力的本质是什么？

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。