第五部分 到达空间与时间的源头 第2章没有什么“什么都没有”
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你还在自己的厨房里。
夜已经很深，很暗，一片安静。
如果你以前就觉得世界很美，那么现在你经历过的旅程显然带给它更多的风味。所有一切看上去都更深刻，充满力量和神秘。
哪怕是你不起眼的厨房。
你身边的空气里充满了漂浮着的原子，它们沿着地球在时空中引起的曲线下滑。
这些最初形成于早已死亡的恒星内核的原子们。
在你体内，以及任何地方的原子们，正经历着放射性衰变带来的崩解。
在你脚下，地板——它的电子们拒绝让你通过，因此让你能够站立、行走、奔跑。
你的行星地球，由人类已知的三种量子场所形成的一团物质，被所谓第四种作用力（虽然实际上它不是力）引力聚在一起，漂浮并穿行在时空之中。
这些听起来如此离奇，或者就像是彻底的神迹，你决定再给自己煮杯咖啡，然后你走回起居室，坐进那舒服、坚实，给你安全感的旧沙发里。
你试图整理一下头脑里乱转的各种想法。生命的意义是不是隐藏在某个地方，在我们刚才一起看过的世界之外的某个地方？你至今所学到的东西真的对头吗？
在你开始探访比你已经到达的更为遥远的地方之前，让我告诉你：揭开世界之谜是一个正在进行中的工作。科学或许还不能回答所有问题，虽然它已经回答了不少。这取决于你的期望是什么，我可以告诉你一个真相，本书的结局未必比开始更易于理解。如同美国理论物理学家爱德华·威滕(Edward Witten)所说：“在远离你安逸家园之外的宇宙，并不是为了你的方便而被创造的。”
或许我们应该记住我们一起离开安逸的日常生活，进入黑暗的海洋，因为不管这个论断多么谦逊，但它提供给我们每个人完全的自由，让我们能够以个人的方式解释我们所看到的东西。这是一件好事。因为不同的观点越多，人性就越丰富，科学也越能往前发展。
我在上一章结尾就已提示，在我们充满信心打开通往未知世界的大门之前，我们必须先熟悉被科学家们称为“真空”的那个概念。这是当今理论物理学家们理解量子现实的基础——这是一个理论模型，它帮助我们作出精确到难以置信的程度的预言，这些预言已被无数次不同实验反复检验并证实。
在宇宙中随意选择一个地方，一个区域，拿走其中所包含的一切。我指的是所有东西。
奇怪的是，剩下的并不是空无一物，虽然你觉得自己已经拿走了里面的一切。
这合乎逻辑吗？一点都不。但大自然并不在乎我们人类怎么想。
现在，请闭起眼睛。
为什么？
因为我们周围有些东西是不能承受被看着的，你将要面对的真空就是其中之一。
在我们开始之前，先等一分钟，放松一下，想想那次你从可爱的热带小岛坐飞机回家的旅程。
你或许记得在飞机起飞不久后你就睡着了。真的，如果你问下那位看上去古里古怪的邻座，他大概会告诉你在整个飞行的大部分时间里，你都鼾声震天。
那么在你整整八小时的睡眠之中，飞机上到底发生了些什么呢？你在整个飞行中穿越了几个时区？的确，如果没有一个人仔细观察，那么任何一架飞机在空中具体飞过的轨迹又有谁知道？
你对这次航程的了解只限于你睡着之前和醒来之后。你看向窗外，看到你的飞机从一个遥远小岛上的跑道起飞，看到它安全地降落在你家所在的地方。在两者之间，你的脑子里没有任何飞行轨迹的印象。你完全不知道中间发生了什么。
现在，要是有人告诉你，你的飞机按照完全不是你想象的路线飞行会怎么样？去了木星，比如说。或者像中微子那样，穿过了地球，或者在时间中来回穿越？我猜你可能很难相信。
但是，不管你是不是在做梦，你的确在第三部分中经历过这种诡异的轨迹，在八小时时间内飞到了四百年后的地球。所以，我们必须更仔细地看看到底发生了些什么。
你现在知道如果要让这个情景真正实现，你的飞机必须以非常快的速度飞行。的确，它得飞入很远的外太空，接近光速，然后再飞回已经过了四百年的地球。
在现实生活中，你或许能够找到很多无可辩驳的论据来否定这样的轨迹，或否定你乘坐的飞机可能有这样类似诡异的轨迹，但依然如此：如果我告诉你，在你睡着的时候，你乘坐的飞机不仅真的飞入太空并且飞了回来，而且它实际上还同时沿着各种可能或不可能的路径从你入睡的彼时彼地，又回到了你醒来的此时此地，又会怎么样呢？穿过地球，然后回来；绕过木星，回来；所有的路径，都被飞过。
你大概从此再也不会相信我的鬼话了，对吗？
很好。
这意味着你已做好准备一探真空了。
你的咖啡、花瓶、你的沙发、你的屋子，都不见了。
你回到了只有意识才能访问的世界，你几乎就是个影子：完全透明，只有一点点形状。你不受周围一切的影响，也不会影响周围的一切。
然而，你的周围到底是什么，并不完全清楚。
在你看起来，那里，嗯，什么都没有。
只有黑暗，笼罩着一切，延伸到无穷。
你早已对这种剧烈变化的风景见怪不怪，依然漂浮在这看起来就像被掏空了所有一切内容物的宇宙中。
一开始，这幅景象颇让你平静，但很快，你不得不承认，你觉得无聊。既然无事可做，你再次想起我刚告诉你的关于在飞机上睡着的事。
一架真正的飞机真的可能完全按照不可预期的方式飞行吗？对各种可能的路线保持开放的心态是一回事，但真的从地球中心飞过？或在时间里来回穿梭？别开玩笑了！
是的，你是对的。“别开玩笑了！”是面对如此可笑想法的唯一自然反应。
但你依然应该对此保持开放心态，因为对于飞机来说听起来疯狂的事，对于微粒来说可能非常真实。
现在就让我们拿粒子来思考一下，一颗没有被任何人观察着的粒子。你想象一下它从一个地点运动到另一个地点，你只能在起点与终点探测到它。现在，同样一个问题：如果你不去观察，这个粒子究竟是沿着什么轨迹从起点运动到了终点？
显然这取决于……
但是不对，它并不取决于任何东西。对飞机来说，这个想法可能过于抽象，但对粒子来说，这是真实情况。只要你没有去观察，一个粒子就能真的经过你能够想象的所有途径，不管这些途径听起来合不合理。粒子的运动和行为与你在日常生活中所看到或经历到的一切都不相同。或许你在游历原子的内部结构时已经瞥见了这个秘密，看到了电子和其他粒子并不只是一个球状的某块物质。现在我们将接近一个更深层的真相：量子场会给粒子带来奇怪的效应。
一个粒子属于量子场意味着它的确分裂成许多它自己的影像，一直都是。所有这些影像所经过的轨迹填满了空间与时间中的每一点，如果你想偶遇的话，在任何一个时间或地点都有可能见到那个粒子，只是几率大小不同罢了。
更糟糕的是，在物质的粒子或光子被探测到之前，它们无数的自身影像可以再次分裂并变成其他东西，然后再变回它们一开始的自身。就像光子开始变成电子，电子变成光子，在我们没有观察的时候，宇宙中所有的粒子都能变成另外的东西。量子微粒是一些难以捉摸的小家伙：当大自然没被关注时，一切可能发生的事都发生了。如果你不相信我说的话，请自己看。
你漂浮其中的无边夜空中有一些事情正在发生：一个白色无门的立方体房间出现在你周围，很快，你发现自己位于其中，它的墙壁被完美的白色微小探测器盖满。几百万个。
就在你的正前方，这个无门的房间中间从地板到天花板竖着一根金属柱子，有你的手臂那么粗。
房间里唯一的另一件东西就是一台黄色的仪器，看上去有点像那种能够弹射网球的装置。这个奇怪的小机器人看上去正通过它的发球管注视着你。
显然替他编写程序的人很讲礼貌，它向你打了个招呼：“你好！”
它没有嘴巴或眼睛或耳朵或任何器官，但它能说话，嗓音有点沙哑。
“你好。”你回答道，谁知道呢，你打算开始提问。
那机器打断了你，解释说它身体里充满着蠢蠢欲动的粒子，它将从现在开始，一个接一个地将它们抛向房间的另一边。
如果你想知道它们是光子还是物质粒子，回答是两者都有可能——因为你将要看到，物质与光在根本上具有同样的行为。
显然机器人已经等不及了，立刻开始倒数：
“三……二……一……”
管子里出现了一个粒子，一瞬间，房间的另一边响起一声铃响。你好奇地觉得那个机器人很满意自己的动作。
你向一边微微侧过身去，看到墙上的一个探测器变黑了，位于金属柱子后面。
第一个问题：“那个粒子是怎么去往那里的？”机器人问道。
它那空洞的职业声调并没有让你不快，你站到投球手抛出微粒的位置，一条直线连接了发球管与变黑的探测器。那条显然就是粒子轨迹的直线几乎碰到了金属柱，还差一点儿。
“这就是轨迹。”你回答，抬起手指指向那粒子唯一可能经过的方向。
“错！”机器人回答道，简单直接。
“再说一遍？”你说，颇感意外。
“你的答案不正确，不管你指向的是哪个方向。”机器人说道，你怀疑编程者是不是真的考虑了礼貌。
“但只有这条可能的线路！我现在就看着它。”
“如果你依赖感官与直觉，”机器人继续说道，“那么你将一直给出错误的回答。每个刚进入这间房的人都会犯这个错误。量子微粒所遵循的规则与你们日常生活中的不同。对于粒子来说，你的感官和直觉没有用。忘掉它们。”
不管你觉得它的态度多么粗暴，这个机器人说得一点不错。虽然它的外表看上去没什么了不起，它却具有实现本书所述的各种方程式的能力，事实上它是世界上最先进的计算机——就像计算机常常是科学家们真实生活中最好的朋友一样，它能帮助他们看清自己的理论，我们的机器人超级计算机也将在我们这本书的剩余部分中给我们提供许多帮助。
它能按照我们人类已知的自然规律模拟任何进程。例如，你现在所在的白色房间，就是这台计算机的杰作，里面所发生的一切都遵循着大自然已知的法则。
或许看起来我们的机器人所投出的粒子按照标准直线飞行，但粒子们属于很小的微观世界，位于我们的常识之外。计算机说你错了，因为刚才所发生的事件与你是否看见或是否聪明没有关系。计算机谈论的是大自然，在这点上大自然坚定而清晰：粒子的行为不同于网球，而是量子微粒。从一个地方运动到另一个地方，它们会在时间与空间上经过所有可能的路径，只要这些路径出发于起点，终止于终点。因此机器人所发射的粒子的的确确经过了所有地方。同时经过。那根柱子的左边与右边，以及从中间穿过。甚至在房间外面，进入未来并回来——直到它击中墙上的一个探测器为止。
不用担心，你并不需要理解这些。事实上你是不是理解完全没有任何影响，自然就是这么运行的。无人观察的粒子的确沿着时空所能提供的一切可能路径运动。房间中央竖着的金属柱子也不改变任何东西。实际上它竖在那里的意义只是为了让你有个参照。拿走它后粒子照样从它原本所在位置的左边和右边穿过。
另一方面，那些在墙上的探测器们，的确造成不同：击中其中的一个令粒子最终出现在某个地方。
在你身后，那个黄色的粒子发射机器开始振动，变得热了起来。你猜想它是不是出了故障。似乎看穿了你的想法，它突然又开口说话。
“所有的一切都正常，我在放慢时间。那需要能量。你下一次眨眼的时候，我将投出另一个粒子。你将会看到这个房间会变成什么样子，或许你真的能够见证这个粒子从发球管到对面墙上所有可能经过的途径。”
还没来得及细想，你禁不住眨了一下眼，机器人的确开始了又一次倒数。时间的流逝也开始变慢了。
“三……二……一……”
粒子以极慢的速度离开机器人。一开始，它看上去像是一团模糊的云。
你就站在发球管后面，看着它似乎分裂成无穷多的自身鬼影，实际上成为一种波，一种被它所属的背景场推动着的波纹，向着空间与时间的各个方向运行，从柱子的左边与右边，还有中间穿过，还穿过了房间的墙壁，分裂成你能够想象到的极限之多的自身影像，真的是这样，直到突然之间聚集在一起，结束在房间另一边墙上的一个点上，触发了另一个探测器。探测器变黑。铃声响起，时间回复到正常速度流逝。
你刚才拜计算机模拟所赐见到的在白色房间中所发生的图景，就是科学家们相信无人观察到的粒子的行为。当有人对它们进行观察时，所有的规则都改变了。当雷达在整个航程中不停地跟踪飞机时，它就不可能出现在被探测到的地点之外的地方。同样，当有人试图探测一个粒子时，就像那些安装在墙上的探测器所做的，粒子就不再出现在所有地方，而是只在一个地方。然而，与里面坐着乘客的飞机不同，在没有人观察时，粒子真的到处都在。
从表面上看，这听起来就像“森林中倒下一棵树”的问题：如果没有人听到，那么树发出声音了吗？当我们在场时，树真的倒下了吗？但我们这里所谈的不是哲学——我们谈的是大自然，是包围并构成我们自己的粒子们的行为。
现在，为什么粒子——大自然——会在乎有没有人观察它？是的，许多科学家也在思索这个问题。这个问题引领着一些科学家做出看似疯狂的回答，我们将在第六部分中做一下介绍。现在，就让我们先指出你刚才所见证的现象已经被无数实验所证实。粒子无处不在，又突然不在那里了，探测器本身迫使被抛出的粒子必须击中房间里墙上某处的探测器。
“如果你感到迷惑，这是完全正常的，”机器人说道，“我向你展示的就是探测真相会改变自然的活生生例子。”
“再说一遍？”你皱着眉头，问道。
“真相在你注视它时发生了改变。”机器人又重复了一遍，“如果你感到迷惑，这是完全正常的。”
非常微小的量子世界，看上去是一个由各种可能性构成的混合体。
所有粒子所属的量子场是这些可能性的总和，然而，当有人试图找出粒子的真相时，看见粒子就意味着许许多多存在着的可能性中的一个被选了出来，这种选择就是你探测到它这个行动本身。没有人知道为什么会这样，或者这是如何实现的，但真实的结果就是如此。在你与量子世界相互作用时，多重性变成了单一性。就好像，在别人眼里，在生命中的某个时间点对于某个话题，你所具有或不具有的所有想法的可能性都存在，直到有人听到你大声说出的时候，在此之后那种无限的可能性突然被缩小为一个想法。这就是那间白色房间墙上挂着的探测器所做的事。它们迫使机器人发射的粒子最后落在某个地方，而非一直处在所有地方，剥夺了它们无处不在的特性。
你逐渐意识到这件事可能带来的后果，不禁汗毛倒竖，虽然你依旧只是一个影子。这是不是就意味着有了合适的探测器，你就能够创造你自己的真实世界？仅仅通过试图探测它们，你是否能够让粒子——物质本身——以这种而不是那种的方式运动，以此来塑造你自己想要的宇宙？威滕曾经说过宇宙并不是为了你的方便而被创造的，或许他错了。
在你开始夸口之前，我很抱歉地告诉你威滕是对的，你新发现的能力只是一种虚幻。你无法塑造宇宙，因为在你一瞥之后，构成量子世界的所有量子可能性中，究竟哪一个会成为现实无法事先被预料。这是构成宇宙的量子场的魔法之一。量子世界将我们所认为的确定性变成了可能性或概率，对于我们以实验探索那个世界，其给出的结果没有人能够以完全的自信预先猜到，就像扔硬币或掷骰子一样。科学家们曾经认为这种不确定性来自于他们自身认知的缺乏，但一九六四年北爱尔兰物理学家约翰·斯图尔特·贝尔(John Stewart Bell)发表的一个杰出定理证明了这种想法的错误。在贝尔提出的这条定理的指导下，法国物理学家阿兰·阿斯佩(Alain Aspect)进行的实验证实：可能性而非确定性的存在是对于极其微小的世界你不得不接受的客观性质。
好吧。
但这一切与你原先要探索的真空又有什么关系？别急，你马上就会了解。
那个满是探测器的白色房间消失了，与它一起消失的还有房间中央的金属柱子和那台黄色的机器人，居然连“再见”也不说一声。
你又回到了看起来如同黑夜的宇宙中间，只有自己一个人，周围什么都没有。
你又缩小到缩微版的自己，开始看到某些东西的扰动。
这好像是……好像是一个粒子（或许有两个，你也不能确定）刚好出现在你眼前，又突然化作一缕微光消失。
什么都没有，然后突然有了一些东西，现在又什么都没有了。
奇怪。
现在，又发生了一次。再一次。无数次，到处都有。
你现在所看到的显然是粒子无中生有地自发形成。而在它们因为某种原因消失之前，这些粒子也按照它们量子的自由所允许的一切可能路径运动。
你应该能够接受上面所说的那句话的最后部分了，你已经在白房间里看到了这些无人观察的量子粒子如何运动。但它们怎么可能无中生有？
好吧，它们周围并不是什么都没有。量子场无处不在。
粒子要出现，就得先从量子场中借到一些能量。因为这些场填满了所有时间与空间，粒子因此可以在任何时间与地点出现。这就是为什么说宇宙中任何地方都不存在真正真空的原因。
你朝黑暗的更深处看去，突然，就像一直蒙在你眼前的某种滤镜被脱下，整个真实世界一下子展现在你的眼前。粒子们。在聚合。到处都是。填满了一切，从不停起伏的循环沸腾背景中射过。虚拟粒子们到处移动，互相作用，在一缕缕光或能量中出现然后消失。一场无与伦比的焰火表演正在所有的地方上演，没有漏掉任何一个角落。可以说这与你以前曾认为的巨大虚空的太空中“什么都没有”的想法完全相反。
这就是科学家所称的真空。
这就是当所有一切都被取走后所剩下的：位于最低能量水平中的量子场，虚拟粒子们自发从场中生成，只是移向各处，直到重新被吞噬湮灭。
我再说一次：在我们的宇宙中不存在所谓真正什么都没有的“空”。
当某个地方所有的东西被拿走之后，你可能有理由认为那里什么东西都不会留下。但事实就如你无法把某处的时间与空间拿走一样，你也无法拿走量子场的真空。
但如果真空不是真正的空——如果量子场的真空真的可被所有开始在其中生成的粒子所定义——那么就会带来一个很合理的问题：是不是到处的真空都一样，还是真空的性质可以随着地方的不同而不同？换句话说，有没有许多种不同的真空？
一九四八年，荷兰物理学家亨德里克·卡西米尔(Hendrik Casimir)研究了按照以上方式定义的真空，他的结论是，如果这真的是宇宙的真实存在，而非仅仅是理论设想，那么不仅仅我们周围应该真正存在着不同的真空，而且它们还应该在我们的世界里留下非常确凿的效应。我们应该能够探测到这种效应。
想象有一道墙，装在万向轮上，将两间房分开，其中的一间充满空气，另一间充满水。或许你认为墙会因此移动，被水推向一边，朝充满空气的房间移动。现在，想象将两块很小的金属板平行相对放置。没有其他作用力的话，就像刚才的房间，它们应该互相排斥（或吸引）对方，因为它们所分隔开的真空之间是不同的。
为什么？
原因很简单，因为在两块金属板外面的空间大于在两者之间的空间。其后果就是在两块板之间无中生有出现的虚拟粒子应该与在两块板之外出现的粒子不同，两种真空因此会不一样。
结果是，金属板应该会移动——它们的确移动了，美国物理学家史提夫·拉莫若(Steve Lamoreaux)与他的同事们在一九九七年通过实验得到了证实。这种现象被称为卡西米尔效应。
卡西米尔效应证实了真正的空无一物并不存在，不仅如此，它还显示了我们的世界中存在着不同种类的真空，而且还会因此产生力：真空之力。
难以置信，你或许意识到自己又找到了一个非常非常根本的谜团的答案。
你早已知道，我们宇宙中所有的粒子都是量子场的表现。它们就像海里的波浪。它们又像抛入空中的球。它们两者都是，粒子与波，在它们所属的量子场里诞生，并沿着它们所属的量子场前进。
现在，你还记得当时探访微观世界时自己注意到的现象吗：你所遇见的所有同种类基本粒子都完全一样，任意两个电子都一模一样？
怎么会这样？
在你的日常生活中，这种完美根本就不存在。无论你怎么做、怎么看、怎么建造或怎么思考，也不会有两个完全一样、完全没有差别的物体。人类、鸟类，甚至思想，都不会这样。就算它们看起来一样，实际上也存在不同。那么，怎么可能所有电子和其他基本粒子永远与它们的同类绝对而且完全相同呢？
答案在于，在整个宇宙中，所有的基本粒子，都诞生于同一个背景场中，也会在任何时候被同一个背景场所吞噬湮灭：某个量子场的真空。那些不可见的、充满我们整个宇宙的背景海洋。
所有的电子都是电磁场完全相同的表现，它们都诞生于电磁场的真空之中，并在此中传播。光子也一样。
每次电子出现，成为实体，就像是它周围的电磁场真空踢了一脚，把它从幽灵般的昏睡状态中唤醒。每次胶子出现，背后的原因是强相互作用场真空中一些能量的增加或减少。每次放射性衰变发生，弱相互作用场的真空都会牵涉其中，发射出它的基本中微子。真空中能量越多，它能产生的基本粒子就越多。
很好，一切顺利，让我们继续：看起来所有的场都有相同的行为，它们都遵循同样的规则。那么引力又如何？
在每一个引力起作用的地方，也都有一种引力场在起作用，虽然这种场有些不一样，至少现在被认为如此，因为没有人知道怎么把它变化为量子场。
后面你会看到，没有人知道如何让粒子从引力场真空中出现而不带来灾难性的后果。但如果这的确可能，引力场就会牵涉到某种粒子，像其他场一样，出现在引力场中成为引力携带者。这些粒子被称为“引力子”。它们尚未被发现，时空弯曲依然是描述引力行为的最佳方式。
就算没有所谓的引力子，甚至就算引力或许不具有量子属性，但引力场也的的确确是一种场。这使得人类用来描述他们至今所知道的一切所使用到的场的数目是四个。
但为什么是四个？
为什么要有四种基本的场？
为什么不用5种或者10种或者42种或17,092,008种场来解释自然界的行为？
它们所对应的真空又如何？它们只是在所有的地方都和平共处却对其他场的存在毫不在意？听起来很奇怪，不是吗？如果只有一种场，生活不是更简单？
是的。
简单性是理论物理学家非常热切地想要追寻的东西。它甚至激发了他们的想象力，这也就是他们为什么动足脑筋试图把那四种已知的场统一到一种。
一种场统治一切，你或许想说。
但是，说起来容易，做起来就难了。
每种场的基本粒子甚至都不同，而且其中之一（引力场）的基本粒子甚至还没有被探测到。
还要考虑激发一个场产生的结果与激发另一个场产生的结果不一样。它们还各自带有不同的电荷。事实上，它们都有着不同的性质：电磁场的效应具有长距性，既可以产生吸引，也能产生排斥，但引力场只有吸引，强相互作用场的效应又是非常短距离，还有……
再有……
要将两种材料变成合金，我们需要将两者加热。两者被加热到足够高温度后会熔化并混合成一种全新的材料，将原先的两种材料同时包含。
要让场融合起来，可以用同样的办法。但所需要的能量大得无法想象——高达一千万亿度的温度才能让电磁场与弱核力场统一成同一个。
一千万亿度绝对已经超出了我们今天所了解的宇宙范围了。
但未必一直如此。
事实上，这么巨大的能量的确存在过，在很久很久以前，到处都是。那时宇宙还年轻，体积也更小。萨拉姆、格拉肖与温伯格试图在纸上推算出当时自然的表现，他们成功地合并了电磁场与弱核力场，因此发现了电弱场。他们发现在极端条件下，一个单一的场统治着现在由两个不同的场统治的世界：电磁力与放射性。
下一步是将这个新的场与第三个已知的量子场，那个统治夸克与胶子在原子核中相互作用的强相互作用场统一起来。如果能够成功的话，我们或许就能构造出那个被恰当地命名为“大统一理论”的东西。要实现这一点，我们需要更高的能量。
高多少？
一个非常大的数字。大到往上加个十亿度二十亿度都产生不了什么差别的程度。
现在问题是，我们怎么知道这一切都是真实的？
我们怎么知道萨拉姆、格拉肖与温伯格算对了？更何况除了觉得“一”比“三”或“四”更合理之外，我们又怎么知道真的有个大统一理论有待发现？
因为在将现有的场统一起来建立一个新的场的过程中，物理学家预言这个新的场或许有着自己的基本粒子和作用力携带者。为了验证这些，他们建造了粒子加速器，已经存在的粒子在其中互相撞击。不仅粒子被撞碎，向我们展示自己由什么构成，撞击发生处周围的巨大能量还能激发沉睡于我们这片宇宙中的场。
到二〇一五年为止，这种撞击所产生的最大能量相当于在撞击处形成十亿亿度的高温。这听起来像是很高的能量，但记住我们谈论的是粒子加速器，它加速的不是奶牛或行星，而是小到不能再小的粒子。从现实的角度，这种微观粒子撞击产生的能量都不足以让蚊子飞起来，但在局部，这种撞击所释放的能量巨大。就像萨拉姆、格拉肖与温伯格预言的那样，全新的粒子（确切地说，W和Z玻色子）被创造出来——只有从电弱场的角度考虑才能合乎逻辑的粒子出现了。
我不知道你对此作何感想，但每一次此类成就都让我惊叹不已。
引力在这里又处于什么角色？要将四种场统一成一个，我们必须也考虑引力，为什么把它落下了？回答这个（棘手的）问题将是本书第七部分的目标。
但不要失去耐心，因为掌握了你现在看到的一切，就已经学到了我们对于构成你自身的物质所能够了解到的几乎所有一切，除了一个例外：你的质量。
这样说吧，你或许会惊讶自己怎么从来没有听人说起过：它看起来是一个很重要的问题，是不是？
好吧，质量来自何处？
你已经知道，恒星在其内部将小的原子核锻造成更大的原子核。
那么恒星是不是也会创造质量？
不，不是的。
恰恰相反。
由于聚变过程中显得多余的胶子遭到“驱逐”，聚合后的中子和质子损失了部分能量，根据爱因斯坦的方程式E=mc²，因此它们也就损失了部分质量。这就是恒星闪耀的能量之源。在前面你已经看到这个发生过程了。但这个过程还能让你了解到更多：如果逐出胶子而使得原子核损失了质量，这就意味着胶子就是质量。就是说，这部分原子的质量恰恰来自将夸克禁锢起来的虚拟胶子浓汤。实际上，当科学家们对此展开细致研究时，他们意识到这种存在于宇宙中所有中子和质子当中的“胶子浓汤能量”能够用来解释我们所知的非常多的物质的质量。非常多。但还不是全部。
例如，它没有告诉我们，为什么夸克和电子带有质量。或者它们是如何变得有质量的，因为它们曾经是没有质量的呀。
萨拉姆、格拉肖和温伯格的研究表明，在很久以前，当极其年轻的宇宙发生膨胀并逐渐冷却下来时，电弱场一分为二成为电磁场和弱场。不过我在前面没有告诉你的是，要使这种情况发生，必须存在另外一个场。
另外一个量子场，它有自己的作用力携带者及其他所有的东西。
这些作用力携带者并不携带你在前面已经遇到过的所有作用力，但是又不存在其他起作用的某种作用力……那么它们是怎么做的？
它们令一些粒子带有质量，另外一些却没有。例如光子和胶子并没有感觉其存在，并且它们仍旧不会有这种感觉。它们能够无视这个场穿行而过。因此它们就依然保持不带质量，到今天仍旧以光速运行。
但是夸克、电子和中子却意识到这个场的存在，于是变得带有质量。因此，它们无法做到以光速运行。
还是这个问题，我们怎么知道这就是真相？我们怎么知道这个神秘的场给了我们宇宙中所有有质量的粒子以质量？
好吧，与所有场一样，这个新的场也应该有它自己的基本粒子。
如同预料之中，它们不是那么容易见到或检测到。
根据计算，为了唤醒它们，需要巨大的能量——比电弱场所需要的能量都大。然而听起来难以置信，在二〇一二年，科学家们终于在位于瑞士日内瓦附近的欧洲核子研究中心最强大的粒子加速器LHC中唤醒了它。他们探测到属于这个场的一种基本粒子。这是整个拼图中缺掉的一块。我们宇宙中所有带有质量物质的质量起源，无论是否归因于胶子，种种猜想那时才真相大白。
这个发现真正证实了物理学家们一直走在正确的道路上。
媒体们称它为“希格斯粒子”（虽然或许存在着许多种不同的希格斯粒子），于是它的场的名字叫希格斯场或希格斯-恩格勒特-布鲁特场。英国理论物理学家彼得·希格斯(Peter Higgs)与比利时理论物理学家弗朗索瓦·恩格勒特(François Englert)因这个发现共同分享了二〇一三年的诺贝尔奖（他们和罗伯特·布鲁特早在四十多年前就预言了这个事实。遗憾的是，布鲁特于二〇一一年去世）。简短地说，他们发现了在一百三十八亿年前，当我们的宇宙冷却下来时，质量是如何产生的。这是一个了不起的功绩，无论对他们来说，还是对整个人类来说。
这个发现登上了各类媒体的头条，不过尽管如此，这里还是有必要强调一下希格斯场并不能解释所有物质的质量起源，它只能解释其中的一部分。就像我们在前面所说的，中子和质子的大部分质量来自将夸克束缚在其边界之内的作用力，来自夸克-胶子浓汤。如果希格斯场突然失效了，那么夸克就会变成没有质量，我们也会死亡。但质子和中子的质量却几乎不会改变。
既然强作用力场对于我们存在物的质量如此关键，既然你知道所有我们已知物质的质量来自何处，现在，回想一下那些你在本章开头看到的从真空冒出来的粒子。你看到了它们……但你还是不要看到的好。天下没有免费的午餐，大自然不会允许粒子凭空出现，而不付出代价。
这个代价，你马上就要看到，就是一种新的物质的存在，它的名字叫作“反物质”。
爱德华·威滕是被称为弦理论的奠基人之一，你会在本书第七部分结束时了解这些。顺便说一句，他是第一位也是至今唯一一位被授予菲尔兹奖（相当于数学界的诺贝尔奖）的物理学家。
当我们的电子产品越来越小时，工程师们也越来越需要考虑这种效应。
对于夸克也是如此，同样适用于质子、中子、光子或任何其他什么量子场的基本粒子。
记住：原子核中质子和中子的数量越多，所需要看守夸克待在“监狱”里的胶子数量就越少。
LHC代表大型强子对撞机，所有能与强相互作用场发生相互作用的粒子都被称为“强子”。质子就是强子的一种。LHC的作用基本上就是让质子带着相当强大的能量互相碰撞。
诺贝尔奖仅授予在世的科学家。