互动科普

目前发现的基本力只有4种：引力、电磁力、强力（强相互作用）和弱力（弱相互作用），它们都是通过交换基本粒子来传递作用力的：引力交换的是引力子（目前还没有发现），电磁力交换的是光子，强力交换的是胶子，弱力交换的是W和Z玻色子。其中引力子、光子和胶子是静止质量为0的玻色子，传递速度都为光速。我们知道电磁波在真空中的速度即是光速，电磁力也就是按光速传递的。万有引力也一样，引力波的速度也是光速，所以引力是按光速传递的，并不是瞬时达到的。比如太阳系是靠引力维系在一起的，假设太阳突然消失，行星就会沿轨道切线方向飞离出去，但并不是同时飞离，而是从内向外逐个飞离。弱力不同，交换的是有质量的基本粒子，因而力的传递要慢于光速。

在4种力中，强力和弱力是短程力，只在原子核内的尺度上发生作用；引力和电磁力是长程力，我们能感受到的只有这两种力。其中我们接触最多的是电磁力，如支撑力、弹力、摩擦力、张力等等。一切常见的力，除了重力之外，几乎都是电磁力的作用。当你推一个物体，身体的原子会靠近物体的原子，改变了原子的电子分布，产生了电磁力，推动物体中原子的运动，这样，电磁力就在物体的原子之间传递（这种传递因为有了原子的运动因而远低于光速）。这就是力传递的真相。

引力波示意图

（本文发表于《科学世界》2013年第1期）