儘管宇宙浩瀚得令人我們難以想象，但它的運行規律卻是簡潔而優美的，比如說已知宇宙中所有的相互作用，基實都可以歸結為四種「力量」，它們控制着宇宙中不同範圍和尺度上的相互作用，支配着整個宇宙的運行。
支配宇宙的四種「力量」被稱為四大基本力，它們分別是引力、電磁力、強相互作用力、弱相互作用力，那麼關於這四大基本力，你知道多少呢？
引力
引力是一種我們非常熟悉的基本力，畢竟我們隨時隨地都在感受到地球引力的作用。
最早用數學公式描述引力的是牛頓，他認為有質量的物體都會產生引力，並且引力的作用距離無限遠。但牛頓並沒有解釋引力是如何產生以及傳遞的，到了20世紀，愛因斯坦在他提出的《廣義相對論》中，將引力解釋為時空的彎曲，他認為有質量的物質都會使其周圍的時空發生彎曲，而彎曲的時空則會反過影響物質的運動。
不過愛因斯坦並沒有考慮引力在微觀尺度上是如何表現出粒子性，也就是說引力並沒有被量子化，儘管物理學家預測了有一種被稱為「引力子」的基本粒子，但直到現在，「引力子」是否真的存在，仍然是一個未解之謎。
在四大基本力中，引力的強度是最弱的，有多弱呢？舉個例子，假設你將一枚鐵質的回形針放在地球表面，然後再用一塊磁鐵從上方去不斷接近這枚回形針，那麼不出意外的話，當距離近到了一定的程度，這枚回形針就會磁鐵吸離地面，這就意味着，整個地球對回形針產生的引力，還比不過你手中的這塊小小的磁鐵所產生的電磁力。
儘管引力是如此之弱，但它卻有一個特點，那就是它是長程力，並且只有吸引力，沒有排斥力，這就使得引力可以無限疊加，變得非常巨大，所以在宇宙的宏觀尺度上，引力是占據主導作用的基本力，它決定了宇宙中眾多天體的形成以及運行。
電磁力
電磁力就是基本粒子在電荷、電流和磁場的相互作用下所產生的力，由於電磁力是一種有極性的力（即同種電荷互相排斥，異種電荷互相吸引），因此在電磁力的作用下，物質就可以形成不同的形態結構，例如原子就是由帶正電的原子核和帶負電的電子構成、分子則是通過不同的原子之間的電磁力結合在一起。
電力和磁力曾經被認為是兩種不同但彼此相關的力，直到18世紀，科學家們才逐漸發現，電和磁很可能就是一回事，比如說變化的磁場能產生電流，而電流也能產生磁場，最終，麥克斯韋用數學方程式將電力和磁力完美地統一成電磁力。
到了20世紀，科學家們發現了電磁場的量子性，隨後提出了一種被稱為光子的基本粒子。簡單來講，光子可被視為是電磁場的量子化表現，物質之間的電磁力，其實就是通過光子傳遞的。
值得一提的是，在我們的日常生活中，電磁力可以說是無處不在，從本質上來講，我們所常見的力如支撐力、拉力、推力、彈力、摩擦力……等等等等，其實都是電磁力的作用。
*強相互作用力
這是一種只在微觀尺度上起作用的基本力，它可以使夸克之間產生強大的吸引作用，進而形成像中子、質子這樣的複合粒子，這種由強相互作用力形成的複合粒子被稱為強子（hadron），除了形成強子之外，強相互作用力還有一個殘餘效應，這種效應使得質子和中子之間也會產生強大的吸引作用，進而形成原子核。
強相互作用力發現於20世紀中葉，科學家在利用粒子加速器將高能粒子撞擊原子核的時候發現，在被「撞碎」的原子核的「碎片」之中，不但存在着質子和中子，還存在着一些其他類型的粒子，並且這些粒子的壽命通常都很短，它們很快就會發生衰變，於是科學家據此推測，這些粒子是由更小的基本粒子，後來這種基本粒子就被稱為夸克（quark）。
總的來講，夸克有六種不同的「味道」（flavor），分別叫做上（up）、下（down）、奇（strange）、粲（charm）、底（bottom）和頂（top），每種夸克還有三種不同的「顏色」（color），分別叫做紅（red）、綠（green）和藍（blue），夸克之間通過交換一種被稱為膠子的基本粒子產生強相互作用力。
（註：夸克的「味道」和「顏色」只是為了方便區別它們，而不是真正描述了夸克的具體性質）
強相互作用力有一個特點，那就是在其作用範圍內，它會隨着距離的增大而迅速增強，也會隨着距離的減小而迅速減弱，這被稱為「漸進自由」。
這樣的現象就會導致想要將兩個夸克彼此分開，就必須輸入很高的能量，而在能量大到足以將兩個夸克徹底分離之前，輸入的能量就足以激發出一對「新」的夸克，於是「舊」的夸克還沒有分開，「新」的夸克就已經產生，在此之後，「舊夸克」和「新夸克」又會迅速地各自結合在一起，進而形成兩對夸克。這就意味着，我們根本沒有辦法得到單個的夸克，這樣的現象也被稱為「夸克禁閉」。
所以夸克就只能以兩個或三個為一組形成強子，其中兩個夸克組成的強子被稱為介子（meson），比如說π介子、K介子，而由三個夸克組成的強子被稱為重子（baryon），比如說質子由一個下夸克和兩個上夸克構成，中子由兩個下夸克和一個上夸克構成，它們都是重子。
在宇宙中支配宇宙的四種「力量」之中，強相互作用力是最強的，它有一個非常重要的作用，那就是驅動恆星內部的核聚變反應，進而使恆星發光發熱成為可能，可以說沒有了這種基本力，我們的宇宙將沒有那些閃亮的恆星。
*弱相互作用力
這種基本力發現於20世紀初，當時的科學家觀察到，一些具有放射性的元素會自發地發射出電子或正電子等粒子，並使得原子核發生變化，這種現象被稱為「β衰變」，在此之後，科學家逐漸意識到，造成「β衰變」的是一種新的基本力，並將其稱為弱相互作用力。
弱相互作用力也是只在微觀尺度上起作用，它通過W+玻色子、W-玻色子和Z玻色子這三種基本粒子來產生，其所起的作用讓夸克的「味道」發生改變，從而導致不同類型的粒子之間的發生轉化。
例如弱相互作用力可以讓中子內的一個下夸克轉變成上夸克，同時釋放出一個W-玻色子，而這個W-玻色子的壽命極為短暫，它很快就衰變成了一個電子和一個反電子中微子，這其實就是中子通過「負β衰變」轉變成質子的過程，即：中子轉變成質子，同時釋放出一個電子和一個反電子中微子。
反過來講，弱相互作用力也可以讓質子內的一個上夸克轉變成下夸克，進而使質子通過「正β衰變」轉變成中子，同時釋放出一個正電子和一個電子中微子。
值得注意的是，根據目前的主流理論「大爆炸宇宙論」，在宇宙誕生之初，正是弱相互作用力造成了物質和反物質之間產生了微小的不對稱，才使得宇宙可以演化成現在我們所看到的樣子。
除此之外，弱相互作用也使得氫原子核的聚變成為了可能，這是因為氫原子核其實就是質子，而質子發生核聚變的第一步，就是兩個質子形成含有一個中子和一個質子的氘原子核，而這一步就必須要有弱相互作用力的參與。由此可見，弱相互作用力在宇宙中所起的作用還是相當大的。
結語：
以上所述只是對支配宇宙的四種「力量」進行了較為簡單的概述，實際上，它們還有很多複雜而精妙的細節和問題，等待着我們去探索。-魅力科學君-
