在现代科学开展过程中，物理学家总是在寻觅愈加普适物理规则，比方牛顿经过调查发现了万有引力，并推算出万有引力核算公式为F=GMm/R^2(G为万有引力常数)，后来爱因斯坦发现牛顿的万有引力公式核算的并不精确，且牛顿以为引力是一种超距效果。在爱因斯坦看来，这显然是无法解说引力究竟是怎么样产生并在如此长程下起效果的，所以他推出了新的引力解说——广义相对论。

  在1905年之前，爱因斯坦仍是一位名不见经传的专利局小公务员， 时刻来到1905这一年，不知道是爱因斯坦厚积薄发，仍是创意喷涌，爱因斯坦在这一年接连宣布了几篇诺奖等级的论文，这一年便是被称之为爱因斯坦“奇观年”。其间一篇是具有划时代含义的狭义相对论。

  爱因斯坦在所有惯性系之间都满意相对性原理以及预言光速永久不变这两个条件下经过数学推导得出了狭义相对论。从狭义相对论的框架下，时刻与空间是一体的，构成为一个时空（闵可夫斯基四维时空）有必要一致考虑。浅显的说，相同产生一个事情，关于不同的人来说产生的时刻可能是不同的。但是狭义相对论有一个丧命的缺席便是只遵守惯性系，而不遵守非惯性系。

  那么惯性系与非惯性系的差异究竟是什么呢？举一个实践的比如，请看下图所示：在一个关闭的小车有一个物体m，物体与车厢触摸润滑，也便是说疏忽摩擦力的效果，小车的加速度为a，但是不管小车为运动状况是什么，物体m总是坚持停止或许匀速直线运动，那么咱们就说车厢内是一个惯性参阅系，反之，m却以a加速度加速运动，那么此刻的参阅系为非惯性参阅系。

  1.假如一个参阅系中，自在物体相对参阅系坚持停止或坚持匀速直线运动状况，那么这个参阅系便是惯性系，牛顿定律树立。

  2.反之，假如在一个参阅系中，自在物体坚持定加速度运动或许变加速度运动，这个参阅系便对错惯性系，牛顿运动定律不树立。

  咱们知道，真实的惯性系在实际中很难存在，大多的惯性系都是假定树立的。因此在狭义相对论宣布之后，爱因斯坦以为狭义相对论只满意在惯性系条件下，而无法推行非惯性系。经过10年的潜心研究，在1915年，爱因斯坦总算宣布他的广义相对论理论。

  相同的广义相对论仍然在时空上做文章，广义相对论是关于引力的描绘是物质的存在会使时空违背，构成曲折，物质散布决议时空曲率，时空曲率反过来限制物质的运动轨道。其数学表现方法为数学家黎曼提出的黎曼几许。黎曼几许对错欧几许的一种，能够说黎曼几许为广义相对论的构成供给了重要的数学根底。

  除引力外，在生活中常见的别的一种根本效果力，便是电磁力。说到电磁力，咱们第一步想到的是电能够驱动电机旋转，吸铁石能够吸附铁屑，电机的定子与铁屑都受到了力的效果。

  1785年，法国物理学家库伦发现在真空中两个停止点电荷之间的彼此效果力与间隔平方成反比，与电量乘积成正比，且两者的受力方向能够总结为同性电荷相斥，异性电荷相吸且沿着两者的连线上。能够用F=K（Qq/r^2）（K为静电力常量）来定量的核算受力的巨细。

  起先，电和磁看起来一点点没有联系，奥斯特发现了通电导线外能够导致小磁针的旋转，之后若干年法拉第超卓的科学直觉使得他以为电与磁好像存在某种奇妙的联系，法拉第最超卓的才能便是动手做试验，经过一次无意的行为，法拉第总算发现了磁铁在穿过通电线圈后能够点亮灯泡的现象而提出了电磁感应现象。后来麦克斯韦在总结前人的研究成果上，总算一致了电与磁，并给出了人类历史上最完美的方程组——麦克斯韦方程组，麦克斯韦也一跃成为电磁学的集大成者。

  起先麦克斯韦方程组是由20余个方程组成，但是由于与经典力学的抵触，麦克斯韦的理论一向未受到满足的注重，麦克斯韦为了推行自己的理论，最终因积劳成疾而逝世。除此之外，再加上数学开展的限制，麦克斯韦最终没能给出简化版别的麦克斯韦方程组。

  1884年，奥利弗·赫维赛德和约西亚·吉布斯以矢量剖析的方法从头表达，才有了咱们课本上只要四个方程的麦克斯韦方程组！从麦克斯韦方程组能够精确的看出，麦克斯韦运用场的概念，经过空间某区域的电磁场量(D、E、B、H)和场源(电荷q、电流I)之间的联系来反映特定电场的性质，总结了磁场的性质，电场的性质，电生磁的性质，磁生电的性质。

  自麦克斯韦一致了电与磁之后，电磁力被看作是一种根本效果力，其所有的定量核算都能够被麦克斯韦方程组所包括，与其他超前的科学理论不同，麦克斯韦方程组自宣布以来，对人类社会的实践生活奉献巨大。

  1915年11月，数学家希尔伯特看到了黎曼几许在广义相对论上成功的应用后，给爱因斯坦写了一封信，他在信中写道：“在数学上普适的麦克斯韦方程组能够看作引力场方程的延伸，引力与电磁力其实是一种力”。爱因斯坦在看到了这封信后回信道：“你的来信给了我极大的希望，我一向想在引力与电磁力之间树立一座桥梁。”

  从1922年开端，受到了他的先贤麦克斯韦一致了电、磁、光的启示，爱因斯坦企图经过树立一种一致的理论来描绘引力与电磁力，但是令人遗憾的是直到他1955年逝世也未能构成打破。爱因斯坦一直在像广义相对论相同运用一种几许的方法来一致电磁力与引力，他将黎曼几许四维时空与电磁场放在一同发明了五维时空思维，但是每一次看似成功后，爱因斯坦都会发现有悖于常理的不同。

  在爱因斯坦企图构建引力与电磁力的一致时，物理学家又连续发现了原子核内强彼此效果力与弱彼此效果力，人们总算在一致其他的根本力上取得了新的打破。从20世纪50年代开端，美国物理学格拉肖家受到了杨振宁与李政道的宇称不守恒理论的启示，猜测了电磁力与弱彼此效果力是同一种力的不同表现方法。跟着量子力学的开展，物理学家以为传递力的效果是经过一种矢量玻色子完结的，而光子用来传递电磁力，W-、W+、Z0传递弱力。这在1983年的欧洲核子研究中心超级质子同步加速器第一次得到了证明。

  物理学开展到今日，人类现已找到了电磁力、强彼此效果力、弱彼此效果力这三种效果力的效果机理。并编制了一致的理论来描绘，这个理论叫做规范模型，但是关于引力仍然没有被归入到这一体系中来。

  但是科学家好像找到了一种途径，那是经过量子场论的方法来解说，由于在规范模型中每一种根本力都会有一种前言粒子。关于引力，物理学家们现已提出会有一种引力子起到传递引力的前言粒子，但是到目前为止，引力子还未曾发现。