网易首页 > 网易号 > 正文 申请入驻

深层解读:万事万物的质量到底是怎么来的?

0
分享至

质量之谜,一个宇宙的深邃课题,涉及的不仅仅是物理学的深度,更有着基础科学的核心之问。

让我们先回到基础:质量究竟是什么?一个初看之下显得简单的提问,要详尽阐述却颇为艰巨。

物理界有其独特的方式界定物理量——通过测量手段来定义。

于是乎,牛顿的第二定律,为我们提供了这样一种定义:一个物体受到的外力与其加速度呈正比,而质量,便是那个比例常数。

在万有引力公式里,质量又一次登场,这一次,它是一个更为复杂的比例因子。

上述两种定义中所提及的质量,就是我们通常所讲的惯性质量和引力质量。

而爱因斯坦之所以名垂千古,在于他揭示了一个惊人的真理——所谓的等效原理,即惯性质量与引力质量本质上无异,或者说,我们可以将引力视为不存在,而将引力效应视作物体处于非惯性系中。

此一深邃洞察,引领爱因斯坦推演出著名的广义相对论,描绘了引力如何弯曲时空的图景,并用数学公式来表达。1919年,天文学家观察到太阳附近的光线弯曲,证实了爱因斯坦的理论。

然而,我们对质量的理解依旧停留在表象层次,尚未触及质量的实质,我们更多是通过质量引发的物理效应来间接理解它,说穿了,我们并不明白为何万物皆有质量。

既然万物皆由基本粒子组成,若能弄清基本粒子的质量来源,便能知晓万物的质量之源。

事实上,对基本粒子的探究早已展开,且由此建立了标准模型,将纷繁复杂的粒子世界划分为两大类:费米子与玻色子。

费米子,即我们所熟悉的基本粒子,例如电子与夸克。而玻色子,则像胶水般将费米子结合,诸如光子、胶子等。

比喻来说,费米子如砖块,玻色子如水泥,两者结合构筑成宏观世界的高楼大厦。

然而,标准模型并非完美无缺,它有一严重的不足,曾让物理学家们陷入困境。规范玻色子W与Z,本不该有质量,但实验表明它们不仅有质量,且质量颇大。

若不能解释W与Z玻色子的质量之谜,则标准模型或规范理论的正确性将遭受质疑。

幸运的是,在W与Z玻色子被发现前,科学家已提出希格斯机制,该机制能赋予规范玻色子质量,同样适用于费米子。

一开始,希格斯机制仅是假想理论,尽管巧妙解释了基本粒子的质量,却备受质疑。原因在于,希格斯机制中必须存在希格斯粒子,而科学家们一直未能找到其存在的实证。

科学的进展依赖于实验,任何理论若无法经受实验的检验,无论它多么完美,科学家们都不会接受。同时,理论需做出预言,通过实验和观察来证实,理论才能得以立足。

终于,在2012年,科学家们在实验室中发现了希格斯粒子,这一重大发现为希格斯机制提供了实证。

那么,希格斯机制究竟是如何让万物获得质量的呢?

从专业的物理学角度解释可能稍显复杂,需要引入自发对称性破缺等概念及复杂的公式,为避免晦涩难懂,这里以通俗方式解释:原本,所有基本粒子都是无质量的,但引入希格斯粒子后,两者发生相互作用,如同我们在风中或水中奔跑受到阻力一样,由此获得质量。受到牵连越大,质量也越大。

然而,希格斯机制虽解释了基本粒子的质量,却未完全解答宏观物体的质量来源之谜。

中子和质子的质量,并非简单等同于其组成夸克的质量之和,这二者之间存在巨大差异。

我们知道中子质子由三个夸克构成,理论上讲,其质量应等同于三个夸克的质量,但实际上,三个夸克的质量仅占中子质子的1%,剩余的99%质量何来?

物理学家们后来发现,这99%的质量源自强相互作用,三个夸克通过强相互作用紧密束缚,形成了强大的束缚能,也是那丢失质量的来源。

强相互作用不仅将三个夸克束缚,也把中子质子束缚成原子核,这是核能的来源。

至此,我们似乎已明了万物的质量之源。然而,这只是冰山一角。

我们所了解的物质,仅占宇宙的5%,而暗物质和暗能量,它们才是宇宙的主宰。更令人不安的是,对于暗物质和暗能量,我们知之甚少。

暗物质的引力作用表现在我们的宏观世界,意味着它具有质量,但我们对这种质量的来源所知甚少。因此,人类对质量本质的探索,依旧任重而道远。

特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。

Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.

相关推荐
热点推荐
面对美国“台湾地位未定论”,郑丽文重磅发声,赵少康表态不一般

面对美国“台湾地位未定论”,郑丽文重磅发声,赵少康表态不一般

DS北风
2025-09-18 17:47:04
2025,女优行业新潮流下,谁能乘风破浪成一线宠儿

2025,女优行业新潮流下,谁能乘风破浪成一线宠儿

素然追光
2025-09-19 03:45:03
北大“韦神”换新发型,照片曝光后,网友:不想有这种儿子!

北大“韦神”换新发型,照片曝光后,网友:不想有这种儿子!

观察鉴娱
2025-09-19 09:14:54
算盘落空!张维伊一家算计董璇让出财政大权,网友一语道破内情

算盘落空!张维伊一家算计董璇让出财政大权,网友一语道破内情

东方不败然多多
2025-09-20 01:23:53
中国的“第一仗”,可能要在黄岩岛打响了!

中国的“第一仗”,可能要在黄岩岛打响了!

荆楚寰宇文枢
2025-09-19 19:18:52
山东男子当街将70岁老母双腿打断,得知真相后,众人都说老母该死

山东男子当街将70岁老母双腿打断,得知真相后,众人都说老母该死

神奇的锤子
2024-09-02 16:01:35
东京田径世锦赛最新奖牌榜:美国单日3金2银,中国20日冲2金

东京田径世锦赛最新奖牌榜:美国单日3金2银,中国20日冲2金

墨史轩
2025-09-20 00:30:38
董军发统一强音,不到24小时,美媒放出消息,特朗普叫停对台军援

董军发统一强音,不到24小时,美媒放出消息,特朗普叫停对台军援

大白话瞰世界
2025-09-19 15:07:21
普京:俄军前线作战人数 超70万

普京:俄军前线作战人数 超70万

每日经济新闻
2025-09-19 16:31:48
中方担心的发生了,300辆列车滞留边境,白俄增兵,中欧班列已断

中方担心的发生了,300辆列车滞留边境,白俄增兵,中欧班列已断

壹知眠羊
2025-09-16 19:30:06
湖南省高速公路集团原副总经理王辉扬被开除党籍

湖南省高速公路集团原副总经理王辉扬被开除党籍

界面新闻
2025-09-19 10:01:45
太心疼!上海籍运动员遭疯狂网暴,3人被采取刑事强制措施!竞技场不是暴力场

太心疼!上海籍运动员遭疯狂网暴,3人被采取刑事强制措施!竞技场不是暴力场

新民晚报
2025-09-18 21:10:48
男篮目前具有世界级只有两名,准世界级有三名

男篮目前具有世界级只有两名,准世界级有三名

大眼瞄世界
2025-09-19 23:21:56
国际足联公布最新国家队排名:西班牙男足时隔11年重返世界第一

国际足联公布最新国家队排名:西班牙男足时隔11年重返世界第一

极目新闻
2025-09-18 17:49:21
小米粥再次成为关注对象!医生发现:常吃小米粥,身体或有4改善

小米粥再次成为关注对象!医生发现:常吃小米粥,身体或有4改善

素衣读史
2025-09-19 16:29:34
中欧班列因欧盟边境关闭而停运,王毅专机抵达,形势异常紧张。

中欧班列因欧盟边境关闭而停运,王毅专机抵达,形势异常紧张。

仙味少女心
2025-09-19 02:35:10
已成主力!罗马诺:曼联认为霍伊伦将被买断,5000万几乎确保进账

已成主力!罗马诺:曼联认为霍伊伦将被买断,5000万几乎确保进账

直播吧
2025-09-19 19:04:02
北京市唯一千亩梯田景观200余亩农田已被认领

北京市唯一千亩梯田景观200余亩农田已被认领

新京报
2025-09-18 13:36:39
不装了,荷兰就光刻机对中国亮明态度,日媒:我们“上当”了

不装了,荷兰就光刻机对中国亮明态度,日媒:我们“上当”了

甜柠聊史
2025-09-19 08:07:04
谁能认出这是全红婵?长相+身材都变了,网友:不可能回到过去了

谁能认出这是全红婵?长相+身材都变了,网友:不可能回到过去了

念洲
2025-09-17 06:56:45
2025-09-20 05:16:49
宇宙时空 incentive-icons
宇宙时空
热衷于宇宙和时空探索
11112文章数 95532关注度
往期回顾 全部

头条要闻

山东入室被抢男婴到15岁没见过汽车 养家从不让他出门

头条要闻

山东入室被抢男婴到15岁没见过汽车 养家从不让他出门

体育要闻

从轮椅到铜牌 他熬了7年:下个目标唱国歌!

娱乐要闻

全智贤被全面抵制!相关代言评论区沦陷

财经要闻

习近平同美国总统特朗普通电话

科技要闻

直击iPhone 17开售:消费者偏爱银色橙色

汽车要闻

对话周光:一个技术理想主义者的“蜕变”

态度原创

数码
时尚
教育
本地
公开课

数码要闻

750万小米空调升级10年免费包修:为用户节省15亿元

卡其裤+蓝衬衫,简单高级

教育要闻

TTS新传论文带读:气候传播?南方转向?这俩可以合在一起说嘛?

本地新闻

大学生军训哪家强,广西申请“出战”!

公开课

李玫瑾:为什么性格比能力更重要?

无障碍浏览 进入关怀版