。弱相互作用是其中的异类：它主要不是把东西维系在一起，而是转化粒子，把一种类型变成另一种，它负责某些种类的放射性衰变，以及为太阳提供动力的反应。这四者中有三种——除引力外的全部——都被标准模型用「传力粒子被交换」来描述。

这种四分法之所以重要，是因为它组织起了全部物理学：说出一个现象，物理学家就能告诉你它背后是哪一种或哪几种力。它也勾勒出这个领域最宏大的抱负和最大的空缺。电磁力和弱相互作用已被证明是单一「电弱力」的两副面孔，这助燃了把四者全部统一起来的梦想。但引力顽固地抗拒：我们没有一套行得通的引力量子理论，所以引力立于标准模型之外。这四者究竟是真正基本的，还是某种更深之物的不同侧面，是最大的开放问题之一。