质量到底是什么？
牛顿的质量
牛顿第必然律描述：
任何物体都要连结匀速直线活动或静止状况，直到外力迫使它改变活动状况为止。
牛顿第二定律描述：
物体加快度的大小跟感化力当作正比，跟物体的质量当作反比，即F=ma，a=F/m
这两句话翻译过来，假设宇宙中有一个不受任何力感化的星球，它以一个初速度在宇宙中飘零着，若是它一向不受任何力的感化，那么这颗星球就会沿着初始的偏向匀速活动下去，独一能让它改变的外力。若是给星球装一个像《三体》中的策动机，当策动机持续赐与星球一个恒定的力，力的感化结果会表现在速度改变上，力越大加快度a就越大，而同样的力若是感化在一个质量较小的星球上，加快度就会更大。是以按牛顿的描述质量是物质的一种量，这种量决议了物质受到外力时，改变活动状况的水平，质量连结物质原本的“习惯性”状况，是以第必然律也称为惯性定律，说了这么半天，现实上牛顿并没有诠释质量到底是什么？质量到底是怎么来的？
爱因斯坦说质量就是能量
1905年，爱因斯坦连发了多篇创宿世纪的巅峰论文，杨振宁回首说：
爱因斯坦激发了人类关于物理宿世界的根基概念—时候、空间、能量、光、物质—的三大革命。
此中一篇论文让我们对证量有了一个新的熟悉，该论文的标题问题是一个问题《一个物体的惯性是否与它所含的能量有关?》，论文中他本身赐与了一个必定的回覆：一个物体的惯性质量是由该物体所含的能量决议的，质量就是能量。而能量与质量的关系就是大师所熟知的质能等效方程：
E为能量，m为质量，c为光速约为30万公里/秒，这预示着细小的质量能释放出庞大的能量。下面是人类的第一颗氢弹“迈克”，在岛上测试的画面，这颗氢弹爆炸的能量仅仅是大约500克的物质被转化为纯能量。
物质的组成
现实上，更严谨的说质量应该是能量的别的一种形式。质能等价源于爱因斯坦经由过程对《狭义相对论》质量与速度的关系的推导而来是一个物理与数学的成果，描述了质量是什么，可是还没有讲清晰质量为什么是能量，能量是什么来的，是以我们需要对物质进行拆解，看清晰物质最深处到底发生了什么。
水由水分子组成，分子有原子组成，原子又由原子核与核外电子组成，当我们继续深切会发现原子的成果大部门是空的。在微不雅层面，电子距离原子核很是远，它的质量太小，可以忽略不计。因为对撞机的呈现，人类发现固然原子核中的质子与中子占有了物质大部门质量，但它们也是由更小的粒子构成。
图：粒子尺度物理模子，这里粒子组成了宇宙的万物
跟着科学与科技程度的不竭前进，人类发现的粒子越来越多，在2012年，我们发现领会释万物质量之源——希格斯玻色子。
四鼎力
这些粒子之间都遵守着各自的法则，会与本身有联系的粒子进行四大彼此感化，这就是物质大部门能量的来历。
电磁彼此感化（电磁力），这个是我们最熟悉的，电子带负电，质子带正电。麦克斯韦同一了电磁学描述了转变的电磁会发生转变的磁场，转变的磁场又会发生转变的电场，电与磁发生电磁波，电磁波又是广义上的光，按照波粒二象性，光既是波又是粒子，是以我们可以看做电磁力现实上就是原子中光子被扔来扔去，进行电磁力的传递。我们日常生活本家儿要的力都是电磁力。
强彼此感化（强力），上述我们说过中子、质子并非最小的粒子，每个质子（中子）都由三个夸克构成，有一种粒子就像胶水一样把三个夸克不变住，既不会挨的太近，也不会离得太远。电磁学也称为电动力学，而强力的彼此感化源于胶子与夸克之间的量子色动力学，简单理解为夸克把胶子扔来扔去，然后在扔胶子的时辰本身会变色，具体源于夸克子内涵性质，这里不深切了。因为强力可以把带正电的质子都给捆在一路，感化大于它们之间彼此排斥，是以我们称之为强力。
引力，传递引力的粒子——引力子人类今朝还在苦苦寻找之中，您可以把引力子想象当作物质就像两小我背对着坐在分歧的船上，扔盘旋镖，每次接到镖的感化就会标的目的对方接近。
弱彼此感化（弱力），弱力我们较为熟悉就是核辐射。原子都是呈中性的，带正电的质子有几多，核外跟着的电子就要有几多。当原子良多时，核外的电子就越难以约束，原子就会衰变，此中有一种衰变称为β衰变，过程就是原子核俘获核外电子使一个质子经由过程夸克的颜色的改变，酿成中子，或者中子释放电子形当作质子，这过程需要经由过程玻色子来传递能量。
能看到这里的都是兵士，很繁琐，很费劲，科学家也是这么想的，是以他们也想能不克不及只用一种体例就能描述四高文用力，而且科学家发现质量问题并没有在这四鼎力中完美解决。
四大彼此感化之间的排斥与粘合感化使万物有了组合的框架，组成了物质，但科学家经由过程对撞机获得感化力之间的能量，并经由过程E=mc^2把能量换算当作质量时，发现强彼此感化间的质量多了1%，那么只能是夸克身上还存在着某种能量，也就是夸克本身带有1%的质量，那么这个质量又是谁给的？
希格斯机制
“场”的概念源于数学家外尔，这是被寄予同一四鼎力的理论，是以称为“规范场”。它可以直接诠释电磁场。
杨振宁和米尔斯经由过程对规范场进行微调把弱彼此感化囊括在内，称为杨米尔斯理论，也就有了弱力场。盖尔曼看到了杨米尔斯理论，灵光一闪在这杨米尔斯理论根本上又进一步微调，把强力也收录进来，有了胶子场。
此时只剩下引力子还由《广义相对论》所描述，而且有很主要的一点，一起头大师认为所有根基粒子都是没有质量的，质量源于费米子在玻色子形当作的场中活动。
而夸克本体质量的呈现让科学家意识到粒子是自有质量的，并且它们还发现电子与传递弱力的W、Z玻色子也是有质量的，于是起头有科学家认为，在分歧的场中，必然还有一个大场在源源不竭地付与粒子质量，只不外它存在一种机制，使部门粒子有质量，部门没有质量，这个机制就是希格斯机制。
2012年，欧洲核子研究中间在对撞机中发现了希格斯玻色子。希格斯机制简单理解就像是整个宇宙就像海洋中布满着希格斯“海水”（希格斯场），海水的冲击使粒子具有了必然的能量，粒子受到的冲击越大，粒子获得能量也就越大，表现出来的质量也就越大，而光子与胶子并不会受海水影响，是以光子可以宇宙中最极致的速度传递能量与信息，感化与否、大小取决于粒子内涵的自旋和角动量。终于人类找到了万物质量最后一块拼图，诠释了质量源于能量，能量源于粒子在场中活动。
