方面，如果携带力
粒子质量为零，力就是长程
。在物质粒子之间交换携带力粒子称为虚粒子，因为它们不像“实”粒子那样可以用粒子探测器检测到。但
们知道它们存在，因为它们具有可测量效应，即它们引起物质粒子之间力，并且自旋为0、1或2粒子在某些情况下作为实粒子而存在，这时它们可以被直接探测到。对们而言，此刻它们就呈现出为经典物理学家所说波动形式，例如光波和引力波；当物质粒子以交换携带力虚粒子形式而相互作用时，它们有时就可以被发射出来。（例如，两个电子之间电排斥力是由于交换虚光子所致，这些虚光子永远不可能被检测出来；但是如果
个电子穿过另个电子，则可以放出实光子，它以光波形式为们所探测到。）
携带力粒子按照其携带力强度以及与其相互作用粒子可以分成四种。必须强调指出，将力划分成四种是种人为方法；它仅仅是为便于建立部分理论，而并不别具深意。大部分物理学家希望最终找到个统理论，该理论将四种力解释为个单独力不同方面。确实，许多人认为这是当代物理学首要目标。最近，将四种力中三种统起来已经有成功端倪——将在这章描述这些内容。而关于统余下另种力即引力问题将留到以后再讨论。
第种力是引力，这种力是万有，也就是说，每粒子都因它质量或能量而感受到引力。引力比其他三种力都弱得多。它是如此之弱，以致于若不是它具有两个特别性质，们根本就不可能注意到它。这就是，它会作用到非常大距离去，并且总是吸引。这表明，在像地球和太阳这样两个巨大物体中，所有粒子之间非常弱引力能迭加起来而产生相当大力量。另外三种力或者由于是短程，或者时而吸引时而排斥，所以它们倾向于互相抵消。以量子力学方法来研究引力场，人们把两个物质粒子之间引力描述成由称作引力子自旋为2粒子所携带。它自身没有质量，所以所携带力是长程。太阳和地球之间引力可以归结为构成这两个物体粒子之间引力子交换。虽然所交换粒子是虚，它们确实产生可测量效应——它们使地球绕着太阳公转！实引力构成经典物理学家称之为引力波东西，它是如此之弱——并且要探测到它是如此之困难，以致于还从来未被观测到过。
另种力是电磁力。它作用于带电荷粒子（例如电子和夸克）之间，但不和不带电荷粒子（例如引力子）相互作用。它比引力强得多：两个电子之间电磁力比引力大约大100亿亿亿亿亿（在1后面有42个0）倍。然而，共有两种电荷——正电荷和负电荷。同种电荷之间力是互相排斥，而异种电荷则互相吸引。个大物体，譬如地球或太阳，包含几乎等量正电荷和负电荷。由于单独粒子之间吸引力和排斥力几乎全抵消，因此两个物体之间纯粹电磁力非常小。然而，电磁力在原子和分子小尺度下起主要作用。在带负电电子和带正电核中质子之间电磁力使得电子绕着原子核作公转，正如同引力使得地球
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