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扩展猫粮
在 的故事里，我们谈到了力的大家族里的四位成员：引力、电磁力、强力和弱力，这四种力对这个世界来说都是很重要的。引力维持了宇宙中星球的运转；（详情请看放屁少女的猫粮哦）电磁力能将分子聚拢成物质，如果没有它我们的身体都会四分五裂。
今天我们的内容中会出现四大力家族另一个重要成员——“强力”。强力是个非常重要的力，因为它解释了一件事情：宇宙万物绝大部分的“质量”，是怎么来的。
当我们在谈论体重时我们在谈论什么？
你可能反思过，为什么短短两年你的体重从 60 公斤变成了 80 公斤。但是你肯定没有想过，为什么人会有体重这个东西？废话，每个东西都有质量啊，这不是天经地义吗？
但实际上，在物理学家眼里，“质量”是一个很神秘的东西。
近代人类开创了“物质由原子构成”的原子论。这个理论告诉我们，物质的质量是构成该物质的原子的质量总和。
原子中的原子核要远重于电子，我们可以认为原子的质量基本上就是原子核的质量，而原子核又主要是由质子和中子构成的。所以，如果不算暗物质的话，可以说质子和中子集中了宇宙里绝大多数的质量。
后来科学家发现，质子和中子还可以继续分割，它们都由一种叫“夸克”的更加基本的粒子组成。不管是质子还是中子，都包含 3 个不同的夸克。
奇怪的是，如果仔细计算会发现，质子和中子的质量，竟然并不等于组成它们的 3 个夸克之和。而且差的还不是一星半点——3 个夸克的质量加起来竟然仅占质子质量的 1% ！那其他 99%的“神秘质量”是从哪里来的呢？
说到这里，我们不得不先提到爱因斯坦提出的那个具有划时代意义的公式：
它揭示了能量和质量的本质其实是一种东西，是可以相互转换的，而不是各自独立存在。所以，这么说来，物质的质量也不只是“粒子的质量*粒子的数量”，还要包括将粒子结合在一起的“能量” 。
于是刚才那个问题，就有了解答，为什么夸克的质量加起来也只占了质子或中子质量的 1%呢？因为另外 99%的质量，都是将夸克束缚在质子和中子中的“强力”的能量。
在质子和中子内部，强力以非常巨大的能量把 3 个夸克聚合在一起。根据爱因斯坦的公式，这些能量就可以计算为对应的质量。
另外，强力不但能让夸克结合在一起构成质子和中子，还能将质子和中子结合在一起构成稳定的原子核，好让那么多的带着正电的质子不至于因为互相排斥的电磁力而弹开。不过这个质子和中子之间的结合能在原子核的质量中所占的份额小到可以忽略不计了（大概不到 1%）。
所以我们不但可以说，质子和中子的质量基本源于夸克之间强力的能量，还可以说原子核、原子、甚至我们身边的物质，基本上都来自于夸克之间强力的能量。
这实在是个反直觉的事实，我的体重的来源竟然不是组成我身体的实实在在的“物质本身”，而是一些难以想象的“能量”？
什么？你们竟然不是“零”？
科学家们还有一个更加困扰的问题。我们刚才说了，夸克的质量只占了质子和中子质量的 1%。但是，令物理学家们困惑的点不在于“竟然只有 1%”，而是“为什么还能有 1%”？！因为，在他们看来，这些粒子压根就不应该有质量！
有一些物理学家发明了一个理论框架，叫做“标准模型”。我们在放屁少女那期猫粮里提到过这个模型，各种基本粒子的行为和除了引力外的三大基本力都可以用这个理论框架去解释。按照它的预言， 基本粒子应该是没有质量的。换句话说，如果基本粒子质量都为零，那么就可以完美符合标准模型的理论框架。
但令这些物理学家们束手无策的是，实验的结果并不符合他们的设想！事实上，除了光子质量为 0 之外，其他的多数基本粒子，比如夸克、电子，都是有质量的！不同的基本粒子质量差距还相当大，比如顶夸克和上夸克，他们电荷相同，自旋相同，相互作用相同，但前者的质量是后者的 75000 倍。他们占据着同样的大小（物理学家认为基本粒子的体积都是 0），也具有一样的行为，顶夸克也没有比上夸克“料更足”，那为什么他们其中一个却更重呢？
总之，他们用这个万能的标准模型根本解释不了这些疑点，难道他们一开始就想错了吗？
标准模型的神助攻出现了！
后来，有个叫希格斯的物理学家找到了一个说法来弥补这个理论缺陷，他编出了一个粒子——希格斯玻色子，及其力场——希格斯场。根据他的理论，通过希格斯场的基本粒子，会和希格斯场产生作用，从而发生质量的变化。
那为什么不同的基本粒子会有不同的质量呢，原因就在于这个希格斯场会“看人下菜碟”，对不同的粒子产生的作用也存在差异。
你可以把希格斯场想象成一个人山人海的广场，如果是薛饿主编不理不理这种平平无奇的男士经过，压根也不会有人搭理他。就像光子一样，希格斯场对它不闻不问，没有赐予它任何“质量”。
如果是一位擅长唱跳 rap 篮球的美男子经过，事情就会不一样了。他走过路过之处，人群会纷纷簇拥到他的身上。就像夸克一样，是广场上热情的粉丝给了他“质量”。当然，不同的夸克也仿佛一个偶像团体的不同成员，人气有差异，人气高的，扑上来的粉丝多，质量也就相对大一些。
如果你还想进一步了解到底是什么因素决定了不同粒子在希格斯场的“人气”高低，这个问题就比较深奥比较复杂了，在这里也没法三言两语写清楚。有兴趣的朋友可以读一下我们文末提到的书《强力与弱力》作进一步了解。
总之，希格斯理论是对物理学家们“差一点点就完美了”的标准模型的一个“神补刀”。这个猜想的提出是在 1964 年，从此科学家们就一直在苦苦寻找希格斯玻色子这个粒子的踪迹。
终于，在 2012 年，欧洲核子研究中心宣布证实希格斯玻色子的存在！在当年成了一个轰动世界的大新闻。它证实了希格斯理论的真实性，补全了标准模型最后的一块拼图，从而让物理学向着大一统的目标又迈进了坚实的一步。
在发布会上，希格斯他老人家激动得泪流满面。
做这期内容的时候我们参考了《强力与弱力》 和《一想到还有95%的问题留给人类，我就放心了》两本书，这两本科普书都非常精彩非常引人入胜，前者把强力和弱力的今生前世写成了一本“推理小说"，后者把宇宙间大大小小的奥秘做成了漫画和段子。有兴趣的朋友可以在微信中搜索微信小程序“黑洞百货公司”来看看。
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