Page 273 - 世界学

第七章 能量世界学 257

弱电是如何统一的？
在量子力学中，粒子从初态到末态的跃迁，涉及粒子的湮灭与产生。可以近似

的用费米公式和量子场论的相应公式进行计算。
计算中，4 个费米子（中子、质子、电子、电子中微子）通过一个中间玻色子联系。

通过跃迁前后费米子场与玻色子场的关系，将弱作用力的耦合常数用电磁精细结构
常数（也就是电磁力的作用强度 1/137）进行替代，引入矩阵元与费米相互作用常

数的关系。计算出 W、Z 光子的理论质量。
这个计算结果与实验相符。从而反过来证实了弱电的统一性，即：弱相互作用

与电磁相互作用是一种力——这就是 1979 年诺贝尔物理学奖获奖项目。

（四）引力相互作用（长程力）

万有引力是我们最熟悉的力，也是最早用数学方法进行描述的力。它存在于一
切有质量的物体之间。我们的身体之所以有重量，陨石之所以会降落到地球上，原

因就在于我们的身体、陨石和地球都有质量，在它们之间有万有引力。万有引力的
作用强度随距离的增大而减弱（与距离的平方成反比）。虽然万有引力与另外三种

相互作用力相比小得几乎可以忽略不计，但由于强、弱相互作用是短程力，而在较
大的物体中正、负电荷都几乎等量存在，被相互抵消，电磁作用也会被削弱，所以
在相距遥远的天体之间，万有引力就处于绝对的支配地位。行星之所以老老实实地

围绕太阳转，星系的运动之所以井然有序，原因就在于万有引力像一个忠实的牧羊
犬一样，一刻不停地“看管”着这些天体。如果没有万有引力，宇宙将失去秩序。

引力是一种既能将星系结合起来，又能引起一根针下落的力，是四种基本力中
最弱的力。两个物体的质量越大、相互越靠近，它们之间的吸引力就越强。许多科

学家认为，引力是由一种叫做重力子的粒子携带的，但没有人在任何实验中找到它
们。传统认为，万有引力是由质量场作用转化而来的，是矢量质量场排斥与吸引两

种作用动态平衡后的结果，是粒子质量场的一种宏观作用效应。
长期以来，人们有一种朴素的愿望，试图证明四种基本作用有一个统一的起源。
20 世纪后半叶以来，不少科学家提出了各种大统一理论，希望将四种力用一种理

论统一起来，但至今也没有取得令人满意的成果。
在形态场假说中，需要重新归纳和理解基本作用力的统一问题。形态场认为，

自然界只存在着两种基本作用力，即粒子形态场产生的电场作用和质量场作用，所