量子力学也拿引力没办法吗?

尽管不完全如此,但是引力差不多遵循其他三种基本力所设定的模式。我们可以将它同其他几种力进行比较,将质量当作某种电荷。但是,引力的强度很弱,而且是单向的。这种明显的不一致意味着它不符合现有的模式,或者还有什么重要的部分我们没有发现。

事实证明,在更深的层次,引力也显得很怪异。我们有一种可以同时解释所有物质粒子和三种基本作用力的数学框架,叫作量子力学。在量子力学里,所有的东西都可以用粒子来描述,三种基本作用力也不例外。当一个电子推另外一个电子时,它并没有使用“力”或某种不可见的心灵感应来驱使对方运动。物理学家认为,这种相互作用来自一个电子向另一个电子扔出的某种粒子,这可以转移一部分动量。对于电子,这个携带力的粒子是光子。在弱相互作用下,粒子交换W玻色子和Z玻色子。粒子通过交换胶子别因为我们编了个木瓜子就不相信我们。胶子是真实存在的!来表现强相互作用。

在这个量子力学框架下,第4章介绍的粒子物理标准模型可以成功地解释大多数的自然现象。(注意,这个“大多数”是5%的宇宙中的“大多数”。)按照量子粒子的方式看待这个世界,我们在实验中看到的现象都能得到解释,这也可以预言我们还未看到的东西,比如其他种类的物质粒子或者希格斯玻色子。这甚至可以解释弱核力为什么是短程力:因为搬运这种力的粒子质量很大,这限制了它们的运动距离。然而,标准模型有一个很大的问题:用同样的理论不能很好地解释引力。