在日常生活里，体重秤上的数字变化时刻牵动着我们的心，尤其是那些对身材管理极为重视的爱美人士。
然而，你可曾深入思考过：我们自身以及宇宙间的万事万物为何会有质量？质量的本质究竟是什么？
平日里我们提及的质量，大多是宏观层面的体现。
但宏观物体实则由微观粒子构成，要解开质量之谜，就必须深入微观领域，弄清楚微观粒子的质量从何而来。微观粒子种类繁多，总体可分为费米子和玻色子两大类。
费米子，简单来说，就是我们常说的基本粒子，像电子和夸克等；而玻色子可通俗理解为传播子，光子和胶子都属于玻色子，费米子正是通过玻色子传播相互作用力，进而结合在一起。打个比方，如果把费米子看作一块又一块的砖头，那么玻色子就是将砖头粘结起来的水泥，它把费米子牢牢束缚，构建出我们眼前丰富多彩的世界。
如此一来，问题似乎变得简单了，只要明晰费米子和玻色子的本质，质量的产生机制便会水落石出。
然而，现实远非想象中那般容易。
物理学家们历经数十年不懈探索，才逐步接近质量的本质，而这一探索之旅，要从 “上帝粒子” 说起。“上帝粒子”，单从名字就能感受到它的非凡。它其实就是希格斯粒子，即希格斯玻色子，也是一种基本粒子，其自旋为零，不带电荷，表现极为不稳定，寿命仅约为 10 的负 22 次方秒，意味着刚一产生，瞬间便会衰变成其他粒子。
之所以称希格斯粒子为 “上帝粒子”，是因为寻找它的过程异常艰难，它极易衰变，极不稳定。但一旦找到希格斯粒子存在的证据，就能解释质量产生的内在机制。并且，按照当时粒子标准模型的预测，希格斯粒子是最后一个尚未被发现的粒子。
那么，希格斯粒子为何如此重要？它与质量又有着怎样紧密的联系？
简单来讲，希格斯粒子是质量产生的根源。我们所处的宇宙中，弥漫着希格斯场。通常情况下，希格斯场处于稳定的基态，一旦受到扰动，便会从基态跃迁至激发态，此时受激发的希格斯场就会产生希格斯粒子。
费米子和规范玻色子（W 和 Z 玻色子）会与希格斯场发生耦合作用，也就是相互作用，在这一过程中获得质量，这一过程被称为 “希格斯机制”。
具体作用过程是这样的：希格斯场在与外界相互作用时会激发出希格斯粒子，正是希格斯粒子与微观粒子相互作用，使微观粒子减速，进而获得质量。微观粒子与希格斯粒子的相互作用越强，其质量就越大。
打个比方，这就如同一位超级明星走在大街上，被众多粉丝围观，行动变得艰难，相当于超级明星的 “质量” 变大了；而我们普通人走在大街上无人关注，“质量” 自然就小。
也就是说，所有微观粒子原本都应以光速飞行，且没有质量，正是由于希格斯粒子的 “阻拦”，微观粒子才慢下来，并在这个过程中获得了质量。
这里需要解释几个常识。
何为 “激发”？根据量子场论，宇宙万物皆由最基本的量子场构成，比如希格斯场，还有电磁场、中子场、电子场等。所谓 “激发”，就是量子场受到某种扰动，从基态转变为激发态。
基态就像风平浪静的海面，波澜不惊；激发态则如同汹涌澎湃的大海，充满动荡。所有基本粒子都是由对应的量子场受到激发而产生的，可理解为量子场的微小振动。例如，光子是电磁场的扰动形成的，夸克由夸克场的扰动产生，电子则是电子场的扰动结果。
粒子标准模型和量子场论看似能完美诠释质量的本质，但最大的问题在于，必须证实希格斯场的存在。若只有理论预言而缺乏科学证据，就难以令人信服。若能找到希格斯粒子存在的证据，便能肯定希格斯场的存在，希格斯机制也将得到认可，质量起源之谜也将随之解开。
经过不懈努力，科学家在 2012 年终于发现了希格斯粒子，证实了希格斯场的存在，成功诠释了质量的本质，希格斯本人也因此荣获诺贝尔物理学奖。
然而，问题并未就此终结。
上述对希格斯场和质量由来的解释较为笼统，比如，并未具体说明希格斯场究竟如何与基本粒子相互作用，下面就为大家详细介绍。
这部分内容可能会涉及一些物理学术语，理解起来或许有一定难度，我会尽量用通俗易懂的语言进行讲解。
根据粒子标准模型，宇宙中充满希格斯场，这些希格斯场源于希格斯机制下的 “自发对称性破缺”，正是这种破缺使微观粒子获得质量。
那么，如何理解 “自发对称性破缺” 呢？某些物理系统遵循自然规律的某种对称性，但其本身却不具备这种对称性。
这听起来有些晦涩，举个简单例子就容易理解了。
我们都玩过抛硬币游戏，抛硬币的过程可看作一个系统。我们知道，硬币落下后，正面和反面朝上的概率相同，这体现了物理规律的对称性，即数学描述的对称性。
但当硬币落地，正反面确定，此时硬币系统的概率就不再对称，物理现实也不再对称。也就是说，硬币系统虽遵循物理规律的对称性，但其运作过程却不遵循这种对称性。
通俗来讲，数学描述的对称性未必能在物理现实中体现出来。这就是自发对称性破缺，可通俗理解为从对称到不对称的转变。
抛硬币系统就是从概率的对称性，随机呈现出确定性的过程，也是形成不对称性的过程，就如同从众多可能性中随机拼凑出一个特定现实，用通俗的话讲，就是 “上帝掷骰子” 的过程，掷骰子是随机的，但结果是确定的。
不过，如果只抛一次硬币，结果是不对称的；但抛很多次，甚至无限次，整体又会呈现出对称。这表明我们所处的世界似乎处于一种相互关联的矛盾之中，不对称中蕴含着对称，对称中也存在不对称，而究竟是对称还是不对称，取决于我们看问题的视角，是整体视角还是局部视角。
具体而言，局部是不对称的，上升到整体则是对称的，在整体基础上再聚焦到局部，又会变得不对称。随着视角不断转换，局部与整体的关系不断变化，对称与不对称也随之改变。
接下来谈谈宇宙中的场与粒子的关系。
根据量子力学的诠释，真空并非 “一无所有”，而是存在一些东西，这些东西就是场。
场有基态和激发态两种状态，处于基态的场理论上不可观测，但根据量子力学，真空场总会出现量子涨落，此时场呈现激发态，便可被观测到。
量子涨落指的是，量子真空中会通过赊借能量的方式随机衍生出虚粒子对，然后瞬间湮灭消失，归还能量。也就是说，我们的宇宙充满了可观测场与不可观测场的叠加态，具体呈现何种状态完全随机。
量子涨落是量子真空的固有属性，可由量子力学不确定性推导得出，我们不能用宏观世界的物理定律去理解量子涨落，因为这种现象本身就违背了我们的传统思维。可见，所谓的量子真空，其实就是场的真空态，即场的基态，此时真空具有最低能量，所以不可观测。
只有场受到激发呈现激发态时，才是可观测的。说白了，场的激发会产生基本粒子，也就是实体粒子，因此可观测；而场的基态，即真空态，只有虚粒子，所以不可观测。场和粒子又可分为物质场和物质粒子、规范场和规范粒子两类。例如，电子场是物质场，电子是物质粒子；电磁场是规范场，光子是规范粒子。
那么，希格斯机制是如何发挥作用的呢？
宇宙大爆炸之初，温度和能量极高，当时宇宙中只有四种没有质量的规范玻色子和希格斯场。随着温度逐渐下降，希格斯场就会出现对称性破缺现象。
这可能不太容易理解，我们打个比方。
一开始温度极高，希格斯场的势能最大，就像位于山巅的一块大石头，具有最高势能，且这块大石头具有对称性，相对于大山对称，它有可能滚落到山坡的任何位置，几率均等。但万物总是倾向于从能量高的状态向能量低的状态过渡，即从激发态转变为基态，因为基态最为稳定。
这就好比大石头总有向山坡滚落的趋势。当大石头滚落到山坡时，对称性就被打破了，不再具有对称性，因为它只能滚落到某个山坡下，不可能同时向所有山坡滚落。
回到希格斯场，随着宇宙温度下降，希格斯场的能量会自发降低，当达到能量最低值时，希格斯场的对称性就被打破了。
而且，希格斯场总是倾向于处于能量最低的状态，即量子真空态，用数学语言描述就是 “真空期望值”。可以看出，希格斯场的真空期望值，其实就是能量最低的希格斯场。就像大石头会随机落到某个山坡下，山坡有无数个，希格斯场的量子真空态也不是唯一的，而是有无限多个，但最终只会随机出现一个。
无论随机出现哪个量子真空态，都意味着对称性被打破，即发生了自发对称性破缺。
这种自发性破缺表明，破缺过程是从随机到确定，从概率描述转变为最终确定结果，通俗来讲，就是从可能性走向现实，从虚幻变为真实。
这意味着希格斯场会与基本粒子发生作用，即耦合作用，而这种作用使基本粒子获得了质量。绝大部分基本粒子都会与希格斯场发生耦合作用，但光子和胶子这两种规范玻色子不会与希格斯场耦合，所以胶子和光子没有质量，准确地说，是没有静质量。
问题又来了，基本粒子与希格斯场发生耦合作用，为何就能获得质量呢？
其实前面已经解释过，这里再总结一下。
最初，希格斯场具有对称性，处于能量最低的基态，场里只有虚粒子，不可观测，自然也不会与实体基本粒子发生耦合作用。当希格斯场从基态过渡到激发态，对称性被打破，就会激发出希格斯粒子，也就是场的微小振动，此时场中的粒子不再是虚粒子，而是实体粒子，可被观测到。可观测的希格斯场便会与基本粒子发生耦合作用。
不过，耦合作用有大小之分，强度并非固定不变，其大小与粒子的性质密切相关，最终结果只能用概率来描述，也就是说，耦合的概率越大，强度就越强。
我们可以想象，由于希格斯场无处不在，若基本粒子能与希格斯场发生耦合作用，就如同在海水中运动的物体，在运动过程中必然会受到来自水分子的阻力，这里的水分子就好比希格斯粒子。
基本粒子受到的 “水分子阻力” 越大，质量就越大，这类似于我们宏观世界中物体的惯性质量。最终，希格斯场以概率的方式赋予每个基本粒子质量。
由此可见，所谓的质量，不过是在希格斯机制下，希格斯场通过概率生成的一种属性。概率越大，耦合强度越强，基本粒子的质量就越大；反之，概率越低，质量就越小。也就是说，质量的大小完全取决于耦合的概率。按照粒子标准模型的诠释，在宇宙大爆炸之初，温度极高，希格斯场的对称性尚未被打破，所以当时所有粒子都没有质量。随着宇宙逐渐冷却，希格斯场的对称性逐渐被打破，基本粒子才获得了质量。
最后需要说明的是，以上内容仅诠释了基本粒子的质量，对于复合粒子的质量，也有必要进行解释。
比如质子和中子就是复合粒子，它们由三个夸克组成。
按理说，一个质子或中子的质量应恰好等于三个夸克的质量总和，但实际并非如此，三个夸克的质量总和仅占质子或中子质量的 1% 左右，那么剩下的 99% 质量来自哪里呢？
简单来说，来自三个夸克之间的结合能，这种能量通过胶子传递，也就是强相互作用，它蕴含着巨大能量，将夸克牢牢束缚在一起。根据爱因斯坦的质能方程，能量与质量等价，所以剩下的 99% 质量其实就是束缚夸克的束缚能，也就是动质量，因为能量在传递过程中始终处于运动状态。
这表明，很多复合粒子大部分质量是动质量，只有极小部分是静质量。这里存在一个极端情况，即光子，光子没有任何静质量，全部都是动质量。
