打破"浓汤"谎言：重新认识希格斯场与物质质量（二）

接着谈谈阅读介绍希格斯玻色子的科普书《不可思议的海洋》的一些体会。

上次说到，科学家为了吸引大众对科学的兴趣，有时候也会使用一些噱头，比如将希格斯玻色子称为"上帝粒子"。其实这个名称有些夸张了。现在希格斯玻色子只能在大型强子对撞机（LHC）中产生，而且寿命极短，一眨眼就衰变成了其他的粒子。所以在日常生活中，我们几乎完全看不到它，更不用说发挥什么作用了。

同时，物理学家为了让普通人也能理解他们的工作，在希格斯玻色子的发现获得诺贝尔奖之后，科学家们也发明了很多善意的"谎言"来向公众解释这一发现。希格斯玻色子之所以会被夸张成"上帝粒子"，是因为有一种说法：产生它的希格斯场让组成普通物质的基本粒子（比如电子和夸克）获得了质量。这和宗教当中上帝是造物主的概念有些许相似。

但是，实际上后面会谈到这个问题的，我们身体组成的质量中的绝大部分其实和希格斯场并没有什么关系。为了解释希格斯场是如何赋予基本粒子以质量的，并且能够让普通人理解，科学家们编排了这样的一个"谎言"：

首先，一个前提是宇宙中存在没有质量的粒子，比如我们非常熟悉的光子。它的运动速度就是爱因斯坦发现的宇宙速度的上限——光速。而像电子这样构成普通物质的粒子，因为具有质量，所以无法被加速到光速。科学家们就这样向普通人科普：希格斯场就像一种特殊的、充满整个宇宙的"浓汤"。它不会阻碍光子以光速运动，但会和电子、夸克相互作用。对电子和夸克来说，在希格斯场中穿行就像在粘稠的浓汤中滑行一样，速度被减慢了。因为有质量的物体是无法被加速到光速的，因此，就是这种像浓汤一样的希格斯场环境赋予了电子等基本粒子质量。

这个"谎言"的优点是它非常容易理解，只要短短几句话就可以给一个完全不懂的外行解释清楚。但问题是它仅仅只是说了实际情况的很小一部分，而且还破坏了物理学中神圣的伽利略相对性原理。比如说，匀速直线运动是物体最自然的状态，如果一个物体不受外力的话，它会保持自己的速度不变。而且也没有绝对静止的事情，所有的静止都只是相对静止而已。如果希格斯场是这样一种充满宇宙的浓汤的话，那它就是一个绝对静止的参照系了。

同时，按照我们生活中的经验，一个物体在这样粘稠的环境中滑行，它的速度最终会减为0，也就是绝对静止状态。但电子的速度虽然无法达到光速，在不受外力影响的情况下，它也会保持自己的速度不变，并不会出现速度下降。

所以书作者的目的就是要提出一个更符合物理学现实的类比。当然要掌握并理解它就不是一两句话能够说清楚的。首先，这个类比不能够破坏伽利略的相对性；其次，我们还要理解质量到底是什么；最后还要去探索基本粒子长什么样，真的正如它的名字所暗示的那样是一些非常微小的小球吗？

伽利略的相对性原理应该在初中和高中物理中都详细地讲授过，刚才我也提到了。现在来看第二个问题：质量到底是什么？这也是造成这个问题非常费解的一个主要原因，就是很多物理学上的概念和我们通常被灌输和认识的概念是不一样的，其中质量也是这样一个。

作者提到，在美国高中的化学课本上，质量的定义是"物质的量"。如果我没记错的话，中国的课本，甚至物理课本上也是使用了这个定义。实际上，质量的真正定义应该从牛顿第二定律出发，也就是F=ma。用通俗的语言来说，物理学上质量的定义就是：改变一个物体运动状态的困难程度。对一个很重的物体，在地球上推动它是需要很大的劲的。当然这里面有很大程度是摩擦力在起作用。在失重的环境下不存在摩擦力，但对于一个这样大的物体，仍然需要更大的力气才能够赋予它一定的速度。更简洁的语言来说，质量是衡量物体惯性大小的量。

物体惯性的来源又是什么呢？这就要提到爱因斯坦那个著名的方程了，也就是E=mc²。把这个方程稍微变换一下，等号两边同时除以光速的平方，我们就得到了：质量就是能量除以光速的平方。而光速是一个常数，这个方程告诉我们物体的质量（也就是惯性的大小）来源于能量。

是什么能量呢？这个能量是指束缚在物体内部的、还没有释放的能量。我们压紧一根弹簧不把它松开，那么弹簧的内部就积蓄了势能。这时根据爱因斯坦的质能方程，弹簧的质量其实是增加了的，当然这个增加的数量几乎小到我们难以测量得到。

组成我们身体的原子所包含的原子核是由质子和中子组成的。质子和中子又是由夸克组合而成，夸克是靠着胶子连接在一起的。它们就像很多个小弹簧拉在一起，在这些"小弹簧"当中就蕴藏了巨大的能量。这些能量构成了我们人体绝大部分质量的来源。

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接着说一说阅读西格斯波色子的科普书不可思议的海洋一些体会。上次说到科学家，为了吸引众科学的兴趣，有时候也会使用一些兴头。比如将基格斯波斯子称为上帝例子。其实这个名称夸张了所在西格斯波瑟子只能在大型LHC大型强子对撞机中产生，而且寿命极短，一眨眼就衰，变成了其他的例子。所以在日常生活中，我们几乎完全看不到他，更不用说发挥什么作用了。同时，物理学家为了让普通人也能解了工作。在西格斯波瑟子的发现获得诺贝尔奖之后，学家们也发明了很多善意的谎言。其同公公解解释释发现，这个是波色子之所以会被夸张成上帝粒子是因为有一种说法产生它的细格磁场，让成普通物质的基本粒子，比如电子和夸克获得了质量。这和宗教当中，上帝是造物主的概念，有些许相似。但实际上后面会谈到这个问题的，我们组成我们身体的质量中的绝大部分。其实和细格磁场并没有什么关系。为了解释细格市场是如何赋予基本粒子以质量的，并且能够让普通人理解科学家们编排了这样的一个谎言，就是首先一个前提是宙中存在没有质量的粒子。比如我们非常熟悉的光子，它的运动速度就是爱因斯坦发现的宇宙速度的上限光速，而像电子这样的构成普通物质的粒子，因为具有质量，所以无法他们加速到光速。这科学家们就这样，这像普通人科普和西格斯场，就像一种特殊的充满整个宇宙的浓汤是相互作用，也就不会阻碍光子与它的宙速度的上限运动。但是它会和电子夸克相互作用。电子电子和夸克来说说，在整个磁场中穿行，就像有质稠的浓汤中滑行一样，速度被减慢了。因为有质量的体无法法加速到光速的。因此这指这种就是西哥斯场这样像浓汤一样的环境，赋予了电子基本粒子质量。这个谎言的优点是，它非常容易理解，不要短短几句话，就可以给一个完全不懂的外行解释清楚。但问题是，它仅仅只是和拉实际情况的很小一部分，而且有着，而且还破坏了雪中神圣圣伽利利略。相对就就是说匀速直线运动物物体最自然状状态。如果一个物体不受外力的话，它会保持自己的速度不变，而且也没有绝对静止的器。所有的静止都只是相对静静而状。如果一个市场是这样一种绝对静止的参态的话，那他就是一个绝对静止的参照器了。同时按照我们生活中的经验，一个物体，它相对静止的环境中滑行，它的速度最终会减为零，也就是绝对静止状态，但电子的速度虽然无法达到光速，但在不受电磁场影响的情况下啊，也会保持自己的速度不变，并不会出现速度下降。所以说作者的目的就是要提出一个更符合论现实的类比。当然要掌握并理解它就不是一两句话能够说清楚的。首先这个类比不能够破坏伽利略的相对性次，我们还要理解质量到底是什么。最后还要去探索基本例子，长什么样？真的在它的名字所暗示的那样，是一些非常微小的小球吗？压利略的相对性原理应该在初中和高中物理中都详细的讲受。我刚才我也提出到第二二个，现在第二个问题质量到底是什，这也是很容易，这也是造成这个问题非常费解的一个主要原因就是很多物理学上的概念和我们通常被灌输和认识的概念是不一样的。其中质量也是这样一个。作者提到，在美国高中的化学课本上，质量的定义是物质的量。如果我没记错的话，中国的课本甚至物理课本上也是使用了这个定义。实际上什么是质量的真正定义应该从牛顿第二定律出发，也就是f等于MA,或者说用通俗的语言来说，物理学上质量的定义就是变一个物体运动状态的困难程度。作为一个很重的物体，在地球上也要推动，它是需要费很大的劲的。当然这里面有有很大的程度是摩擦力在起作用，在适重的环境下不存在摩擦力。但对于一个质量大的物体，仍然需要更大的力气，才能赋予它一定的速度。更简洁的语言来说，质量是衡量体惯性大小的量体惯性的来源又是什么呢？这就要这就要提到爱因斯坦那个著名的方程呢，也就是e等于MC方，把这个方程稍微变换一下，等号两边同时除以光速的平方，我们就得到了质量，就是能量，除以光速的平方。而光束这一个常数这个方爱因斯坦的这个方程告诉我们，物体的质量，也就是惯性的大小来源于能量是什么？能量呢？这个能量是指束缚在指内部的，还没有释放的能量，束缚在物体内部的能量能压紧一块，压紧一根弹簧，不把它松开。那么弹簧的内部就积蓄了弹性势能，这是根据爱因斯坦的智能方程，弹簧的质量其实是增加了的。当然这个增加的度量几乎找到五g的，也不是我们人所和测量得到的。但是组成我们身体的原子所包含的，原子核是由质子和中子组成的。而质子和中子，这是由夸克组合而成。夸克是靠着胶子连接在一起的。他们就像很多个小弹簧能拉在一起，这其中的。而这些小弹簧当中就蕴藏就包含了巨大的能量，就是这些能量构成了我们人体绝大部分质量的来源。

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接着所以说阅读希格斯波瑟子的科普书
不可思议的海洋
一些体会
上次说到
科学家为了吸引众科学的兴趣
有时候也会使用一些噱头
比如将希格斯波瑟子称为上帝逆子
其实这个名称夸张了
现在希格斯波瑟子只能在
大型LHC大型强子对撞击中产生
而且咒命极短
一眨眼就衰变成了其他的粒子
所以在日常生活中
我们几乎完全看不到它
更不用说发挥什么作用了
同时
物理学家为了让普通人也能写的工作
在希格斯波瑟子的发现
获得诺贝尔奖之后
学家们也发行了很多善意的谎言
来向公众解释这一发现
希格斯波瑟子之所以会被夸张成上帝逆子
是因为有一种说法
产生它的希格斯场
让组成普通物质的基本逆子
比如电子和夸克
获得了质量
这和宗教当中上帝是造主的概念有些许相似
但是
实际上后面会谈到这个问题的
我们组成我们身体的质量中的绝大部分
其实和希格斯场并没有什么关系
为了解释希格斯场是如何赋予基本逆子以质量的
并且能够让普通人理解
科学家们编排了这样的一个谎言
就是
首先一个前提是
宇宙中存在
没有质量的逆子
比如我们非常熟悉的光子
它的运动速度
就是爱因斯坦发现的宇宙速度的上限
光速
而像电子这样的
构成普通物质的逆子
因为具有质量
所以无法它们加速到光速
所以科学家们就这样和
像普通人科普
和希格斯场
就像一种特殊的
充满整个宇宙
的浓汤
是相互作用
也就不会阻碍光子
以它的速度的上限运动
但是它会和电子夸克相互作用
电子和夸克来说
在希格斯场中穿行
就像在连球的浓汤中滑行一样
速度被减慢了
因为有质量的体是无法被加速到光速的
因此
就是这种
甚至希格斯场这样
像浓汤一样的环境
赋予了电子基本逆子质量
这个谎言的优点是
它非常容易理解
只要短短几句话
就可以给一个
完全不懂的外行解释清楚
但问题是它仅仅只是
说了实际情况的很小一部分
而且有着
而且还破坏了
理学中神圣的
伽利略相对性
比如说
磷素直线运动是物体最自然的状态
如果一个物体不受外力的话
它会保持自己的速度不变
而且也没有绝对静止的事情
所有的静止
都只是相对静止而已
如果希格斯场是这样一种充满宇宙的浓汤的话
那它就是一个绝对静止的参照器了
同时
按照我们生活中的经验
一个物体
在这样粘稠的环境中
滑行它的速度最终会减为0
也就是绝对静止状态
但电子的速度虽然无法达到光速
但在不受电子场影响的情况下
它也会保持自己的速度不变
并不会出现速度下降
所以书作者的目的
就是要提出一个
更符合论现实的类比
当然要掌握并理解它
就不是一两句话能够说清楚的
首先
这个类比不能够破坏伽利略的相对性
其次
我们还要理解质量到底是什么
最后还要去探索基本粒子长什么样
真的正如它的名字所暗示的那样
是一些非常微小的小球吗
伽利略的相对性原理
应该在初中和高中物理中
都详细的讲授过
刚才我也提到了
现在来第二个问题
质量到底是什么
这也是很容易
这也是造成这个问题
非常费解的一个主要原因
就是很多物理学上的概念
和我们通常被灌输和认识的概念
是不一样的
其中质量也是这样一个
作者提到
在美国高中的化学课本上
质量的定义是物质的量
如果我没记错的话
中国的课本
甚至物理课本上
也是使用了这个定义
实际上
什么是质量的真正定义
应该从尤顿第二定律出发
也就是F等于MA
或者说用通俗的语言来说
物理学上质量的定义就是
变一个物体运动状态的困难程度
做一个很重的物体
在地球上
推动它是需要飞很大的劲的
当然这里面有很大的程度
是摩擦力在起作用
在失重的环境下
不存在摩擦力
但对于一个这样大的物体
仍然需要更大的力气
才能够赋予它一定的速度
更简洁的语言来说
质量是衡量体惯性大小的量
体惯性的来源又是什么呢
这就要
这就要提到
爱因斯坦那个著名的方程了
也就是E等于MC方
把这个方程稍微变换一下
等号两边同时除以光速的平方
我们就得到了质量
就是能量除以光速的平方
而光速是一个常数
这个方程
爱因斯坦的这个方程
告诉我们物体的质量
也就是惯性的大小
来源于能量
是什么能量呢
这个能量是指束缚在
内部的还没有释放的能量
束缚在物体内部的能量
我们压紧一块
压紧一根弹簧
不把它松开
那么弹簧的内部就积蓄了
惯性适能
这是根据爱因斯坦的智能方程
弹簧的质量其实是增加了的
当然这个增加的度量
几乎小到我记得
也不是我们忍受和测量得到的
它是组成我们身体的原子
所包含的原子核
是由质子和中子组成的
质子和中子
这是由夸克组合而成
夸克是靠着胶质连接在一起的
它们就像很多个小弹簧
拉在一起
这其中的
在这些小弹簧当中
就蕴藏
就包含了巨大的能量
甚至这些能量
构成了我们人体
绝大部分质量的来源

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Let's go on to say something about reading a popular science book by the Siggs Boson about the incredible ocean. Last time I talked about scientists, in order to attract public interest in science, sometimes they use some enthusiasm. For example, the Kigespersia son is called God. In fact, the name is an exaggeration of the fact that the Sigsposon can only be produced in the large LHC Large Hadron Collider and has a very short life span, fading in the blink of an eye and becoming other examples. So in daily life, we almost completely see him, let alone play any role. At the same time, physicists worked to make it possible for ordinary people to solve the problem. Since Sigsposer won the Nobel Prize for his discovery, scientists have invented many white lies. The explanation found that this boson was exaggerated to be the God particle because of the theory that the fine-lattice magnetic field that produced it gave mass to the elementary particles of ordinary matter, such as electrons and quarks. This is somewhat similar to the idea in religion that God is the Creator. But in fact, as we'll talk about later, we make up the vast majority of our body mass. It has nothing to do with the grid magnetic field. To explain how the lattice market gives mass to elementary particles, and to make it understandable to ordinary people, scientists have concocted a lie that presupposes the existence of massless particles in the universe in the first place. For example, we are very familiar with photons, which travel at the speed of light, which is the upper limit of the speed of the universe discovered by Einstein, and particles such as electrons, which make up ordinary matter, cannot be accelerated to the speed of light because they have mass. This is how scientists, like ordinary people, Cope and the Higgs field, like a special soup that fills the entire universe, are interacting, and will not hinder the movement of photons with its cosmic speed limit. But it will interact with electron quarks. Electrons and quarks, for example, are slowed down as they glide through the entire magnetic field like a thick soup. Because mass cannot be accelerated to the speed of light. So this means that this kind of soup-like environment, like the Higos field, gives mass to the elementary particles of electrons. The advantage of this lie is that it is very easy to understand and can not be explained to a complete layman in a few short sentences. But the problem is that it is only a very small part of the actual situation and that there is, and also destroys, the holy Saint Galilillo in the snow. Relative is the most natural state of an object moving uniformly in a straight line. If an object is not subjected to external forces, it will maintain its own speed, and there is no absolute rest. All the stillness is just relatively quiet. If a market is such an absolutely static parameter, then it is an absolutely static reference. At the same time, according to our experience in life, an object, it is relatively static environment gliding, its speed will eventually be reduced to zero, that is, the absolute static state, but the speed of the electron although it can not reach the speed of light, but in the case of not being affected by the electromagnetic field ah, it will keep its own speed unchanged, there will be no speed decline. So the author's aim is to come up with a more realistic analogy. Of course, it takes more than one or two words to master and understand it. First of all, this analogy should not break Galileo's relativistic order, and we must understand what mass really is. And finally, we're going to explore the basic example, what does it look like? Are they really, as the name suggests, tiny little balls? Bellillo's principle of relativity should be taught in detail in both middle and high school physics. Now, the second question is what is mass, and that's also easy, and that's one of the main reasons why it's so confusing is that a lot of the concepts in physics are different from what we're usually taught and taught. Quality is one of them. The author mentions that in American high school chemistry textbooks, the definition of mass is the amount of substance. If I remember correctly, this definition is also used in Chinese textbooks and even physics textbooks. In fact, the real definition of what mass is should start from Newton's second law, which is f equals MA, or in plain English, the definition of mass in physics is the difficulty of changing the state of motion of an object. As a very heavy object, it needs a lot of effort to push it on Earth. Of course, there is a large degree of friction at work, and there is no friction in a suitable environment. But for a massive object, it still takes more force to give it a certain speed. To put it more succinctly, mass is a measure of the inertia of the body and what is the source of the inertia of the body? This brings us to Einstein's famous equation, which is e equals MC squared, and if we change this equation a little bit, we divide both sides by the speed of light squared, and we get mass, which is energy, divided by the speed of light squared. And this constant of the light beam this equation of Einstein tells us that the mass of the object, the amount of inertia, comes from what energy? What about energy? This energy is the energy that's trapped inside the finger, that hasn't been released yet, and the energy that's trapped inside the object can press down on a piece, on a spring, and not release it. Then the spring has an elastic potential energy inside it, and according to Einstein's intelligent equation, the mass of the spring is actually increasing. Of course, this increased metric almost finds five grams, which is not what we humans can measure. But the atoms that make up our bodies contain nuclei made up of protons and neutrons. And protons and neutrons, which are made up of quarks. Quarks are held together by gluons. They're like a lot of little springs that pull together, and one of them. And these small springs contain a huge amount of energy, and it is this energy that constitutes the source of most of our body's mass.