宇宙萬(wàn)物都有質(zhì)量，但關(guān)于質(zhì)量的起源是一個(gè)相當(dāng)深?yuàn)W的問(wèn)題。

首先一個(gè)問(wèn)題就是：質(zhì)量到底是什么？這樣一個(gè)看似簡(jiǎn)單的問(wèn)題，要具體回答確實(shí)是比較困難的。

不過(guò)在物理學(xué)界，定義某個(gè)物理量最好的方式，就是給出測(cè)量該物理量的方法。

于是，牛頓第二定律就給出了這樣的定義，任何物體受到的外力與其產(chǎn)生的加速度成正比，而質(zhì)量就是比例系數(shù)。

而在萬(wàn)有引力公式中，質(zhì)量也是一個(gè)比例系數(shù)，只不過(guò)是更為復(fù)雜的比例系數(shù)。

而上面兩個(gè)方式定義的質(zhì)量，其實(shí)就是平時(shí)我們所講的慣性質(zhì)量和引力質(zhì)量。

而愛(ài)因斯坦同學(xué)之所以偉大，就在于他洞察出了一個(gè)深刻原理，所謂的“等效原理”，認(rèn)為慣性質(zhì)量和引力質(zhì)量是等價(jià)的，或者說(shuō)可以假設(shè)引力不存在，把引力等效為一個(gè)局域里物體處在非慣性系中。

而正是這個(gè)深刻的洞察，讓愛(ài)因斯坦提出了偉大的引力場(chǎng)方程，給出了引力的集合圖像，用數(shù)學(xué)語(yǔ)言描述質(zhì)量可以彎曲周圍的時(shí)空。而1919年天文學(xué)家們觀察到了光線經(jīng)過(guò)太陽(yáng)附近時(shí)發(fā)生彎曲，也證實(shí)了愛(ài)因斯坦的理論。

但是，以上對(duì)質(zhì)量的描述，其實(shí)都還是停留在抽象層面，并沒(méi)有具體描述質(zhì)量到底是什么，更多的只是根據(jù)質(zhì)量引發(fā)的物理效應(yīng)間接理解質(zhì)量，說(shuō)白了，我們并不知道萬(wàn)物為什么會(huì)有質(zhì)量。

由于萬(wàn)物都是由基本粒子組成的，那么只要我們弄明白基本粒子的質(zhì)量來(lái)源，自然就知道了萬(wàn)物為何有質(zhì)量了。

實(shí)際上，物理學(xué)家對(duì)基本粒子的研究早就開(kāi)始了，還因此建立了粒子標(biāo)準(zhǔn)模型，把看起來(lái)雜亂無(wú)章的粒子分為了兩大類，分別是：費(fèi)米子和玻色子。

費(fèi)米子就是平時(shí)我們所講的基本粒子，比如說(shuō)電子和夸克。而玻色子是把費(fèi)米子連接起來(lái)的粒子，作用就像膠水那樣，比如說(shuō)光子，膠子等都是玻色子。

打個(gè)比方，費(fèi)米子就像磚頭，而玻色子就像水泥，把磚頭粘結(jié)起來(lái)就建成了宏觀的高樓大廈。

不過(guò)，粒子標(biāo)準(zhǔn)模型并不完美，甚至有一個(gè)嚴(yán)重的缺陷，一度嚴(yán)重困擾物理學(xué)家。作為規(guī)范粒子，W和Z玻色子不應(yīng)該有質(zhì)量，就像膠子和光子都是規(guī)范粒子都沒(méi)有質(zhì)量，但物理學(xué)家通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，W和Z玻色子不但有質(zhì)量，而且質(zhì)量還很大。

如果物理學(xué)家不能解決W和Z玻色子為什么有質(zhì)量的問(wèn)題，就意味著粒子標(biāo)準(zhǔn)模型或者規(guī)范理論肯定存在問(wèn)題，相應(yīng)的物理理論都會(huì)被推翻。

好在W和Z玻色子被發(fā)現(xiàn)之前，有物理學(xué)家就提出了一個(gè)著名的機(jī)制，偉大的希格斯機(jī)制，這個(gè)機(jī)制可以賦予規(guī)范粒子質(zhì)量，同時(shí)也能賦予費(fèi)米子質(zhì)量。

一開(kāi)始作為一個(gè)假想理論，希格斯機(jī)制雖然看起來(lái)很巧妙，解釋了基本粒子的質(zhì)量問(wèn)題，但一度給物理學(xué)家們質(zhì)疑，為什么呢？

主要是希格斯機(jī)制中必須存在一個(gè)新的粒子，希格斯粒子，正是希格斯粒子賦予了基本粒子以質(zhì)量，但物理學(xué)家們一直沒(méi)有找到希格斯粒子存在的證據(jù)，在實(shí)驗(yàn)室中一直沒(méi)有發(fā)現(xiàn)。

科學(xué)的發(fā)展正是這樣的，一切都必須以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，經(jīng)得起實(shí)驗(yàn)考證。否則不管一個(gè)理論看起來(lái)有多完美，科學(xué)家們都不會(huì)相信。同時(shí)一個(gè)理論也需要做出一些預(yù)言，然后科學(xué)家可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)和觀察證實(shí)預(yù)言，最終這個(gè)理論才可能保留下來(lái)。

好在物理學(xué)家們一直沒(méi)有放棄尋找希格斯粒子，終于在2012年有了重大轉(zhuǎn)機(jī)。物理學(xué)家們?cè)趯?shí)驗(yàn)室中發(fā)現(xiàn)了希格斯粒子，在大型粒子對(duì)撞機(jī)中找到的。

那么，希格斯機(jī)制到底是如何賦予萬(wàn)物質(zhì)量的呢？

從專業(yè)物理學(xué)上解釋，可能比較復(fù)雜，涉及到自發(fā)對(duì)稱性破缺等術(shù)語(yǔ)，還有一些復(fù)雜的公式，就不詳述了，我看了半天其實(shí)也似懂非懂，就不班門(mén)弄斧，以免誤導(dǎo)大家。這里就以通俗的方式來(lái)解釋希格斯機(jī)制。

簡(jiǎn)單講，所有的基本粒子本應(yīng)該都是沒(méi)有質(zhì)量的，而當(dāng)我們引入希格斯粒子之后，希格斯粒子會(huì)與基本粒子發(fā)生相互作用，等同于基本粒子受到的牽連，就像我們?cè)诖箫L(fēng)中奔跑會(huì)受到空氣的牽連，在游泳池中會(huì)受到水的牽連一樣，而受牽連的過(guò)程就獲得了質(zhì)量。而且，受牽連的程度越大，質(zhì)量也就越大。

希格斯機(jī)制解釋了基本粒子為什么有質(zhì)量，但并沒(méi)有完全解釋宏觀物體的質(zhì)量來(lái)源，這是什么意思呢？

希格斯機(jī)制確實(shí)解釋了夸克和電子等基本粒子為什么有質(zhì)量，但是物理學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了一個(gè)奇怪的現(xiàn)象：中子和質(zhì)子的質(zhì)量并不等于三個(gè)夸克的質(zhì)量總和，而且相差很大。

我們都知道質(zhì)子和中子都是由三個(gè)夸克組成的，按道理講，質(zhì)子中子的質(zhì)量應(yīng)該正好等于三個(gè)夸克的總質(zhì)量，但事實(shí)并非如此，而且相差很大，三個(gè)夸克的質(zhì)量總和竟然只占了質(zhì)子中子質(zhì)量的1%而已，剩下的99%質(zhì)量在哪里？

后來(lái)，物理學(xué)家們找到了那99%質(zhì)量的來(lái)源，來(lái)自強(qiáng)相互作用。三個(gè)夸克之間通過(guò)強(qiáng)相互作用緊緊束縛在一起，由此形成了強(qiáng)大的能量，我們可以把這種能量通俗理解為束縛能。

強(qiáng)相互作用帶來(lái)的能量非常強(qiáng)大，不但把三個(gè)夸克束縛在一起，還把中子質(zhì)子束縛在一起形成原子核，這種能量也是核能的來(lái)源。

到這里，我們終于知道了宇宙萬(wàn)物的質(zhì)量起源。但如果你真這么認(rèn)為，就大錯(cuò)特錯(cuò)了。為什么？

因?yàn)槲覀兲剿鞯降奈镔|(zhì)，其實(shí)是恒星物質(zhì)，只占了整個(gè)宇宙的5%而已，剩下的95%是暗物質(zhì)和暗能量，它們才是宇宙的主宰。可怕的是，科學(xué)家們對(duì)于暗物質(zhì)和暗能量幾乎一無(wú)所知。

暗物質(zhì)的引力作用可以表現(xiàn)在我們的宏觀世界，意味著暗物質(zhì)也有質(zhì)量，但我們對(duì)這種質(zhì)量的來(lái)源一無(wú)所知。因此，人類對(duì)質(zhì)量本質(zhì)的探索之路還很漫長(zhǎng)，才剛剛開(kāi)始！