量子物理中的基本力的问题

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  EasonQ浮夸 2011-03-23 00:00:00

  强弱核力，引力还有电磁力。其他生活中的交互力，比如像你说的剪力和摩擦力都属于电磁力，因为归根到底是电子之间在互相作用。除了这四种力没有其他形式的力存在了。

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  丹丹太后 2011-03-23 00:00:00

  我觉得你的问题本身就有问题：四种基本力怎么会“无非就是吸引力和排斥力”呢？电磁力中的磁力部分就没吸引或排斥这么简单，比如通电直导线的磁场就可以令小磁针旋转到顺着其磁场的方向，而不仅仅只是吸引或排斥它。 完全可以说是相对论的时空观要求磁力必须伴随着电力而存在，反过来，也可以说，宏观低速的世界中普遍存在的磁力正是相对论时空观正确性的一个有力的证明！通常以为，宏观低速的世界里相对论的效应都小得可以忽略，但为什么磁力又那么普遍呢？Z根本的一个原因就是电力其实是极其巨大的，磁力作为电力的一个相对论的效应，尽管相对比值仍是十分微小，但值却不算小，以至于我们在日常生活里都可以感受得到。 若q=1C，距离R=1m，则两粒子间的电力F=9*10^9N——90亿牛顿！若v=10m/s（刘翔般的速度），则两粒子间的磁力f=10^-5N——十万分之一牛顿！若v=1km/s（般的速度），则两粒子间的磁力f=0.1N……巨大的电力之所以我们都没有体验，主要就是因为电荷有正负两种，一般物体总是很接近于电中性的状态。 作为一种时空效应，任何其他力也都有类似的“磁力”，但就像磁力往往比电力弱得多一样，本来就很微弱的万有引力（它比电力要弱大约10^40倍！）所对应的“磁力”就更是微乎其微了。不过在极端条件下，比如高速旋转的黑洞附近，你就能感受到类似“磁力”的那种与一般的万有引力不同的力！不论黑洞转动与否，只要质量相同，距离相同，一般所说的万有引力就也会相同，并且力的方向总是通过黑洞的ZX。但是广义相对论指出，在旋转的黑洞附近，除了有上述的向心的普通引力以外，还另有一种力是垂直于上述向心引力的，常称之为“旋转黑洞附近的时空被拖曳着一道旋转”，这个力就类似于“磁力”——它不是把你往黑洞的ZX拉，而是要拉着你与黑洞一起旋转，尽管你与黑洞之间并没有像你与地球表面存在着的那种摩擦力（这种摩擦力使原本与地面有相对运动的物体Z终要相对地面静止）。 另外，量子理论其实已将“力”排除在基本概念以外——它一般不用力来描述世界，取而代之的是媒介粒子的交换。这种交换的结果有时可以表现为使当事的粒子彼此靠近或远离——吸引或排斥，但更多的时候，“彼此靠近或远离”的概念本身就是无意义的，因为量子世界中的位置是测不准的、不确定的（尤其在微观局域），这样建立于“位置”概念之上的“彼此靠近或远离”的概念也便失去了严格的意义。 而且，实物粒子在交换媒介粒子的时候可以保持不变（如引力和电磁力），也可以发生改变（典型的例子就是弱力），既然当事方都已改头换面成完全不同的别的东西，再说原来的它们“彼此靠近或远离”又有何意义呢？

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