儘管地球上的大象比螞蟻重很多，一個星系看上去比一個原子大很多，但是一些物理學家開始懷疑，物質的長度和質量的差異不過是一場幻覺。他們認為，描述宇宙最為基本的理論是不含“長度”和“質量”這些概念的。大自然的本質裡沒有什麼長度和質量。
標準模型的麻煩
今天的物理學家一般都認為，基本粒子的質量都來源於希格斯粒子。希格斯粒子是50多年前由英國物理學家彼得·希格斯和他的同事提出的，認為其他基本粒子，例如電子、傳遞弱相互作用的粒子、夸克等，可以通過與希格斯粒子的相互作用賦予質量。而希格斯粒子是由希格斯場的振盪產生的。最終在2012年，位於日內瓦的大型強子對撞機發現了這個粒子。
不過，物理學家發現，根據標準模型來計算，希格斯粒子與其他粒子相互作用時，自身的質量很容易變得越來越大，同時還反過來使得其他粒子的質量變大。通俗地說，這種量子效應試圖使得所有的粒子都變得平等起來，而最終它們將具有同樣的質量。
麻煩的事情還不止這些。物理學家還推測，宇宙中存在一個所謂的“普朗克質量”，約為質子質量的1千億億倍一一10的負5克，大約相當於一粒灰塵的質量，這是粒子質量的最大上限(如果再大，引力就會使得粒子變成一個黑洞)。而希格斯粒子與其他粒子的相互作用，就會使得所有粒子逐漸接近普朗克質量。
但事實上，這種事情根本沒有發生。相反，大自然中好像有一種未知的原因，阻止了輕量級的標準模型粒子變成具有普朗克質量的粒子。
標準模型面對這個問題無能為力，於是有些科學家就想到，對於那些描述已知粒子及其相互作用的方程，如果把長度和質量想辦法去掉的話，會發生什麼?
尺度對稱的破壞
這種有點瘋狂的想法，是基於尺度對稱這種原理。尺度對稱指的是，一個物體的一些物理量，例如長度、能量等增大或減小後，它的性質仍保持不變。在我們日常生活中大多數事物是不遵守尺度對稱的，不過有個很著名的例子是遵守的，它就是分形圖像。例如海岸線就是分形的，怎麼放大和縮小都具有同樣的性質。
一些物理學家認為，大自然的最底層，是不區分尺度的。根據尺度對稱，物理學家建立了描述一群無質量的粒子的基本方程，每一個粒子只有少量的特性，即它是粒子還是反粒子，具有正電荷還是負電荷等等。這些粒子由於相互吸引和排斥，會自發地產生類似多米諾骨牌的連鎖效應，尺度對稱就會被破壞，尺度就會變得有意義起來，而質量就會“長出來”。
事實上，宇宙中99%的質量都是通過這種效應產生的。我們知道，質子和中子是由三個夸克構成的，而把它們束縛在一起的能量形成了很大的束縛質量，這種質量相當於每個單獨夸克質量之和的100倍左右。不過，根據前面所說的，有一些質量是通過與希格斯粒子的作用而產生的。而物理學家認為，這不是根本原因。它應該可以由更為基本的原因來解釋，那就是尺度對稱的破壞。也就是說，物理學家認為所有粒子的質量一一包括希格斯粒子一一都應該可以由尺度對稱的自發性破缺而引起。
這樣的理論靠譜嗎?
來自意大利比薩大學的物理學家創造了一個“無尺度引力”的理論，這個理論把所有尺度下的物理定律都編織在一幅圖景中，這個理論可能是目前有關尺度對稱最為完善的理論。在這裡，希格斯粒子的質量和普朗克質量是由不同的機制產生的，所以希格斯粒子的質量並不能增長。另外，有意思的是，無尺度引力還可以解釋宇宙為什麼最初會發生暴脹。根據這一理論，宇宙大爆炸之後，尺度對稱的破壞將會造成空間指數級的膨脹，進而引發暴脹。
然而，這個理論卻有著一個致命的缺陷:它需要一些幽靈一樣的粒子性實體的存在。這種幽靈要麼具有負能量，要麼具有負概率，這都與量子力學衝突。這些物理學家認為，如果這些幽靈與其他的粒子不發生任何作用的話，那麼這個理論才可行。儘管還沒完美地修補這個缺陷，不過他們認為這並不是什麼難事。
與此同時，其他的研究小組也提出了其他不同的有關尺度對稱的理論。那麼究竟這樣的理論靠譜嗎?好在這樣的理論都預言了一些標準模型之外的新粒子，也許過不了多久大型強子對撞機就可以檢測它們是否存在。
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