自然界存在著四種基本作用力，分別是強(qiáng)力，弱力，電磁力和引力。這四大基本作用力都是靠基本粒子來(lái)傳遞的。

具體來(lái)講，強(qiáng)力依靠膠子來(lái)傳遞，弱力依靠中間玻色子傳遞，電磁力依靠光子來(lái)傳遞，而引力依靠引力子傳遞。除了引力子之外，其他三種傳播子都已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)。科學(xué)家一直努力尋找引力子，但一直沒(méi)有找到。

磁鐵產(chǎn)生的磁力就屬于電磁力，它是目前人類研究最透徹的基本力，也是人們?nèi)粘Ｉ钪凶畛Ｒ?jiàn)的力。

除了引力之外，我們?nèi)粘Ｉ钪锌吹降牧Χ际请姶帕?，比如說(shuō)機(jī)械力，彈力，摩擦力，甚至聲波也屬于電磁力的范疇。

電磁力的本質(zhì)是電荷，帶電粒子與電磁場(chǎng)相互作用而產(chǎn)生的力。具體是如何產(chǎn)生的呢？

電磁力是通過(guò)光子來(lái)傳播的，也就是說(shuō)，光子是電磁力的傳播子。不過(guò)這里的“光子”與我們平時(shí)所說(shuō)的“光子”并不一樣，嚴(yán)格來(lái)講是“虛光子”，而不是我們平時(shí)看到的實(shí)光子。虛光子我們是看不到的，也不能直接觀測(cè)到，只能通過(guò)間接的方式確實(shí)它的存在。

那么到底什么是虛光子呢？它是如何產(chǎn)生的，又是如何傳遞電磁力的呢？

需要用量子力學(xué)來(lái)解釋。根據(jù)量子力學(xué)的不確定性，虛光子可以通過(guò)“賒借”能量的方式衍生出來(lái)，只要整個(gè)過(guò)程時(shí)間足夠短，大自然就不反對(duì)這一切的發(fā)生。

因?yàn)闀r(shí)間和能量滿足不確定性原理，兩者的不確定性不能為零，必須不小于一個(gè)常數(shù)。這意味著只要時(shí)間足夠短，就能賒借足夠多的能量，虛光子就是這樣衍生出來(lái)的。

虛光子產(chǎn)生之后，會(huì)傳播一段距離然后瞬間消失，能量越高的虛光子存在時(shí)間越短，傳播距離也就越短。反之，能量越低的虛光子存在時(shí)間越長(zhǎng)，也就能傳得更遠(yuǎn)。

衍生出來(lái)的虛光子并不違反能量守恒定律，滿足不確定性的虛光子會(huì)在瞬間湮滅，從而歸還賒借的能量。

一個(gè)帶電粒子就是通過(guò)這種方式產(chǎn)生虛光子的。當(dāng)虛光子產(chǎn)生之后，就會(huì)被附近的其他帶電粒子吸收，這就相當(dāng)于其他帶電粒子償還了第一個(gè)帶電粒子“賒借”的能量，相當(dāng)于能量的轉(zhuǎn)移，而不是無(wú)中生有。

在這個(gè)過(guò)程中，就會(huì)產(chǎn)生電磁力。由此來(lái)看，電磁力的傳遞需要借助虛光子，并不是我們看到的實(shí)體光子，不然的話，就違反了能量守恒定律。

量子力學(xué)的不確定性原理就會(huì)避免這種情況發(fā)生，不會(huì)違反能量守恒定律。前提是衍生出來(lái)的虛光子能在足夠短的時(shí)間被吸收，由于這個(gè)過(guò)程非常短，所以我們并不能探測(cè)到虛光子的存在，因此它們也被稱為“虛光子”，好像虛無(wú)縹緲的幽靈一樣，若隱若現(xiàn)。

既然探測(cè)不到，我們?cè)撊绾未_定這種虛光子的存在呢，著名的卡西米爾效應(yīng)就能確定。根據(jù)量子場(chǎng)論，衍生出來(lái)的虛光子其實(shí)就是量子漲落，會(huì)衍生出正反兩個(gè)虛粒子對(duì)，在兩個(gè)靠得非常近的金屬板之間的量子漲落密度比較低，所以兩塊金屬板會(huì)產(chǎn)生引力。

與引力一樣，電磁力也屬于長(zhǎng)程力，理論上作用距離無(wú)限遠(yuǎn)，電磁力大小與距離成反比。引力和電磁力都屬于宏觀基本力，而強(qiáng)力和弱力屬于微觀作用力，都體現(xiàn)在微觀世界。

從基本作用力的大小來(lái)講，電磁力是第二強(qiáng)的力，僅次于強(qiáng)力。最弱的力是引力，而弱力排行第三。

打個(gè)比方，如果強(qiáng)力的大小為1，那么電磁力約為137分之一，弱力更小，只有10的負(fù)13次方。而最小的引力只有10的-39次方！

你可能會(huì)有疑問(wèn)：引力怎么會(huì)比電磁力弱這么多呢？引力甚至能把地球穩(wěn)穩(wěn)地束縛在固定的軌道上，怎么會(huì)是最弱的力呢？

舉個(gè)例子就明白了，我們可以非常輕松地舉起一歲大的嬰兒，但你知道嗎？你向上托舉嬰兒的過(guò)程，其實(shí)是在對(duì)抗整個(gè)地球?qū)雰旱囊ΑＲ簿褪钦f(shuō)，我們一個(gè)人的力量就足以對(duì)抗整個(gè)地球?qū)雰旱囊?，這下能看出引力有多弱了吧？

相比之下，我們要把兩塊吸在一起的磁鐵分開(kāi)，還是要用一定力氣的，一塊小小的磁鐵就能產(chǎn)生如此大的電磁力，這也說(shuō)明了引力在電磁力面前完全就是小巫見(jiàn)大巫！