本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定反映《大众科学》的观点
如果您读过关于希格斯玻色子的任何内容，您可能知道这种粒子之所以特殊，是因为它可以解释基本粒子如何获得质量。具体来说，玻色子的证据证明了一种无处不在的希格斯场的存在——这种场会减慢粒子的速度并使其变重。
但是，有时这种解释中会悄然出现一种误解。希格斯场并没有解释所有质量的起源。“多年来，许多不明情况的物理学家一直在这样说，”费米国家加速器实验室的理论物理学家克里斯·奎格说。
奎格说：“实际上，我们已经了解了质子中大部分质量的来源[例如]一段时间了。” 大部分质量——包括您自己的质量——来自强力，一种将原子核束缚在一起的自然力。
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如果您担心自己被蒙蔽而庆祝一种影响微乎其微的粒子，请不要害怕。“实际上，这比那令人兴奋得多，当您听到完整的故事、对称性和定律时，会更惊叹于它的运作，”哥伦比亚大学物理学家蒂姆·安登说。这里涉及一个更复杂的问题，一个对自然力的运作方式具有更宏大意义的问题。希格斯质量赋予机制是解释一个名为“自发性电弱对称破缺”的谜团的关键。在您感到眼花缭乱之前，让我们稍微分解一下这个词汇。
当您想到对称性时，您可能会想到美丽的脸庞、古典建筑和艺术101课程中的绘画。物理学家从同一性的角度思考对称性。例如，因为我们可以在两个不同的地方进行实验并获得相同的结果，所以我们知道宇宙在空间上是对称的。物理定律也不会随时间而改变，这意味着宇宙在时间上也是对称的。这些对称性与宇宙定律密不可分，例如动量和能量守恒。如果您发现一种对称性，那么必然存在一个伴随它的守恒定律——反之亦然。
“自发性”在这种情况下意味着一定程度的随机性——没有任何东西是预先确定的。想象一下去参加晚宴，坐在圆桌旁，才意识到没有人确定他们应该拿左边的面包卷还是右边的面包卷。在某个时刻，有人会随意抓起一个面包卷——打破餐位摆放的对称性。
电弱指的是两种自然力：电磁力（统一了电和磁）和弱力（支配放射性衰变）。为什么这两种力会被结合在一起？物理学家长期以来一直试图统一自然力，既因为单一的描述更简单优雅，也因为在非常高的能量下，这些力似乎会变成一种单一的力。
在 20 世纪 60 年代，许多物理学家致力于将电磁力和弱力调和成一个统一的理论。特别是三位物理学家——谢尔顿·李·格拉肖、阿卜杜斯·萨拉姆和史蒂文·温伯格——开发了一种名为“电弱理论”的东西，该理论巧妙地扩展了我们对电磁学的理解，使其包含了弱力。
然而，理论家们遇到了障碍。为了结合这些力，他们需要为弱力引入一组力载体粒子，以补充光子——携带电磁力的无质量粒子。为了使电磁力和弱力统一，它们的力载体必须是对称的。因此，它们都不应该有任何质量。
但事实证明，弱力载体粒子（W 和 Z 玻色子）确实有质量。事实上，它们非常重。希格斯机制（除了彼得·希格斯之外，还有几位理论家提出和发展了该机制）提供了解决方案。它表明，当希格斯场与 W 和 Z 玻色子相互作用时，希格斯场会自发地打破本应使 W 和 Z 玻色子保持无质量状态的对称性。它掩盖了它们真正的无质量本质。因此，寻找希格斯玻色子是更大规模的统一自然力探索的一部分，其影响波及到支配宇宙的定律。
还有另一个关心希格斯玻色子的理由。奎格广泛撰写了关于没有希格斯玻色子的宇宙的后果。他指出，当萨拉姆和温伯格研究希格斯机制如何帮助统一电磁力和弱力时，他们意识到，除了赋予重力载体粒子质量外，希格斯玻色子还可能赋予其他基本粒子质量。* 因此，电子的质量将归功于希格斯场。如果没有这种质量，电子就不会与原子核结合形成原子。“那将意味着没有价键，因此大部分化学，基本上是全部，都将消失，”奎格说。“因此，没有固体结构，也没有生命的模板。”
*更正（2012 年 11 月 30 日）：此帖子在发布后经过编辑，从这句话中删除了谢尔顿·格拉肖。格拉肖参与了电弱理论的创建，但将电弱对称破缺与希格斯机制相结合的是萨拉姆和温伯格。