力的种类

在力学中经常遇到的有重力、弹力和摩擦力,在热学中要遇到分子力, 在电学中要遇到电磁力。我们曾经提到,重力、弹力、分子力、电磁力等是属于不同性质的力。这种认识只是反映了人们对力的认识的一个阶段。随着科学的发展,人们对力的认识也进一步深化了,并认识到重力、弹力、摩擦力、分子力、电磁力等都可以归结为两种基本的相互作用,即万有引力和电磁力。

万有引力是由于物体具有质量而在物体之间产生的一种相互作用。这种力普遍存在于宇宙万物之间。在宇宙天体之间,在宏观物体之间,在原子、分子等微观粒子之间,都存在着这种相互作用。重力就是地面附近的物体由于受到地球的万有引力而产生的。

电磁力是存在于电荷之间的一种相互作用。静止电荷之间有电力,运动电荷之间除了电力外还有磁力。电力和磁力是有联系的,常常总称为电磁力。

我们知道,原子是由带正电的原子核和绕核旋转的带负电的电子组成的,分子是由原子组成的。原子核和电子之间,原子和原子之间,分子和分子之间,虽然也存在万有引力,但比起电磁力来要小得多,可不予考虑, 起决定作用的是电磁力。这就是说,原子或分子本身能够形成,是由于电磁力的作用。分子之间的电磁力就构成了我们通常所说的分子力。

当我们使物体发生形变的时候,物体中原子或分子之间的距离发生改变,原子或分子之间的电磁力要反抗物体发生形变,这就形成了我们通常所说的弹力。

从原子或分子之间的电磁力来完满地解释摩擦力很复杂,至今还没有一种很好的理论,但是大家公认摩擦力说到底也还是电磁力的一种表现。现代科学研究已深入到原子核内部,深入到研究质子、中子等微观粒

子的相互作用。人们在这个领域又发现了两种基本的相互作用,分别叫做强相互作用和弱相互作用。这两种作用这里不再介绍。

现在,人类认识到在自然界中存在四种基本的相互作用:万有引力, 电磁力,强相互作用,弱相互作用。小到比原子还小的粒子,大到宇宙天体,其间表现出很不相同的多种多样的相互作用,都可以用少数几种基本的相互作用来说明,这是物理学的巨大胜利。然而人类的认识是没有止境的。今天认为基本的相互作用有四种,明天会不会统一成更少的几种甚至一种相互作用呢?大物理学家、相对论的创立者爱因斯坦(1879~1955), 晚年致力于这方面的工作,试图把万有引力和电磁力统一起来。现在有不少物理学家致力于这方面的研究,试图把四种相互作用统一起来,并且取得了进展,电磁相互作用和弱相互作用已经得到统一。这是物理学研究的前沿。物理学好象一座正在施工中的大厦,它已经建筑得很壮观了,但还

没有竣工,看来永远也不会竣工,更壮观的还在后面。现在的青年学生, 将来就可能成为修建这座大厦的建筑师。