引力為什么這么弱？

每個人都曾思考過這樣的問題：我們為什么在地球上？我們的答案是：因為有引力。如果沒有它，我們都會飄浮在太空中，而整個宇宙也會變成一團漆黑且充滿塵埃和氣體的龐大混沌體，沒有行星，沒有恒星，沒有奇特的熱帶水果，沒有星系，也不會有你們這些愛看趣味物理學讀物的帥哥美女。引力的存在如此廣泛，但它的力道非常弱。

引力有多弱呢？粗略地說，對于其他三種基本作用力，它的強度大約是1/1036倍。為了更直觀地感受這個差距，你可以回想自己在一年級的時候是如何學習“分數”這個概念的。你把1個木瓜等分成4份，那么每份就是1/4個木瓜，這很容易。那如果把它等分成1036份，那么每份……要比單個木瓜分子更小。事實上，你可能要切200萬個木瓜才能成功地得到單個木瓜分子。

做個小實驗你就知道引力到底有多弱了。你不需要在地下室搭建粒子加速器，隨便找一塊磁鐵從上方吸住一枚鐵釘即可。鐵釘被整個地球的引力向下拽，但一塊小小的磁鐵產生的磁力足以讓鐵釘保持懸浮，而不至于掉到地上。一塊小磁鐵就可以抗衡整個行星，可見磁力比引力強大得多得多。

此時此刻，你大概會覺得奇怪：既然引力這么弱，為什么它在我們的宇宙中如此重要？難道它不應該被其他的力徹底碾壓嗎？它難道不應該像龍卷風中的一個噴嚏一樣，毫無存在感嗎？它怎么會讓行星繞著恒星轉圈，讓我們無法像超人那樣在空中飛來飛去？既然其他形式的力如此強勁，它們為什么沒有輕易消除引力的作用，在宇宙中徹底抹掉它？

答案是，在超大尺度、超大質量的情況下，引力會變得非常重要。強核力和弱核力都是短程力，一般只在亞原子尺度上起作用。電磁力的強度遠超引力，卻不能成為主宰恒星和星系運動的作用力，因為引力有一項有趣的屬性：引力是單向作用力，只會使物體相互吸引，而不會使它們分開。這里的原因很簡單：引力的大小和物體的質量成正比，而質量不能是負的。與之相反，電磁力涉及兩種類型的電荷（正電荷與負電荷），而弱核力和弱核力也涉及類似的屬性，它們是超荷和色荷，同樣具有多重數值。

引力也差不多，但又不完全相同。你可以把質量當作粒子的引力荷（gravity charge），它決定了該粒子會受到多強的引力。但質量不可能取負值，所以引力不會使粒子相互排斥。

這一點非常重要，因為這意味著引力是不能互相抵消的。在大尺度上，電磁力可以相互抵消。如果太陽基本只帶正電荷，而地球基本只帶負電荷，那它們之間的引力會大得驚人。如果這是真的，我們的行星早就被拽進太陽里了。

然而，地球所帶正電荷與負電荷的數量基本各占一半，太陽差不多也是這樣，所以它們之間的電磁力幾乎可以忽略掉。地球的正電荷吸引太陽的負電荷，同時排斥太陽的正電荷；地球的負電荷吸引太陽的正電荷，同時排斥太陽的負電荷。總體算下來，所有的電磁力互相抵消。

這并不是什么巧合。在強大的電磁力作用下，電荷會被反復調整，直到所有殘余的不平衡都消失。在宇宙早期（那時它很年輕，只有40萬歲，那是沒有木瓜的時代）這個過程就基本完成了，幾乎所有的物質都以中性的形態存在，電磁力也達到平衡。

既然太陽和地球間的電磁力總體為零，而且弱核力和強核力在遠距離上也沒什么效果，那剩下的就只有引力了。這就是引力在行星和星系尺度上成為主導的原因：其他的作用力都達到了平衡態。這就好比在宴會上，其他人都結伴回家，只剩下引力孤零零地站在那里，盡管它有的是吸引力。因為引力只有吸引力，它不會自我抵消。

總之，引力有兩個人們至今還無法解釋的有趣特性：（1）和其他幾種基本作用力比起來，它很弱，這就好比在戰場上，其他人都拿著《星球大戰》里的光劍，而引力卻拿著一把牙刷；（2）其他的作用力會根據物體的屬性吸引或者排斥它們，只有引力不管三七二十一，統統表現為吸引。為什么它這么特別？我們不知道。