科学|“力”看不见摸不着，为什么科学家说“力”也是一种物质！
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区分“概念”和“现象”
要想了解“力的本质” ， 我们首先要搞清楚到底“力”是从哪来的？
在牛顿提出万有引力定律和牛顿力学之前 ， 就已经有学者在探讨“力” 。 但是自始至终 ， 都没有人能够给“力”下一个规范的定义 。 一直到牛顿的出现 ， 这个局面才得以改善 。 牛顿也是第一个给“力”做准确定义的人 。 在牛顿的著作《自然哲学的数学原理》当中 ， 牛顿给“力”下了这样的定义： 力是使物体改变运动状态或形变的根本原因 。 牛顿第二定律中甚至给出了力的表达式F=ma 。
不过 ， 牛顿也不是平白无故就提出这个理论 。 他其实主要是基于“现象” 。 说白了 ， 他是看到了物体和物体之间的相互作用的现象 。 于是 ， 基于现象 ， 把这种“相互作用”命名为“力” 。 所以 ， 如果我们要探究力的本质到底是什么 ， 本质上其实就要搞清楚“相互作用”的本质是什么？
粒子物理标准模型
关于这个问题 ， 从牛顿时代之后 ， 200多年里都没有得到很好的发展 。 不过 ， 到了20世纪初 ， 随着量子力学和相对论的蓬勃发展 ， 以及人们对微观世界的逐渐了解 。 在上个世纪50年代 ， 经过一代代科学家的努力 ， 科学家们逐渐建立起了一套粒子物理标准模型 。
那粒子物理标准模型到底是什么？又和“力”有什么关系？
早在古希腊时代 ， 哲学家们就开始寻找万物的本源 ， 并且指出了一条明路：通过研究万物的最小组成单位来研究世界的本质 。 但是千百年来 ， 由于实验仪器一直无法涉足微观世界 ， 因此 ， 这个方向的进展几乎为零 。
后来 ， 在上个世纪 ， 科学家利用加速器（粒子对撞机） ， 也就是纯粹用“撞”的方式 ， 撞开了微观世界的大门 。 他们在极其短的时间内 ， 发现了许多粒子和微观世界的一些物理学现象 。
不仅如此 ， 他们还发现 ， 宇宙中不仅存在着万有引力和电磁力 ， 其实还存在着其他两种作用力：强相互作用 ， 弱相互作用 。 而且其实弱相互作用可以改变粒子的种类 ， 这和牛顿当初给“力”下的定义是有区别的 。 因此 ， 科学家认为“力”的概念其实不够用了 ， 而应该用“作用”这个概念 。 因此 ， 宇宙中实际上存在着四种作用：强相互作用 ， 弱相互作用 ， 电磁相互作用 ， 引力相互作用 。
其中 ， 强相互作用和弱相互作用是作用在原子核层级的 ， 在日常生活中 ， 除了引力相互作用之外 ， 剩余的作用其实都是电磁相互作用 。
除了四大作用之外 ， 还有100多种粒子 ， 这些粒子又该如何安放呢？
科学家把这些粒子进行的分类 ， 其中有一部分叫做费米子 ， 说白了它们就好像构成世界的最小粒子 ， 比如：夸克 ， 电子 ， 中微子等 。 但是这些粒子需要最终被粘合起来 ， 才能够构成万物 。 而起到这个作用的其实就是四大作用 。 那四大作用又是如何实现呢？
它们其实是利用“场” ， 比如：电磁相互作用就是通过电磁场 。 而场其实与实物粒子是一样 ， 都实实在在存在的物质 ， 它也具有粒子性 。 于是 ， 科学家提出了玻色子概念 。
所以 ， 我们可以认为相互作用可以通过“玻色子”传递 ， 还拿电磁相互作用举例 ， 它是通过虚光子来传递的 。 基于这样的方式 ， 科学家就微观粒子安排得明明白白 ， 并且还找到了赋予粒子质量的希格斯玻色子 。 因此 ， 玻色子实际上可以认为是这个世界的粘合剂 ， 把费米子粘贴在一起 ， 就构成万物 。
“力”的本质
基于对粒子物理标准模型的认识 ， 我们其实不难发现 ， “力”的本质就是“相互作用”的本质 。 而按照如今的物理学理论 ， “相互作用”是通过“玻色子”（场）来进行传递的 。 所以 ， “相互作用”其实也是一种物质 ， 比如：强相互作用通过胶子来传递 ， 弱相互作用通过W玻色子和Z玻色子来传递 ， 电磁相互作用通过光子来传递 。
至于引力相互作用 ， 到目前为止 ， 还没有能够把引力场量子化 ， 按照广义相对论 ， 引力相互作用的本质是时空的弯曲 。
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