爱因斯坦晚年致力于探索大统一理论，但直到他生命结束，也未在此领域取得重大突破。
从今天的科学角度来看，爱因斯坦未能成功的根本原因在于其研究方向有偏差。
在我之前的物理学乌云系列文章中提到，解决这些「乌云」问题的核心在于实现物理学的统一，直至形成一个包罗万象的理论。
这种统一实际上涉及到了四种基本作用力的统一。
在这四种力中，强作用力和弱作用力是最后被发现的，也是相对不那么熟悉的两种力。
百年前，我们认为自然界主要受到引力和电磁力的支配，因为这两种力的影响范围几乎是无限的，在宏观世界中非常容易观测到。
在爱因斯坦的晚年，尽管弱作用力已被发现，但它尚未被学界广泛接受。
那时的大统一理论主要聚焦于引力与电磁力的统一。弱作用力尚未广为人知，而强作用力还未被发现。
如今讨论的大统一理论是尝试将电磁力、弱力和强力统一在一个理论框架内。
这并不是对爱因斯坦时代理论的延伸，而是一种全新的理论探索。
如今爱因斯坦的大统一理论已被淘汰，主要是因为引力非常难以与其他力统一，通常认为应该最后考虑统一引力。正确的方法是先统一电磁力与弱力，然后是强力，最后再考虑引力。
这种方法之所以得到普遍认可，是因为电弱理论的成功和大爆炸理论的推论所支持。
理论上，如果我们将物质加热，它会分解成气态的分子和原子。
如果温度继续上升，原子会分解为电子、中子和质子。温度进一步升高，则中子和质子会分解为夸克和中微子这样的基本粒子。
若温度达到普朗克温度，则所有基本粒子会融合成一个整体，此时四种基本相互作用力也会合而为一。
在量子力学中，保证物理规律有效的最小时间尺度不低于普朗克时间，大约为10^-43秒，即任何低于普朗克时间的变化都没有物理意义。因此，在物理理论中，时间的最小刻度是普朗克时间，空间的最小尺度是普朗克长度。
大爆炸理论预测，宇宙中的所有粒子和作用力都起源于宇宙初始的奇点。
在宇宙大爆炸的最初瞬间，即第一个普朗克时间内，宇宙的温度达到了普朗克温度，所有力和物质都是一体的。
当宇宙年龄超过第一个普朗克时间后，温度降至10^31摄氏度，时间为10^-35秒，物理法则开始生效，此时引力率先从其他三种力中分离出来。
当时间到达10^-32秒，温度降至10^26摄氏度，强力开始独立出来。
当时间到达10^-12秒，温度降至10^15摄氏度，能量达到100Gev时，弱力和电磁力分离。至此，四大基本作用力彻底独立。
宇宙大爆炸后，随着温度的逐渐降低，引力、强力、弱力和电磁力相继分离。
逆向推理，我们可以通过在粒子对撞机中提高粒子碰撞的能量和温度来观察到电磁力首先与弱力合并，随后与强力合并，最终与引力合并。
然而，目前的实验条件只能够观察到弱力和电磁力的合并，还无法达到合并强力和引力的条件。
因此，目前我们只能实现弱力和电磁力的统一，即电弱理论。
未来，电弱理论将尝试与强力统一，最终实现大统一理论。
但要实现引力的统一，需要接近普朗克温度的人工温度，这在实验上几乎是不可能实现的。因此，统一引力的理论需要避开这种难以实现的实验条件，寻找新的方式来尝试统一引力，如量子引力理论和超弦理论。
因此，引力是最复杂也最应后期考虑统一的力。
爱因斯坦的大统一尝试直接将电磁力与引力结合，这种方法本身就有错误。
接下来我们再来看看四大基本作用力的作用范围。
我之前已经多次强调过，力的作用是通过不断交换传播子来实现的，没有传播子，力就无法发生作用，尤其是引力。
电磁力的传播子是光子，其静止质量为0。
强力的传播子是胶子，其静止质量也为0。
引力的理论传播子是引力子，其静止质量同样为0。
弱力的传播子是W玻色子和Z玻色子。
W玻色子的静止质量为80.399 ± 0.023 GeV，而Z玻色子的静止质量为91.1876 ± 0.0021 GeV。
根据不确定性原理的公式，传播子的存在时间Δt与其质量M成反比。
由于光子、引力子和胶子的静止质量为0，它们的存在时间趋近于无限长，因此电磁力和引力的作用范围可以趋近无限远。
而由于W和Z玻色子具有较大的静止质量，它们的存在时间极短，由此可推算出W和Z玻色子的作用范围在10^-18米左右，大约是一个质子宽度的千分之一。
从理论上来看，胶子虽然质量为0，其代表的强力作用范围理应无限远，但实际上强力的作用范围局限于原子核内。
这主要是由于胶子与夸克相连形成的强力包含了夸克禁闭效应。
因此，胶子很难脱离夸克。但只要能量足够大，胶子还是可以从夸克中释放出来。
一旦胶子脱离夸克，其释放的能量会形成正—反夸克对，即介子，介子实际上是游离在质子和中子之间的残余强力，也就是核力。核力负责维持原子核的稳定。
质子带正电，如果没有核力的存在，质子之间会在电磁力的作用下相互排斥，正是因为核力强于电磁力，质子才能聚合在一起形成稳定的原子核。
在四种基本作用力中，其传播子的静止质量为0，传播子的寿命趋近无限长，且传播速度达到光速。
光子以光速传播电磁力，引力子以光速传播引力（尚待证实），胶子以光速在夸克之间传播强力。
由于夸克禁闭效应，胶子无法脱离夸克，因此强力被局限在原子核内。
而W和Z玻色子由于具有静止质量，其寿命极短，因此弱力也被局限在原子核内。
而光子和引力子没有这样的限制，可以轻松突破微观世界的界限，达到宏观世界。
因此，在宏观世界，大多数物理现象都是由引力和电磁力主导的。
强力和弱力之所以被晚发现，是因为它们的作用范围仅限于原子核内，在人类发现原子核并完善量子力学之后，这两种力才被逐渐理解。
在爱因斯坦还活着的时候，量子力学正在发展阶段，因此那时的大统一理论未能涵盖强力和弱力，这也注定了爱因斯坦的大统一理论难以成功。
