我們可以把這些基本粒子想象成由非常細的鉛筆筆尖在空間裏不斷輕點所畫出的點,這些點不斷移動,來來回回。而那些在我們的感受中有血有肉的物體,實際上就是這些虛空中用鉛筆點出的遊移的輪廓——就像是描畫本上引導兒童連線的小小的數字。在這些舞動的數字之間還遊走著其他壹些粒子,因此,原子內各組成部分的聯結就此形成了。在原子核與原子殼層的電子之間進行交換的是光子,也就是光的基本粒子。光子是純粹的能量體,傳遞的是電磁力。
費曼先生非常形象地描述了這種不同粒子之間的相互作用:當壹個電子釋放能量時,就會產生壹個光子。這個光子會獲得電子失去的那部分能量,隨後,光子會向原子核移動,並傳遞這部分能量。當原子核接收了這部分能量,光子就消失了。不過,原子核本身也會釋放能量,吐出壹個光子,送到電子那裏去。通過光子的相互交換,原子核和電子就彼此聯結在了壹起。這樣的場景已經被轉譯成了物理學家手頭司空見慣的計算式。
通過交換光子,原子內部便形成了壹種特定的陣型——就像足球場上壹旦開球,就會立刻產生壹種秩序。球隊會開始排兵布陣,從而形成最佳的傳球方式。光子在原子中的作用就像是綠茵場上的壹顆足球——它決定了合適的間距以及整個傳遞過程的空間範圍。它還通過電磁力的作用使原子聚合在壹起,從而產生雲、水滴和晶體。是光子創造了秩序。
因此,我們就產生了幻覺,以為自己生活在壹個由各種實在物體組成的世界裏。由於這些本身並沒有形態和體積的粒子彼此建立了聯系,所以虛空就有了形狀。由於這些幽靈般飄忽的對象之間的聯結,我們感受到那把錘子和我們的大拇指都是立體的。此外,這種聯結還使我們在被錘子砸到後產生了痛覺。由於鐵錘內部的粒子之間以及手指內部的粒子之間都存在著強烈的聯結,所以,鐵錘裏的虛空是無法輕易穿透大拇指內的真空的。
如愛因斯坦所說,每壹份能量都有相應的質量,因此,這些相互聯結的幽靈般的粒子就有了質量。其中最強烈的聯結存在於原子核中。在那裏面,壹些膠子(gluon)在誇克之間來回穿梭,它在原子核裏的作用就像是聯結原子核和電子的光子壹樣。在原子彈爆炸的過程中,膠子攜帶的巨大能量中的壹部分被釋放出來。而當我們舉起壹個物體,或大力將錘子砸向目標物時,我們所感受到的質量就類似於原子彈爆炸時釋放的能量。但這種我們感受為質量的能量並不是自然存在的,它只有在粒子之間建立起聯結以後才會產生。
盡管粒子本身具有質量,這種質量比由上述聯結產生的質量小很多。如果可以將組成鐵錘的所有誇克和電子都上秤稱重的話,它們加在壹起的質量可能也只占百分之九。可即便鐵錘裏頭這些粒子的質量很小,也還是不能小瞧了它們。因為這占比很小的質量非常重要:正是因為誇克和電子自己具有質量,所以它們才能彼此產生聯結;正是因為自身有質量,這些粒子才會受到加速的阻力。否則,沒有質量的誇克和電子將會以光的速度彼此擦肩而過,最終無法形成原子。
但是沒有體積的粒子為什麽會有質量呢?物理學家花費了幾十年的時間研究這個問題。直到2012年,人們借助日內瓦的粒子加速器才解開了這個謎題。所謂的真空之中並不是絕對的虛空。這種虛空中其實存在著壹種叫作希格斯(Higgs)場的東西,這是以蘇格蘭物理學家希格斯的名字命名的。希格斯場中粒子的性質與壹切我們熟知的事物都不相同,它能完全被光穿透,沒有形狀,無法直接被證明,但又無處不在。
我們可以把希格斯場比作壹片巨大無比的雪原。雪原上的行人每走壹步,都壹定能感受到當腿腳陷入雪中時雪原產生的阻力。同理,希格斯場以同樣的方式阻礙著粒子的運動。它放慢了粒子的腳步。當日內瓦的物理學家向全世界公布他們的發現時,新聞裏所提的並不是希格斯場的發現,而是“希格斯玻色子”的發現。希格斯玻色子就像是大雪裏的片片雪花:與希格斯場不同的是,這存在於單調的廣闊區域中的微小結構是能夠被證實的。歐洲核子研究組織就已成功地證實了這壹點。
該項研究耗資超過100億歐元,這值得嗎?答案是肯定的。研究人員通過掌握希格斯玻色子的衰變特征和衰變道,最終發現了它,並證實了粒子理論家的理論是正確的,也同時證明了看不見的希格斯場是真實存在的。由此可知,物質粒子的內部雖然充滿了虛空,但這些粒子還是能從希格斯場中獲得它們的質量。因為只要誇克或電子要運動,就都得穿過雪原,而整個希格斯場會對運動的粒子產生阻力,放慢它們的速度,這種阻力會讓我們以為,粒子是有質量的,但事實上,我們感受到的是真空中希格斯玻色子的黏滯作用。
此外,希格斯玻色子還解釋了為什麽所有粒子的重量並不完全壹致:希格斯場對壹些粒子的阻力大,而對另壹些粒子的阻力小。這就好比滑雪者可以快速地滑過雪原,穿靴子的徒步者卻只能在過膝的雪地裏深壹腳淺壹腳地緩行,而飛行的鳥兒則可以在雪原上空倏忽而過,根本不受任何牽絆。電子就像滑雪者,誇克就像徒步者,而光子就像天空中的鳥兒。電子在希格斯場中速度飛快,誇克比較慢,而光子在希格斯場中完全可以暢通無阻地穿行。故而,電子的質量小,誇克的質量大,光子則完全沒有質量。但正是得益於希格斯場的這種性質,世界上才可能產生穩定的物質。不過,希格斯玻色子本身並非物質,而是真空的產物。
這種奇特的希格斯場,是在宇宙大爆炸後的宇宙膨脹和冷卻階段形成的。在那之前,宇宙處在難以想象的高溫之中,希格斯場也顯得無限的輕柔,不會產生任何阻力。所有的粒子都能以光速飛行其間,所以它們既沒有質量,也不存在彼此的聯結,每壹個粒子都是獨來獨往的。不過,就像水冷卻後會變成雪花和冰塊壹樣,希格斯場也慢慢變得黏稠。在這之後,根據希格斯場對不同粒子的不同阻力,基本粒子之間的差異就出現了。這種通過真空產生的阻力,我們稱之為質量。正是因為這種阻力的存在,宇宙中才會產生各種形狀各異的物質。正是這些成本高昂的實驗告訴了我們:我們人類的存在得益於那虛空中的微妙變化。
那麽,這個世界是真實的嗎?不管最終的答案是什麽,這個世界的性質都與我們體會到的截然不同。我們確實是生活在壹個“矩陣”之中。但是,我們所經歷的假象並不是電影裏無所不能的計算機創造出來的,而是人類自己迫不得已地創造了周圍的幻象,為的是不至於在這個錯綜復雜、令人費解的世界之中迷失、仿徨。
“為什麽存在者存在,而無卻不存在?”考慮壹切都不存在的情況是毫無意義的。因為在這種情況下,人們壹定默默地預設了那不在的東西其實是存在的。這樣壹來,這個定義本身就自相矛盾了。萊布尼茨所設想的無所不包的“無”,就好比是壹個由獨角獸守護著卻不存在獨角獸的宇宙。
就像物質與我們設想的完全不同那樣,無與我們的理解也不同。無並不是絕對真空的狀態,而是壹種無形的狀態。無,是壹個還未開演的舞臺,是壹個壹切都有可能出現的空間。我們所經歷的壹切都是這個舞臺上的壹出戲——無中有序,壹閃而過。這些有序的事物,我們稱之為鐵錘、大拇指、地球、天空、男人和女人。