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{{noteTA
|T=zh-cn:基本相互作用; zh-hk:基本相互作用; zh-tw:基本交互作用;
|G1=物理學
}}

'''基本相互作用'''（{{lang-en|fundamental interaction}}）又称'''-{zh-cn:基本交互作用; zh-hk:基本交互作用; zh-tw:基本相互作用;}-'''，為物质间最基本的[[力|相互作用]]，常稱為'''自然界四力'''或'''宇宙基本力'''（{{lang|en|fundamental forces}}）。迄今为止观察到的所有关于物质的物理现象，在[[物理學]]中都可借助这四种基本相互作用的机-{制}-得到描述和解释。基本相互作用不僅支配著[[基本粒子]]也支配著[[宇宙]]。

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|-
! 名称 || 相對強度（以强相互作用为准） || 性質（對距離的作用大小） || 作用的範圍（[[米_(單位)|米]]） || 传递相互作用的[[中间玻色子]]
|-
| [[強相互作用]] || 1 || <math>{\sim r}</math> || 10<sup>-15</sup> || [[膠子]]
|-
| [[电磁相互作用]] || 1/137 || <math>\frac{1}{r^2}</math> || 無限大 || [[光子]]
|-
| [[弱相互作用]] || 10<SUP>-13</SUP> || <math> \frac{1}{r} \ e^{-m_{W,Z} \ r}</math> || 10<SUP>-18</SUP> || [[W及Z玻色子]]（W<SUP>±</SUP>,Z<SUP>0</SUP>）
|-
| [[引力相互作用]] || 10<SUP>-39</SUP> || <math>\frac{1}{r^2}</math> || 無限大 || [[重力子]]
|}

[[大统一理论]]認為：強相互作用、弱相互作用和电磁相互作用可以統一成一種相互作用，目前统一[[弱相互作用]]和[[電磁相互作用]]的[[电弱统一理论]]已經獲得[[實驗]]證實。

== 重力相互作用 ==
{{主条目|万有引力}}

重力相互作用，簡稱-{[[重力]]或[[引力]]}-，是四个基本相互作用中最弱的，但是同时又是作用范围最大的（不會如電磁力一般相互抵銷）。但當距離增大，重力相互作用的影響力就會遞減，假設兩物件的相互距離為<math>r</math>，其作用力則可以<math>1/r^2</math>的計算式推論出來。不像其他的相互作用，重力可以广泛地作用于所有的物质。由于其广泛的作用范围，當物质[[质量]]為極大，物质有关的属性以及與物質的帶電量有時可以相對地忽略。

而由于其广泛的作用范围，引力可以解釋一些大范围的天文现象，比如：银河系、[[黑洞]]和[[大爆炸理论|宇宙膨胀]]；以及基本天文现象例如：[[行星]]的[[公转]]；还有一些生活常识例如物体下落、很重的物体好像被固定在地上、人不能跳得太高等。

万有引力是第一种被[[数学理论]]描述的相互作用。在古代，[[亚里士多德]]建立了具有不同质量的物体是以不同的速度下落的理论。到了[[科学革命]]时期，[[伽利略·伽利莱]]用试验推翻了这个理论－如果忽略空气阻力，那么所有的物体都会以相同的速度落向地面。[[艾萨克·牛顿]]据传说看到[[蘋果]]掉落時發現[[地心引力]]，進而引伸出[[万有引力定律]]（1687年），是一个用来描述通常重力行为非常好的近似。在1915年，[[阿尔伯特·爱因斯坦]]完成了[[广义相对论]]，将重力用另一種方式描述－[[时空]][[几何]]，並指出重力是空間與時間彎曲的一種結果。

如今，將广义相对论和[[量子力学]]綜合而成的[[量子引力]]理论，是一個相當活躍的領域。在此理論中，引力被假定為被[[引力子]]所傳遞。引力子仍是[[假想粒子]]，目前还没有被观测到。

尽管广义相对论在非量子力学限制的情况下较精确地描述了引力，且被實驗所證實，但是仍有不少描述万有引力的替代理论，其中被物理學家認真看待的，都會在某種極限下回到廣義相對論，而目前观测工作的焦点就是在哪些極限狀況下广义相对论會有偏差。

力隨著物體質量增加而增加，隨著距離增加而減少：<br> 
<math>f=m1*m2/d^2</math>

== 電弱相互作用 ==
{{主条目|電弱交互作用}}
[[電磁力]]和[[弱相互作用|弱核力]]在日常生活的低能量態下看似大相徑庭，並可用兩種不同的理論所描述，但是在能量超過100[[GeV]]以上時，這兩種作用力就會合成一種電弱力。電弱力對於現代的[[宇宙學]]而言相當重要，特別是在描述[[宇宙]]的演化。在[[大爆炸]]不久之後，溫度大約在10<sup>15</sup>&nbsp;[[Kelvin|K]]以上時，電磁力與弱核力融合成了電弱力。

[[阿卜杜勒·薩拉姆]]、[[謝爾登·格拉肖]]及[[史蒂文·溫伯格]]在1979年因電弱統一理論，得到了[[諾貝爾物理獎]]。<ref>{{Citation|first=Sander |last=Bais |year=2005| title=The Equations. Icons of knowledge| isbn=0-674-01967-9}} p.84</ref><ref>{{cite web|url=http://nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1979/|title=The Nobel Prize in Physics 1979|publisher=The Nobel Foundation|accessdate=2008-12-16|archive-date=2014-07-07|archive-url=https://www.webcitation.org/6Qspj2Qg3?url=http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1979/|dead-url=no}}</ref>
=== 電磁相互作用 ===
{{主条目|电磁相互作用}}
世上大部分物質都具有電磁力，而[[磁]]與[[電]]是電磁力的其中一種表現模式。例如電荷異性相吸、同性相斥的特性是其中之一。電磁力和重力一樣，其作用影響範圍是無限大的。
=== 弱相互作用 ===
{{主条目|弱相互作用}}
弱相互作用，或弱核力，可以說是核能另一種來源，主要是核子產生之天然[[輻射]]，四種相互作用中，弱相互作用只比引力強一點。

== 強相互作用 ==
{{主条目|強相互作用}}
強相互作用又稱為強核力，所有存在[[宇宙]]中的物體都是由[[原子]]構成，而[[原子核]]是由[[中子]]和[[質子]]組成。中子沒有[[電荷]]，而質子則带[[正電荷]]；但需要牽引力把它們結合在一起，而强相互作用就是這種“牽引力”。

== 參見 ==
{{portal|物理學}}
* [[万有理论]]
** [[大统一理论]]
** [[电弱相互作用|電弱統一理論]]
** [[标准模型理论]]
* [[宇宙速度]]
* [[力]]

== 参考资料 ==
{{reflist}}

{{基本力}}

{{Authority control}}
[[Category:基本相互作用]]
[[Category:力學]]
[[Category:核能]]
[[Category:宇宙]]