爱因斯坦为什么不统一引力和电磁力？
牛顿
爱因斯坦对引力的描述
1905之前，爱因斯坦还是专利局一个名不见经传的公务员。说到1905，不知道爱因斯坦是积累了很多钱，还是受到了启发。爱因斯坦在这一年发表了几篇诺贝尔奖级别的论文，被称为爱因斯坦的“奇迹年”。其中之一就是划时代的狭义相对论。
[人名]阿尔伯特·爱因斯坦(犹太裔理论物理学家)
爱因斯坦是在所有惯性系都满足相对论原理，并预言光速永远不变的条件下，通过数学推导得出狭义相对论的。从狭义相对论的框架来看，时间和空间是一体的，必须统一考虑一个时空(闵可夫斯基的四维时空)的形成。一般来说，同一事件可能在不同的时间发生在不同的人身上。但是狭义相对论有一个致命的缺失，就是只服从惯性系，不服从非惯性系。
惯性系和非惯性系
那么惯性系和非惯性系有什么区别呢？举一个实际的例子，请看下图:在一个封闭的汽车里，有一个物体M，它与汽车是平滑接触的，也就是说，忽略摩擦力的影响，汽车的加速度是A，但是无论汽车的运动状态是什么，物体M总是保持静止或者匀速直线运动，那么我们说汽车是一个惯性参考系， 而反之，M以A的加速度加速，所以此时的参考系是非惯性参考系。
总而言之:
1.如果在一个参考系中，一个自由物体相对于参考系保持静止或保持匀速直线运动，那么这个参考系就是惯性系，牛顿定律成立。
2.另一方面，如果一个自由物体在一个参考系中保持恒加速度或变加速度运动，这个参考系是非惯性系，牛顿运动定律不成立。
惯性系和非惯性系的区别
我们知道，真正的惯性系在现实中是很难存在的，大部分惯性系都是假设的。因此，在狭义相对论发表后，爱因斯坦认为狭义相对论只在惯性系条件下满足，而不能推广到非惯性系。经过10年的潜心研究，爱因斯坦终于在1915年发表了他的广义相对论。
爱因斯坦的时空统一
同样的广义相对论还在时间和空间上做文章。广义相对论描述的引力是物质的存在会使时间和空间发生偏离，引起弯曲。物质的分布决定了时空的曲率和时空的曲率，反过来又制约了物质的轨迹。它的数学表达式是数学家黎曼提出的黎曼几何。黎曼几何是一种非欧几何。可以说，黎曼几何为广义相对论的形成提供了重要的数学基础。
太阳的质量导致时空弯曲。
麦克斯韦电磁方程的解释
除了重力，生活中普遍存在的另一种基本力是电磁力。说到电磁力，我们首先想到的是电可以带动电机转动，磁铁可以吸附铁屑，电机的定子和铁屑都受力。
电磁力
1785年，法国物理学家库仑发现，真空中两个静止点的电荷之间的相互作用力与距离的平方成反比，与电量的乘积成正比，两点的作用力方向可以概括为同性电荷相斥异性电荷相吸，并沿着它们之间的直线。F = k (QQ/R 2) (k是静电力常数)可以用来定量计算力。
库仑定律
起初，电和磁似乎没有任何关系。奥斯特发现通电导线的外部可以导致小磁针的旋转。几年后，法拉第卓越的科学直觉让他认为电和磁之间似乎存在某种微妙的关系。法拉第最擅长的就是做实验。经过一次无意的行为，法拉第终于发现了磁铁通过通电线圈后可以点亮灯泡的现象，提出了电磁感应现象。后来，麦克斯韦在总结前人研究成果的基础上，终于统一了电和磁，给出了人类历史上最完美的方程组——麦克斯韦方程组，麦克斯韦也成为了电磁学的集大成者。
法拉第
起初，麦克斯韦方程组由20多个方程组成，但由于与经典力学的冲突，麦克斯韦理论一直没有得到足够的重视。麦克斯韦为了推广他的理论，死于过度劳累。此外，再加上数学发展的局限性，麦克斯韦最终没能给出麦克斯韦方程组的简化版本。
麦克斯韦
1884年，奥利弗·亥维赛和Josiah Gibbs用向量分析的形式重新表述，我们课本上只有四个方程的麦克斯韦方程组就这样产生了！从麦克斯韦方程组可以看出，麦克斯韦利用场的概念，通过空间某一区域的电磁场(D，E，B，H)与场源(电荷Q，电流I)的关系来反映特定电场的性质，概括出磁场、电场、电磁、电磁的性质。
麦克斯韦方程组
从麦克斯韦统一电和磁开始，电磁力就被视为一种基本力，其所有的定量计算都可以被麦克斯韦方程组所涵盖。与其他先进的科学理论不同，麦克斯韦方程组自发表以来，对人类社会的现实生活做出了巨大贡献。
爱因斯坦着手统一重力和电磁力。
1915438+01年6月，数学家希尔伯特在看到黎曼几何在广义相对论中的成功应用后，给爱因斯坦写了一封信，信中写道:“数学上普适的麦克斯韦方程组可以看作是引力场方程的推广，引力和电磁力实际上是一种力”。爱因斯坦看完这封信后回信说:“你的信给了我很大的期望。我一直想在重力和电磁力之间搭建一座桥梁。”
电磁力和重力
从1922开始，爱因斯坦在他的圣人麦克斯韦的电、磁、光统一理论的启发下，试图通过建立统一的理论来描述引力和电磁力，但遗憾的是，直到1955年去世，他都未能取得突破。爱因斯坦一直像广义相对论一样用几何的方式统一电磁力和引力。他把黎曼几何四维时空和电磁场放在一起，创造了五维时空思想，但每次看似成功，爱因斯坦都会发现有违常识的区别。
五维时空
当爱因斯坦试图构造引力和电磁力的统一时，物理学家们相继发现了原子核中的强相互作用力和弱相互作用力，人们终于在统一其他基本力方面有了新的突破。自20世纪50年代以来，美国物理学家格拉肖受杨振宁和李政道宇称不守恒理论的启发，预言电磁力和弱相互作用力是同一种力的不同表现形式。随着量子力学的发展，物理学家认为传递力的功能是由一个矢量玻色子来完成的，而光子用来传递电磁力，W-、W+和Z0传递弱力。这在1983的CERN超级质子同步加速器上首次得到了证实。
电磁力和弱力的统一也找到了新的途径，通过量子力学——量子场论。
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物理学发展到今天，人类已经发现了电磁力、强相互作用力和弱相互作用力的机理。并且编制了一个统一的理论来描述它，这个理论被称为标准模型，但是引力还没有被纳入这个体系。
但科学家似乎找到了用量子场论来解释的方法，因为在标准模型中，每一个基本力都会有一个介质粒子。对于引力，物理学家提出会有引力子作为媒介粒子来传递引力，但到目前为止，还没有发现引力子。