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2009年1月19日 星期一

基本作用力

  物質的相互作用可分成以下四個基本作用力:萬有引力、電磁作用力、弱作用力與強作用力。強作用力將質子與中子束缚在原子核中的短程作用力。弱作用力為物質在某些輻射衰變時所產生的短程作用力。電磁作用力,即Lorentz電磁作用力,為帶電物質所受的電力與磁力的合力。摩擦力其實就是電磁力的一種。萬有引力即重力,有質量的物質就會受萬有引力作用。

  由Newton第二定律,外力似乎仍可讓物體的速度無限的增加,甚至超過光速。而由Einstein的狹義相對論,當速度接近光速時,,物體所蘊含之能量越大,能量將轉化為質量儲存起來,所以質量也越大,讓物體越來越難移動,而要用更大的力量(更大的能量)才能拉動!

  一般須達到星體的尺度,我們才能明顯感受重力場的作用,故在如此巨觀之系統,量子效應其實相當不顯著。考慮黑洞時,黑洞是物質受重力作用極端壓縮的微觀系統,故應該有量子效應,所以要設法將量子力學與廣義相對論結合,發展量子重力理論。

  如巨觀與微觀之情況,重力都強到須考慮,那理論涉及之尺度變化相當龐大,這也是為何四大基本作用力想要統一描述,重力總是很不合群的原因。超弦理論企圖統一四個基本作用力,並提出不少理論預測,但可惜的是:目前還沒有真實的現象來驗證!日常生活中,看似平常的重力,其實是相當不平凡的。

2009-01-19未時

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