第一種力是引力。
這種力是萬有引力，也就是說，每一粒子都因它的質(zhì)量或能量而感受到引力。引力比其他三種力都弱得多。它是如此之弱，以致于若不是它具有兩個特別的性質(zhì)，我們根本就不可能注意到它。這就是，它會作用到非常大的距離去，并且總是吸引的。這表明，在像地球和太陽這樣兩個巨大的物體中，所有的粒子之間的非常弱的引力能迭加起來而產(chǎn)生相當(dāng)大的力量。另外三種力或者由于是短程的，或者時而吸引時而排斥，所以它們傾向于互相抵消。以量子力學(xué)的方法來研究引力場，人們把兩個物質(zhì)粒子之間的引力描述成由稱作引力子的自旋為2的粒子所攜帶。它自身沒有質(zhì)量，所以所攜帶的力是長程的。太陽和地球之間的引力可以歸結(jié)為構(gòu)成這兩個物體的粒子之間的引力子交換。雖然所交換的粒子是虛的，它們確實產(chǎn)生了可測量的效應(yīng)--它們使地球繞著太陽公轉(zhuǎn)!實引力構(gòu)成了經(jīng)典物理學(xué)家稱之為引力波的東西，它是如此之弱--并且要探測到它是如此之困難，以致于還從來未被觀測到過。第二種力是電磁力。它作用于帶電荷的粒子(例如電子和夸克)之間，但不和不帶電荷的粒子(例如引力子)相互作用。它比引力強得多:兩個電子之間的電磁力比引力大約大100億億億億億(在1后面有42個0)倍。然而，共有兩種電荷--正電荷和負(fù)電荷。同種電荷之間的力是互相排斥的，而異種電荷則互相吸引。一個大的物體，譬如地球或太陽，包含了幾乎等量的正電荷和負(fù)電荷。由于單獨粒子之間的吸引力和排斥力幾乎全抵消了，因此兩個物體之間純粹的電磁力非常小。第三種力稱為弱相互作用力。它制約著放射性現(xiàn)象，并只作用于自旋為1/2的物質(zhì)粒子，而對諸如光子、引力子等自旋為0、1或2的粒子不起作用。直到1967年倫敦帝國學(xué)院的阿伯達斯·薩拉姆和哈佛的史蒂芬·溫伯格提出了弱相互作用和電磁作用的統(tǒng)一理論后，弱作用才被很好地理解。此舉在物理學(xué)界所引起的震動，可與100年前馬克斯韋統(tǒng)一了電學(xué)和磁學(xué)并駕齊驅(qū)。溫伯格--薩拉姆理論認(rèn)為，除了光子，還存在其他3個自旋為1的被統(tǒng)稱作重矢量玻色子的粒子，它們攜帶弱相互作用力。第四種力是強相互作用力。它將質(zhì)子和中子中的夸克束縛在一起，并將原子中的質(zhì)子和中子束縛在一起。一般認(rèn)為，稱為膠子的另一種自旋為1的粒子攜帶強相互作用力。它只能與自身以及與夸克相互作用。強相互作用力具有一種稱為禁閉的古怪性質(zhì):它總是把粒子束縛成不帶顏色的結(jié)合體。
