所以,你問我力的本質是什么?我覺得力的本質就是一個概念而已,它沒有什么本質 。所以,如果我們要探究力的本質到底是什么,本質上其實就要搞清楚“相互作用”的本質是什么?粒子物理標準模型關于這個問題,從牛頓時代之后,200多年里都沒有得到很好的發展 。
【力多比是什么,我的梗比較小眾】力的本質是什么?
區分“概念”和“現象”要想了解“力的本質”,我們首先要搞清楚到底“力”是從哪來的?在牛頓提出萬有引力定律和牛頓力學之前,就已經有學者在探討“力” 。但是自始至終,都沒有人能夠給“力”下一個規范的定義 。一直到牛頓的出現,這個局面才得以改善 。牛頓也是第一個給“力”做準確定義的人 。在牛頓的著作《自然哲學的數學原理》當中,牛頓給“力”下了這樣的定義: 力是使物體改變運動狀態或形變的根本原因 。
牛頓第二定律中甚至給出了力的表達式F=ma 。不過,牛頓也不是平白無故就提出這個理論 。他其實主要是基于“現象” 。說白了,他是看到了物體和物體之間的相互作用的現象 。于是,基于現象,把這種“相互作用”命名為“力” 。所以,如果我們要探究力的本質到底是什么,本質上其實就要搞清楚“相互作用”的本質是什么?粒子物理標準模型關于這個問題,從牛頓時代之后,200多年里都沒有得到很好的發展 。
不過,到了20世紀初,隨著量子力學和相對論的蓬勃發展,以及人們對微觀世界的逐漸了解 。在上個世紀50年代,經過一代代科學家的努力,科學家們逐漸建立起了一套粒子物理標準模型 。那粒子物理標準模型到底是什么?又和“力”有什么關系?早在古希臘時代,哲學家們就開始尋找萬物的本源,并且指出了一條明路:通過研究萬物的最小組成單位來研究世界的本質 。
但是千百年來,由于實驗儀器一直無法涉足微觀世界,因此,這個方向的進展幾乎為零 。后來,在上個世紀,科學家利用加速器(粒子對撞機),也就是純粹用“撞”的方式,撞開了微觀世界的大門 。他們在極其短的時間內,發現了許多粒子和微觀世界的一些物理學現象 。不僅如此,他們還發現,宇宙中不僅存在著萬有引力和電磁力,其實還存在著其他兩種作用力:強相互作用,弱相互作用 。
而且其實弱相互作用可以改變粒子的種類,這和牛頓當初給“力”下的定義是有區別的 。因此,科學家認為“力”的概念其實不夠用了,而應該用“作用”這個概念 。因此,宇宙中實際上存在著四種作用:強相互作用,弱相互作用,電磁相互作用,引力相互作用 。其中,強相互作用和弱相互作用是作用在原子核層級的,在日常生活中,除了引力相互作用之外,剩余的作用其實都是電磁相互作用 。
除了四大作用之外,還有100多種粒子,這些粒子又該如何安放呢?科學家把這些粒子進行的分類,其中有一部分叫做費米子,說白了它們就好像構成世界的最小粒子,比如:夸克,電子,中微子等 。但是這些粒子需要最終被粘合起來,才能夠構成萬物 。而起到這個作用的其實就是四大作用 。那四大作用又是如何實現呢?它們其實是利用“場”,比如:電磁相互作用就是通過電磁場 。
而場其實與實物粒子是一樣,都實實在在存在的物質,它也具有粒子性 。于是,科學家提出了玻色子概念 。所以,我們可以認為相互作用可以通過“玻色子”傳遞,還拿電磁相互作用舉例,它是通過虛光子來傳遞的 。基于這樣的方式,科學家就微觀粒子安排得明明白白,并且還找到了賦予粒子質量的希格斯玻色子 。因此,玻色子實際上可以認為是這個世界的粘合劑,把費米子粘貼在一起,就構成萬物 。
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