力也有粒子吗，四种基本力的粒子又是什么呢？

力也有粒子吗？

这是不是很奇怪，力不应该是抽象的吗，怎么会有客观意义上的粒子呢？

在过去的世纪里，物理学家们发现所有的力有两点共同特征：

一、在微观层次上，所有的力都关联着一种粒子（我们可以把那粒子想象为最小的力元）。

二、力由某种“荷”来决定。

是不是觉得很抽象，不要急，我的任务就是负责把抽象的东西形象化。

先来看第一个问题：所有的力都关联着一种粒子。

所有的力指的是4种基本力，这4种基本力可以解释这个宇宙里的一切现象。

这4种基本力就是：引力、电磁力、强力、弱力。

昨天的文章是专门解释这4种力的，有兴趣的朋友可进入主页一览。

今天主要讲述的是4种力所对应的粒子。

作用力竟然还用粒子来进行传递，许多人可能会感觉不可思议。

但是，在量子场论里，每一种作用力都有专门传递作用力的粒子。

人们所熟知的自然界中的四种基本力，它们都有各自的粒子在干活。

传递电磁力的是光子；

传递强力的是胶子；

传递弱力的是W和Z玻色子；

传递引力的是引力子（不过引力子还没有找到）。

具体解释如下：

1、传递电磁力的光子：当我们从“电磁射线枪”射出一束激光时，我们实际是在打开光子的激流，也就是最小的一束电磁力，两个电子之间通过交换光子来传递电磁力。

2、传递强力的胶子；质子带正电互相排斥，原子核之所有没有被质子拆散架，是因为强力的存在，两个夸克通过交换胶子来传递强力。

胶子 这个名字特别形象，我们可以想象它是把原子核凝结起来的那种强力胶合剂的微观成分。

3、传递弱力的W和Z玻色子：弱力能把一种夸克变成另外一种夸克，一个中子里面有3个夸克，如果把其中的一个下夸克通过弱力变成上夸克，其它两个不变，那么，这个中子就会变成质子。

弱力能让夸克相互转换，进而实现质子、中子互相转换，最终辅助创造了80%的化学元素，而在弱力之间相互腾挪的就是W和Z玻色子。

到1984年时，物理学家们已经确定了这三种力的粒子的存在和具体性质。

4、传递引力的引力子：物理学家相信，引力也关联着一种粒子 - 引力子，不过它的存在还需要实验来证明，理论研究证明引力子是没有质量的。

上面讲的是四种力分别对应的粒子。

现在回到第二个问题：力由某种“荷”来决定。

如质量决定引力如何对粒子产生作用，电荷也决定了电磁力如何发生影响。

粒子还被赋予一定的“强荷”和“弱荷”，它们决定着粒子如何感应 强力 和 弱力 的作用。

但是，跟质量的情形一样，我们只知道实验物理学家们仔细测量过那些性质，但没有谁可以解释，为什么我们的宇宙，它由具有那些特殊质量和力荷的特殊粒子构成。

尽管基本力有一些共同的特征，但是考察它们却只不过使问题更复杂了。

例如，为什么有四种基本力？为什么不是五种、三种甚至一种？

为什么这些力会有那么多不同的性质？

为什么强力和弱力只能在微观尺度上发生作用（只能在原子核里），而引力和电磁力却具有无限的作用范围？

当然，这些问题也并没有太大的价值，因为宇宙就是这个样子，从大爆炸之后那一瞬间就决定了，人类只不过是发现了这些规律而已。

那么，这些力的固有强度为什么会有那么大的悬殊呢？

现在我们想象左手拿一个电子，右手拿一个电子，然后让这两个完全相同的带电粒子靠近。

粒子间的相互引力有助于它们靠拢，但电磁斥力却会把它们分开。哪种力更强呢？

根本没法儿比：电磁斥力比引力强百亿亿亿亿亿（1042）倍！

如果说右臂代表引力的大小，那么，为了让左臂能代表电磁力的大小，它必须伸展到我们已知的宇宙边缘的外面。

在我们身边，电磁力并没有完全压倒引力，那是因为大多数事物都由等量的正负电荷构成，它们的电磁力相互抵消了。

而另一方面，引力总是相互吸引的，不会消减——东西越多，引力就越大。

但从根本上来说，引力是非常非常微弱的，所以，从实验来证实引力子的存在很困难。

但实验证明，强力比电磁力强100倍，而比弱力强10万倍。

宇宙是如此的精妙，只要当物质和作用粒子的性质稍有改变，宇宙就会大为不同。

例如，强力与电磁力的强度比例，它们微妙地决定着构成化学元素周期表上，那百余种元素的稳定原子核的存在。

挤在原子核里的质子因电磁作用而相互排斥，多亏了作用在质子里夸克间的强力才克服了排斥而把它们紧紧系在一起。

但是，假如两种力量的相对强度发生极小改变，就很可能破坏它们之间的平衡，使大多数原子核发生分裂。

恒星的存在依赖于稳定核之间的聚变，如果基本的物理学发生了那些改变，它们也不复存在了。

引力的大小也影响恒星的形成，挤压在恒星中心的物质密度是它核熔炉的能源，也是星光的源泉。

假如引力的强度增大了，恒星会裹得更紧，从而会大大提高核反应的速率。

反过来，假如引力强度大大减弱，物质根本就不能聚集在一起，当然更不可能形成恒星和星系了。

这4种力是如此的恰到好处，谁要能统一这4种力，谁也就能挑战上帝的权威。

整个物理学界都在摩拳擦掌，从牛顿统一天上和地上的力，到麦克斯韦统一电、磁、光；

从爱因斯坦的场论到杨振宁的杨-米尔斯理论，每一次的发现都引领着科技的前行，却也没有撼动上帝的权威。

大一统的脚步不会停歇，许多人都在为此默默耕耘，也希望更多的人埋下希望的种子，带领人类走向幸福的未来。