关于物质的思考由来已久，在古希腊有一群人被称为原子论者，他们当时认为原子必定是有重量的。而到了艾萨克·牛顿的时代，他则认为，质量只不过是物质的量，也就是一个物体所包含的物质的数量多少。
从表面上看，这是一个合乎逻辑的结论，没有什么争论的必要。你想想，质量只是一个我们每天都能遇到的寻常物理性质，没什么神秘的。每天早晨称体重的时候，在健身房里举铁的时候，或是被什么东西绊倒的时候，我们都会感受到牛顿的经典质量观。
再比如，当你翻开一本书或者是其他什么东西，无所谓，反正都一样。无论你手上拿的是什么，都可以相当确定地说，它们是由某些材料制成的——纸张、卡片、塑料，或许是装载着一些电子元器件的印刷电路板，又或者是其他什么东西。无论它由何种材料制成，我们都可以将它称为物质，它们都具有一种固有性质，那就是质量。
问题来了，物质又是什么呢？
在学校的课堂上我们都曾经听老师讲过这个问题，物质并不是无限连续的，而是离散的，这似乎与古希腊的一些哲学家在近2500年前曾推测的“物质是‘块状’的”不谋而合。
我们还用纸来举例子，纸是把纸浆中湿润的纤维紧压在一起而制成的，而纸浆是由像纤维素这样分子构成的，然后分子又是由像碳、氢、氧这样的原子构成的。如果在进一步对原子进行深层次的了解，我们就会发现原子的内部大部分是中空的，只有一个小小的、由质子和中子组成的原子核，周围有一些电子环绕着它。
等等，还没完。
质子和中子并不是最终的答案，它们还能被继续划分为更小的单位。科学家已经把目前为止找到的物质最基本的组成部分称为“基本粒子”。根据这一定义，质子和中子显然不属于基本粒子，因为它们是由不同种类的夸克构成的，这些夸克则是被一种传递力的虚粒子——胶子连接在一起的。
是不是有些复杂了？
经过一代又一代科学家的不懈努力，我们已经可以像剥洋葱一样，一层一层地揭开物质内部的构造。从纸、卡片、塑料，到分子，到原子，到质子和中子，再到夸克和电子。随着我们一层一层地往下，我们发现的物质组成也越来越小。
凡事都有极限，就像古希腊的哲学家们曾推测的那样，我们最终会遇到一些最最基本的、不可分割的物质，宇宙万物都是由这些物质构成的。无论这种最基本的物质是什么，它只有一种基本形式，或者说，这样的假设最为简洁。
1930年，英国物理学家保罗·狄拉克将这一假设称为“哲学家的梦想”。当时的物理学界普遍认为，所有的物质都是由带正电荷的质子和带负电荷的电子这两种基本粒子构成的。
狄拉克还曾经认为自己找到了统一两种粒子的办法，他提到“哲学家的梦想”后还说：“我们有理由相信，电子和质子并不是没有关联的，它们只是同一种基本粒子的两种表现形式。”那时人们面临的情况还不像现在这么复杂，甚至连中子都还没有被发现，中子是在1932年由詹姆斯·查德威克发现的。
狄拉克这一回错了，他在研究有关电子的量子力学新理论时推导的数学方程中偶然发现了结果，但是这个结果并不是质子和电子之间的基本关联，而是一种与人们以往认知完全不同的物质，我们今天称之为反物质。他预言的带正电荷的实体并不是质子，而是几年后在关于宇宙射线的研究中发现的反电子。
从此，科学家们面对的局面越来越糟，所谓哲学家的梦想似乎变成了噩梦。物理学家们面对的远远不只是“两个基本粒子之间是否有某种关联”这么简单的问题了，而是一个由不同种类的粒子组成的“花花世界”，其中许多粒子的性质从未见过。
一个简单而无可置疑的事实摆在我们面前，现代科学已经打破了我们在物理学中所有下意识的判断，尤其是在关于物质本质的方面。
宇宙的基础并没有像我们曾经想象的那样坚实可靠，正相反，它是由某种量子的“鬼魂”和“幻影”构成的。不仅如此，从今往后的某个阶段开始，我们甚至对“质量”——这个在物理学、化学和生物学的方程式中无处不在的m，一个无比熟悉的概念也失去了把握。
许多不断出现的问题在持续地挑战着牛顿爵爷的观点。
有时一个电子会如幽灵一般同时通过两个相距很近的狭缝，却只在远处的探测器上留下一个点，那么在这整个过程中，这个被认为是“不可分割”的基本粒子的质量发生了怎样的变化呢？
爱因斯坦最为著名的质能方程说明质量和能量等价并且可以互相转化，这到底意味着什么呢？
有关质量的问题还远不止于此。
粒子物理中所谓的“标准模型”对基本粒子和力给出了迄今为止最为完备的描述，在这个模型中，粒子被量子场所取代。可量子场到底是什么呢？
在时间和空间中分布的量子场又是如何拥有质量的呢？
物理学教材上说，基本粒子通过与希格斯场的相互作用而获得质量，这究竟意味着什么？
组成质子的3个夸克的质量总和也只有质子质量的1%，那剩下的质量到底来自何处？
现在我们根据暴胀大爆炸宇宙学的标准模型可以得知，我们一直以来都很熟悉的由质子和中子组成的所谓“重子”物质，只占到宇宙总质能的不到5%。而剩下的质能中，暗物质占了大约26%，其余的69%则被认为是暗能量，这是一种充溢于空间的能量，时空膨胀的加速正是由其驱动的。
你看只是简简单单的质量怎么会牵扯出如此复杂和艰深的问题呢？
从这一期开始，我会试着解释我们对物质本质的认识、对质量起源的认识，以及在其影响之下，我们认识物质世界的方式是如何产生了翻天覆地的变化的。
今天就先唠到这里吧，咱们下次再聊。
“科学大唠嗑”是悦读读书会新增添的一个栏目，每周更新一次，作者是书友们所熟悉的“牧羊人”张喆老师。他曾组织过我们读书会开展天文线下活动，也是《时间简史》、《上帝掷骰子吗？》的领读者。对于天文爱好者，此栏目是一个相当大的福利。对天文还未有过了解的书友们，这也是一次增长天文知识的机会。期待张老师下一次更新！
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