我們經(jīng)常會(huì)稱自己的體重，尤其是對(duì)那些愛(ài)美的女性來(lái)講，更是如此。比如說(shuō)，你自己的體重為70千克，你有沒(méi)有想過(guò)，70千克的質(zhì)量到底什么？是什么讓你擁有了質(zhì)量呢？

或許有人會(huì)說(shuō)“是地球賦予了我們質(zhì)量”，這種說(shuō)法顯然是不對(duì)的，而是把因果關(guān)系弄反了。是因?yàn)槲覀儞碛匈|(zhì)量，地球才會(huì)對(duì)我們有引力，而不是“地球的引力讓我們產(chǎn)生了質(zhì)量”！

如果我們脫離了地球的引力束縛，來(lái)到太空，地球的引力不存在了，質(zhì)量仍舊存在。

這是因?yàn)椋?strong>質(zhì)量是宇宙萬(wàn)物的基本屬性！那么問(wèn)題來(lái)了，質(zhì)量到底是什么？

不要認(rèn)為這個(gè)問(wèn)題很“無(wú)厘頭”，事實(shí)上，對(duì)于質(zhì)量本質(zhì)的研究牽扯到了深刻的宇宙奧秘。

牛頓對(duì)于質(zhì)量的描述很簡(jiǎn)單，更容易被我們接受。

牛頓第一定律，也就是慣性定律，這樣描述：任何物體在不受外力作用的情況下，都會(huì)一直保持靜止或者勻速直線運(yùn)動(dòng)。

牛頓第二定律：物體的加速度與作用力成正比，與質(zhì)量成反比，用公式表達(dá)就是F=ma。

牛頓定律把質(zhì)量描述成物體的一種物理量，這個(gè)量決定了物體在受到外力作用時(shí)改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的程度，擁有質(zhì)量的物體會(huì)一直保持原有的狀態(tài)，直到外力迫使物體改變。

但是，牛頓定律雖然簡(jiǎn)單明了，符合我們的日常生活經(jīng)驗(yàn)，但并沒(méi)有具體解釋質(zhì)量到底是什么。

接下來(lái)愛(ài)因斯坦對(duì)質(zhì)量的描述就更進(jìn)了一步，他告訴我們質(zhì)量其實(shí)就是能量。

愛(ài)因斯坦的相對(duì)論體系中，不僅描述了質(zhì)量就是能量，同時(shí)也描述了其他基本概念，包括時(shí)間，空間，光，物質(zhì)，能量等，認(rèn)為這些物理概念是一體的，都不是孤立的，相互依賴彼此而存在。

說(shuō)白了，時(shí)空中必然有物質(zhì)存在，而物質(zhì)也必須依賴時(shí)空而存在。

而愛(ài)因斯坦對(duì)質(zhì)量本質(zhì)的描述也很“簡(jiǎn)單粗暴”，用著名的質(zhì)能方程，直擊質(zhì)量的本質(zhì)，能量等于質(zhì)量乘以光速的平方。

原本我們以為質(zhì)量和能量是兩個(gè)風(fēng)馬牛不相及的兩個(gè)物理量，沒(méi)想到兩者之間存在著如此密切的關(guān)系。

由于光速很大，光速的平方就更大了，這就意味著，即使微不足道的質(zhì)量也蘊(yùn)含著超級(jí)能量。原子彈和氫彈爆炸時(shí)釋放的超級(jí)能量就是質(zhì)量轉(zhuǎn)化來(lái)的（其實(shí)這樣說(shuō)并不太嚴(yán)謹(jǐn)，只是通俗的說(shuō)法，之后會(huì)給出答案）。

愛(ài)因斯坦用他的質(zhì)能方程告訴我們質(zhì)量與能量是等價(jià)的，兩者可以相互轉(zhuǎn)換，就像是一個(gè)東西呈現(xiàn)不同的形式。

很多人對(duì)于質(zhì)能方程的理解也僅此而已，殊不知質(zhì)能方程中隱藏著更深刻的奧秘。接下來(lái)我們繼續(xù)分析。

質(zhì)能方程雖然描述了質(zhì)量是什么，但并沒(méi)有講清楚質(zhì)量到底是如何轉(zhuǎn)換為能量的，能量又是怎么來(lái)的呢？

要弄清楚以上問(wèn)題的答案，我們需要走進(jìn)物體組成的最深處，到微觀世界去一探究竟。

上學(xué)時(shí)我們都學(xué)過(guò)，萬(wàn)物都是由原子構(gòu)成的，物理學(xué)家一度認(rèn)為原子是不可再分的最小單元，不過(guò)隨著探索的不斷深入，人們發(fā)現(xiàn)原子也是由更小微觀粒子構(gòu)成的。

如今我們知道，原子由原子核和電子構(gòu)成，原子核由質(zhì)子和中子構(gòu)成，而質(zhì)子和中子都是由三個(gè)夸克構(gòu)成。

夸克和電子在目前的物理學(xué)體系下是不可再分的基本粒子。而在粒子對(duì)撞機(jī)中，物理學(xué)家們又發(fā)現(xiàn)了很多基本粒子，把所有這些粒子進(jìn)行分類，建立了粒子標(biāo)準(zhǔn)模型。

有了粒子標(biāo)準(zhǔn)模型，就可以解釋所有這些基本粒子的相互作用，也就是自然界的四種基本作用力，而基本粒子之間的相互作用，就是一個(gè)物體絕大部分能量的來(lái)源。

都有哪些基本作用力呢？

第一，電磁力。電磁力是我們?nèi)粘Ｉ钪凶畛Ｒ姷牧Γ艘χ?，我們平時(shí)感受到的力其實(shí)都是電磁力，包括摩擦力，機(jī)械力，彈力等等，本質(zhì)上都是電磁力。電磁力是依靠光子來(lái)傳遞的?？梢赃@樣形象理解電磁力的傳遞過(guò)程：光子在原子中被扔來(lái)扔去。

第二，強(qiáng)力，也被稱為“強(qiáng)相互作用”。中子質(zhì)子之間，以及夸克與夸克之間，都是通過(guò)強(qiáng)力緊緊結(jié)合在一起的?？梢赃@樣形象理解強(qiáng)力作用：有一種名叫“膠子”的基本粒子，可以表現(xiàn)為類似膠水的作用，緊緊地把三個(gè)夸克粘結(jié)在一起，形成中子或者質(zhì)子，也可以簡(jiǎn)單理解為夸克把膠子扔來(lái)扔去，在這個(gè)過(guò)程中夸克自己會(huì)變色，具體變成什么顏色就看夸克的內(nèi)在屬性了，這里就不再詳述了。

強(qiáng)力是四大作用力中最強(qiáng)大的力量，這種力量如此強(qiáng)大，以至于能把兩個(gè)帶正電的質(zhì)子也能捆綁在一起，同時(shí)也能把三個(gè)夸克束縛在一起。強(qiáng)相互作用過(guò)程蘊(yùn)藏了巨大能量，相當(dāng)于把核子（質(zhì)子種子）和夸克束縛在一起的束縛能，要想把核子分開，就需要克服巨大的束縛能。同時(shí)，要想把兩個(gè)核子結(jié)合在一起，同樣需要極大的能量，而這種能量其實(shí)就是核能。

第三，引力。日常生活中每時(shí)每刻都能感受到引力，在粒子標(biāo)準(zhǔn)模型下，引力是靠引力子傳播的，不過(guò)引力子還只是假想概念，目前還沒(méi)有找到引力子存在的證據(jù)。

第四，弱力，也就是弱相互作用。弱力，最常見的其實(shí)就是核輻射。有一種被稱為貝塔衰變的過(guò)程，其實(shí)就是弱力作用，這個(gè)過(guò)程需要通過(guò)玻色子來(lái)傳遞能量。

自然界之所以有物質(zhì)的存在，就是因?yàn)橐陨纤拇蠡咀饔昧Φ摹?strong>粘結(jié)和排斥”作用，相互作用過(guò)程中就會(huì)形成巨大能量，通過(guò)愛(ài)因斯坦的質(zhì)能方程，就可以換算成質(zhì)量。

但是這里有一個(gè)問(wèn)題，在計(jì)算中子質(zhì)子的質(zhì)量時(shí)，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)強(qiáng)相互作用形成的能量換算成的質(zhì)量，占了中子質(zhì)子質(zhì)量的99%，剩下的1%質(zhì)量肯定是夸克自身的質(zhì)量，這部分質(zhì)量又來(lái)自哪里呢？

接下來(lái)該希格斯機(jī)制登場(chǎng)了。

一開始，科學(xué)家們認(rèn)為所有的基本粒子都應(yīng)該是沒(méi)有質(zhì)量的，但進(jìn)一步的深入研究表明，電子夸克等基本粒子都是有質(zhì)量的，它們的質(zhì)量是怎么形成的呢？

希格斯機(jī)制認(rèn)為，宇宙中存在一個(gè)無(wú)處不在的場(chǎng)，也就是希格斯場(chǎng)，電子夸克等費(fèi)米子在希格斯場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，獲得了質(zhì)量。具體來(lái)講就是，希格斯場(chǎng)的擾動(dòng)會(huì)形成希格斯粒子，又被稱為“上帝粒子”，希格斯粒子會(huì)與其中的大部分基本粒子發(fā)生相互作用，從而讓原本應(yīng)該以光速飛行的基本粒子減速，在減速的過(guò)程中獲得了質(zhì)量。

可以這樣形象理解希格斯機(jī)制：希格斯場(chǎng)就相當(dāng)于一片平靜的汪洋大海，而大海受到擾動(dòng)就會(huì)濺起水珠，就相當(dāng)于希格斯粒子。水珠會(huì)對(duì)大海里的物體形成沖擊，讓其發(fā)生減速同時(shí)獲得一定能量，也就是質(zhì)量。沖擊越大，質(zhì)量也就越大。

而光子和膠子這樣的基本粒子并不會(huì)與希格斯粒子發(fā)生作用，因此光子和膠子始終會(huì)以光速飛行，沒(méi)有質(zhì)量（靜質(zhì)量）。是否與系希格斯粒子發(fā)生作用，取決于基本粒子的內(nèi)在屬性，比如說(shuō)自旋和角動(dòng)量等。

其實(shí)物理學(xué)家希格斯早就預(yù)言了希格斯場(chǎng)的存在，但直到2012年，物理學(xué)家們才找到了希格斯粒子存在的證據(jù)，從而也證明了希格斯場(chǎng)的確存在。而希格斯本人也因此獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

總結(jié)

質(zhì)量的本質(zhì)是能量。質(zhì)量方程雖然告訴我們質(zhì)量和能量等價(jià)，但能量才是最根本的，而質(zhì)量只是能量的具體表現(xiàn)形式而已。