Question

电和磁的问题

我大概记得初中还是高中物理老师讲过，电和磁的统一问题，当时还讲到了现在还有没有统一的，是电磁还有一个是力吗？是磁和力没有统一还是什么？我记不大起来了，他说爱因斯坦一直都在做这方面的研究

Answer 1

统一理论：
1、统一场理论
通过场作用于物体上的力有四种，它们是引力、电力、核力及弱力，其中电力和引力是长程力，它们均与作用距离的平方成反比，但它们作用强度相差10^37倍。核力和弱力是短程力，其作用距离分别是在10^-15米和10^-17米以内。为建立包含这四种场力的统一理论，物理学家在量子力学的基础上曾提出过许多理论，如大统一理论、超统一理论，以及近代较流行的超弦理论等等，但都或多或少地存在各种凝惑，而不能令人完全接受。那么，在非量子力学基础上能否实现统一上述四种场力呢？答案是肯定的。笔者通过讨论被作用电荷激发的电场对源电荷激发电场分布的影响，意外发现引力场、核力场及弱力场其实都是静电场不同形式的作用结果，其中弱力场是静电作用理论附带的短程作用场，核力场是源于荷电粒子周围存在带有等量异号电荷的虚粒子云，引力场则是两中性物质间存在静电作用的剩余效应，它们都能包含在一个由麦克斯韦电磁理论导出的统一场方程中，这是在统一场的道路上迈出的决定性一步。但这并不意味着与超弦理论相抵触，因为超弦理论是假设四种场力通过交换自旋为整数的坡色弦达到传递相互作用的理论，这是以量子力学为基础的更深层次的理论。
2、大统一理论（grand unified theories，GUTs）。
试图用同一组方程式描述全部粒子和力(强相互作用、弱相互作用、万有引力、电磁相互作用四种人类目前所知的所有的力)的物理性质的理论或模型的总称。这样一种尚未找到的理论有时也称为万物之理，或TOE。
这并非完全荒唐可笑的梦想，因为在统一物理学家对物质世界的描述方面已经取得了相当成就。就在19世纪中叶，电和磁还被看成是两种独立的事物，但麦克斯韦研究证明它们实际上是现在叫做电磁现象的同一种基本相互作用的两个方面，可以用同一组方程式加以描述。到20世纪中叶前，这一描述又改进到包括了量子力学效应，并以量子电动力学(QED)形式成为物理学家提出过的最成功的理论之一，它以极高精度正确预言了诸如电子等带电粒子相互作用的性质。
地球上的物体不管形状、大小如何，最终总要乖乖地落到地面上，原因是什么？天空中地球围绕太阳转、月亮围着地球转，原因又是什么？科学家牛顿经过艰苦的思索和研究，找出了统一的理论——万有引力。不论是地球上的物体，还是天空中的天体，都可以用万有引力来解释它们的运动。关于热现象人们总结出热学理论，关于电磁现象人们也总结出电磁场理论，物理学的各部分内容就是总结各种不同运动形式的规律和理论。这些规律之间能不能再总结出更基本的规律，解释更广泛的内容，这一直是物理学家关心的问题。
现在，人们发现微观粒子之间仅存在四种相互作用力，它们是万有引力、电磁力、强相互作用力、弱相互作用力。宇宙间所有现象都可以用这四种作用力来解释。进一步研究四种作用力之间联系与统一，寻找能统一说明四种相互作用力的理论称为大统一理论