100多年前人们知道有磁力和电力,电力和磁力都有斥力和引力,但人们当时还是不知道怎么把两种力统一起来.统一的意思是用一个数学框架去描述.当时人们知道有电场和磁场,也知道电场和磁场怎么相互影响.后来有了狭义相对论,人们才知道（尽管Maxwell方程早就隐含了这些性质）电场和磁场并在一块儿可以统一成电磁场,电磁场在Lorentz变换下有着非常简洁的性质,而且原来描述电磁场的方程也可以用异常简洁的方法些出来.所以从现在看来,电场和磁场只不过是电磁场的一些分量而已,并非基本的量.

人们现在知道有强相互作用（夸克之间相互作用,由胶子传递）,弱相互作用（beta衰变,轻子间相互作用,由W,Z 玻色子传递）,电磁相互作用（带电粒子的相互作用,由光子传递）和引力作用.电磁相互作用上世纪60年代,人们认识到电磁相互作用可以跟弱相互作用统一起来.两种场遵循SU(2)*U(1)规范对称性,并且发生了混合,就成了我们知道的弱场（W,Z）和电磁场（光子）.强相互作用尚未进入统一之列.当前描述强作用的叫量子色动力学(QCD),是一种基于称为“颜色”的量子数的SU（3）理论.有理论试图将强相互作用,和弱电作用统一,叫做大统一理论（GUT）,比如SU(5)理论,这种理论预言重子数不守恒的过程（质子衰变）,但现在被实验否决.

归纳起来,统一就是要把原先分散的作用用一个数学框架描述.这个数学框架往往有某种对称性.

至于那个最不听话的引力,目前无法自恰地将其纳入量子理论的范畴中.我们有广义相对论,对宏观的引力描述非常准确,但是对引力的微观行为还一无所知.除了理论上的困难,实验上要观察到量子引力行为也极端困难,除非引力的量子行为跟宏观行为有巨大的不同（比如如果存在微观的额外维度,引力在量子效应可能回比直接从宏观估计的要大许多）.现在普遍认为在Plank能标下（10^19GeV）引力和其他相互作用是统一的.会有某种“终极理论”可以描述统一起来的相互作用.我们现在的标准模型很显然只是一个低能下近似正确的有效理论.

引力如何产生的？牛顿也回答不出如何产生这个问题。这也是爱因斯坦花了三十年时间，最后遗憾而去，未能解答的问题。目前无数的量子物理家门，弦理论家门，都视这题为目前物理界的终极理论。因为要回答这个问题，其实就需要：The Theory of Everything 万有理论/一切的理论。

先说一下，宇宙有四种基本力，也就是物质间最基本的相互作用：

（1）电磁相互作用

（2）强相互作用

（3）弱相互作用

（4）引力相互作用

发现希格斯玻色子后，也就是所谓的上帝粒子，完全的证实了Standard Model标准模型。这个模型概括解释了强核力、弱核力和电磁力的基本组成和所有物质的基本粒子。用单一理论来解释这三个相互作用如何产生，就是Grand Unified Theory大统一理论。这也算是二十世纪，到二十一世纪，物理界最大的成果。

不过，目前还没能把引力一起统一解释。所以还需要更上一层的The Theory of Everything万有理论/一切的理论，来把这四力都统一了，才能知道引力到底这如何产生的。虽然没有人可以说他们知道答案，不过目前有些非常有趣的假说。

Theory of Everything 万有理论可以算是目前物理学的终极目标。而我们熟悉的两个物理理论系统：

（1）量子力学

（2）广义相对论

就是有可能解释万有理论的两个竞争者。它们其实是竞争对手，因为两个理论虽然都有潜力在未来达成万有理论，不过以目前的定义，是不可能两者皆对的。对，你没看错，我的确说这两个被视为二十世纪物理界最有影响力的两个理论不可能两者皆对。

不过目前应用物理上来说，这还不是问题。因为一个是微观，一个是宏观，由于应用相差大，所以可以分开解释。虽然两个都在目前的实验上来说，已被反复的验证了，真不好说哪个对哪个错，不过目前的解释非常“乱”，并不完美，并不是统一的万有理论。但是未来有可能改变它们的定义，来容纳对方。反正现在只能说两个都只解释了宇宙奥秘的一部分。

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