在日常生活中，如果我們想讓物體運動得更快，就需要加速它，并在此過程中完成工作。例如，在駕駛時，如果要使汽車加速，則必須踩油門。發(fā)動機努力工作以提高速度。引擎是完成工作的引擎。

但是，我們知道宇宙中信息，物質(zhì)和能量的最快傳播速度是光的速度，即光的傳播速度（在真空中約為3 * 10 ^ 8m / s）。但是，沒有什么能加速光明。為什么光速可以這么快？

質(zhì)量之謎

要理解這個問題，我們必須首先弄清楚：輕質(zhì)物質(zhì)與常規(guī)物質(zhì)之間有什么區(qū)別？

它們之間的最大區(qū)別是：靜態(tài)質(zhì)量。光子的剩余質(zhì)量為零，而物質(zhì)的剩余質(zhì)量不為零。愛因斯坦通過理論推論得出一個結(jié)論：靜止質(zhì)量不為零的物質(zhì)的速度不能達到光速。無論我們?nèi)绾渭铀僬麄€事物，它的速度只能接近光速，但永遠無法達到光速。

那么為什么靜態(tài)質(zhì)量為非零的物體不能達到光速呢？

要了解這個問題，我們必須弄清楚：到底什么是質(zhì)量？

在牛頓的理論系統(tǒng)中，質(zhì)量的定義是：測量物體平移慣性大小的物理量。例如，如果汽車突然剎車，它將向前滑行。在相同條件下，汽車質(zhì)量越大，汽車滑行的距離就越遠。這實際上是因為慣性更大。但是這個定義是宏觀的體現(xiàn)，沒有說質(zhì)量的本質(zhì)。

我們都知道，一切都是由原子組成的，原子是由電子和原子核組成的。原子核由質(zhì)子和中子組成，質(zhì)子和中子由夸克組成。這是否意味著物體的質(zhì)量等于電子+夸克的質(zhì)量？

答案是否定的，因為“電子+夸克”的質(zhì)量僅占整個物質(zhì)總質(zhì)量的1％。剩下的99％在哪里？

愛因斯坦在1905年下半年發(fā)表了一篇論文。該論文的標(biāo)題是：質(zhì)量能當(dāng)量，它是相對論這一特殊理論的補充。在本文中，愛因斯坦統(tǒng)一了質(zhì)量和能量。他認為質(zhì)量和能量實際上是同一件事，是一件事的兩個方面，也就是一件事的兩個方面。一個事物所對應(yīng)的能量同時具有一定的質(zhì)量。該能量與能量之間的等效關(guān)系為E = mc ^ 2。

通過質(zhì)能當(dāng)量理論，可以發(fā)現(xiàn)上述物體質(zhì)量問題不能直接拋開粒子之間的相互作用力，因為相互作用力也提供能量，而這部分能量具有質(zhì)量。但是，電磁力和弱力與強力相比太小。換句話說，剩余的99％的質(zhì)量實際上是由將夸克與質(zhì)子和中子結(jié)合的強大力提供的。其他部隊提供的能量幾乎可以忽略不計。

1％的質(zhì)量奧秘和希格斯機制

因此，物體的質(zhì)量=“電子+夸克”的質(zhì)量（占1％）+與強相互作用提供的能量相對應(yīng)的質(zhì)量（占99％）。所以問題是，電子和夸克的質(zhì)量從何而來？

最初，整個問題確實使許多著名的物理學(xué)家感到困惑。后來，一些科學(xué)家提出，在我們所居住的宇宙中，存在一個希格斯場，該場遍布整個宇宙。一般來說，粒子的傳播速度就是光速。當(dāng)一些粒子通過時，希格斯場將使它們減速，從而使這些粒子具有質(zhì)量，而當(dāng)其他粒子通過時，希格斯場不會與其相互作用。 ，不會起到減速作用，因此它仍然具有光速。

在許多粒子中，光子的傳播速度就是光速，因為希格斯場不與光子相互作用，也不會使它們減速。因此，光子的剩余質(zhì)量為零。除了傳輸強相互作用的膠子，其余粒子將被希格斯場減速。因此，靜態(tài)質(zhì)量不為零，但是不再能夠獲得光的傳播速度，并且只能始終低于光速。這個理論可靠嗎？

如果要證明這一理論，則必須找到存在希格斯場的證據(jù)。歐洲原子能委員會的LHC大型強子對撞機于2012年宣布，他們通過對撞機發(fā)現(xiàn)了希格斯場的存在。

這一結(jié)果很快得到了學(xué)術(shù)界的認可，提出這一理論的科學(xué)家獲得了2013年諾貝爾物理學(xué)獎。

由于存在希格斯場，因此各種粒子將變慢以增加質(zhì)量。這樣做的代價是，由顆粒制成的物質(zhì)永遠無法達到光速。由于光子不會在希格斯場中起作用，因此不會放慢它們的速度。因此，光子的傳播速度可以始終保持光速。