在你開始誇口之前，我很抱歉地告訴你威滕是對的，你新發現的能力只是一種虛幻。你無法塑造宇宙，因為在你一瞥之後，構成量子世界的所有量子可能性中，究竟哪一個會成為現實無法事先被預料。這是構成宇宙的量子場的魔法之一。量子世界將我們所認為的確定性變成了可能性或機率，對於我們以實驗探索那個世界，其給出的結果沒有人能夠以完全的自信預先猜到，就像扔硬幣或擲骰子一樣。科學家們曾經認為這種不確定性來自於他們自身認知的缺乏，但一九六四年北愛爾蘭物理學家約翰·斯圖爾特·貝爾(johnstewartbell)發表的一個傑出定理證明了這種想法的錯誤。在貝爾提出的這條定理的指導下，法國物理學家阿蘭·阿斯佩(alainaspect)進行的實驗證實：可能性而非確定性的存在是對於極其微小的世界你不得不接受的客觀性質。
好吧。
但這一切與你原先要探索的真空又有什麼關係？別急，你馬上就會了解。
那個滿是探測器的白色房間消失了，與它一起消失的還有房間中央的金屬柱子和那臺黃色的機器人，居然連「再見」也不說一聲。
你又回到了看起來如同黑夜的宇宙中間，只有自己一個人，周圍什麼都沒有。
你又縮小到縮微版的自己，開始看到某些東西的擾動。
這好像是……好像是一個粒子（或許有兩個，你也不能確定）剛好出現在你眼前，又突然化作一縷微光消失。
什麼都沒有，然後突然有了一些東西，現在又什麼都沒有了。
奇怪。
現在，又發生了一次。再一次。無數次，到處都有。
你現在所看到的顯然是粒子無中生有地自發形成。而在它們因為某種原因消失之前，這些粒子也按照它們量子的自由所允許的一切可能路徑運動。
你應該能夠接受上面所說的那句話的最後部分了，你已經在白房間裡看到了這些無人觀察的量子粒子如何運動。但它們怎麼可能無中生有？
好吧，它們周圍並不是什麼都沒有。量子場無處不在。
粒子要出現，就得先從量子場中借到一些能量。因為這些場填滿了所有時間與空間，粒子因此可以在任何時間與地點出現。這就是為什麼說宇宙中任何地方都不存在真正真空的原因。
你朝黑暗的更深處看去，突然，就像一直蒙在你眼前的某種濾鏡被脫下，整個真實世界一下子展現在你的眼前。粒子們。在聚合。到處都是。填滿了一切，從不停起伏的迴圈沸騰背景中射過。虛擬粒子們到處移動，互相作用，在一縷縷光或能量中出現然後消失。一場無與倫比的焰火表演正在所有的地方上演，沒有漏掉任何一個角落。可以說這與你以前曾認為的巨大虛空的太空中「什麼都沒有」的想法完全相反。
這就是科學家所稱的真空。
這就是當所有一切都被取走後所剩下的：位於最低能量水平中的量子場，虛擬粒子們自發從場中生成，只是移向各處，直到重新被吞噬湮滅。
我再說一次：在我們的宇宙中不存在所謂真正什麼都沒有的「空」。
當某個地方所有的東西被拿走之後，你可能有理由認為那裡什麼東西都不會留下。但事實就如你無法把某處的時間與空間拿走一樣，你也無法拿走量子場的真空。
但如果真空不是真正的空——如果量子場的真空真的可被所有開始在其中生成的粒子所定義——那麼就會帶來一個很合理的問題：是不是到處的真空都一樣，還是真空的性質可以隨著地方的不同而不同？換句話說，有沒有許多種不同的真空？
一九四八年，荷蘭物理學家亨德里克·卡西米爾(hendrikcasimir)研究了按照以上方式定義的真空，他的結論是，如果這真的是宇宙的真實存在，而非僅僅是理論設想，那麼不僅僅我們周圍應該真正存在著不同的真空，而且它們還應該在我們的世界裡留下非常確鑿的效應。我們應該能夠探測到這種效應。
想象有一道牆，裝在萬向輪上，將兩間房分開，其中的一間充滿空氣，另一間充滿水。或許你認為牆會因此移動，被水推向一邊，朝充滿空氣的房間移動。現在，想象將兩塊很小的金屬板平行相對放置。沒有其他作用力的話，就像剛才的房間，它們應該互相排斥（或吸引）對方，因為它們所分隔開的真空之間是不同的。
為什麼？
原因很簡單，因為在兩塊金屬板外面的空間大於在兩者之間的空間。其後果就是在兩塊板之間無中生有出現的虛擬粒子應該與在兩塊板之外出現的粒子不同，兩種真空因此會不一樣。
結果是，金屬板應該會移動——它們的確移動了，美國物理學家史提夫·拉摩若(stevelamoreaux)與他的同事們在一九九七年通過實驗得到了證實。這種現象被稱為卡西米爾效應。
卡西米爾效應證實了真正的空無一物並不存在，不僅如此，它還顯示了我們的世界中存在著不同種類的真空，而且還會因此產生力：真空之力。
難以置信，你或許意識到自己又找到了一個非常非常根本的謎團的答案。
你早已知道，我們宇宙中所有的粒子都是量子場的表現。它們就像海里的波浪。它們又像拋入空中的球。它們兩者都是，粒子與波，在它們所屬的量子場裡誕生，並沿著它們所屬的量子場前進。
現在，你還記得當時探訪微觀世界時自己注意到的現象嗎：你所遇見的所有同種類基本粒子都完全一樣，任意兩個電子都一模一樣？
怎麼會這樣？
在你的日常生活中，這種完美根本就不存在。無論你怎麼做、怎麼看、怎麼建造或怎麼思考，也不會有兩個完全一樣、完全沒有差別的物體。人類、鳥類，甚至思想，都不會這樣。就算它們看起來一樣，實際上也存在不同。那麼，怎麼可能所有電子和其他基本粒子永遠與它們的同類絕對而且完全相同呢？
答案在於，在整個宇宙中，所有的基本粒子，都誕生於同一個背景場中，也會在任何時候被同一個背景場所吞噬湮滅：某個量子場的真空。那些不可見的、充滿我們整個宇宙的背景海洋。
所有的電子都是電磁場完全相同的表現，它們都誕生於電磁場的真空之中，並在此中傳播。光子也一樣。
每次電子出現，成為實體，就像是它周圍的電磁場真空踢了一腳，把它從幽靈般的昏睡狀態中喚醒。每次膠子出現，背後的原因是強相互作用場真空中一些能量的增加或減少。每次放射性衰變發生，弱相互作用場的真空都會牽涉其中，發射出它的基本中微子。真空中能量越多，它能產生的基本粒子就越多。
很好，一切順利，讓我們繼續：看起來所有的場都有相同的行為，它們都遵循同樣的規則。那麼引力又如何？
在每一個引力起作用的地方，也都有一種引力場在起作用，雖然這種場有些不一樣，至少現在被認為如此，因為沒有人知道怎麼把它變化為量子場。
後面你會看到，沒有人知道如何讓粒子從引力場真空中出現而不帶來災難性的後果。但如果這的確可能，引力場就會牽涉到某種粒子，像其他場一樣，出現在引力場中成為引力攜帶者。這些粒子被稱為「引力子」。它們尚未被發現，時空彎曲依然是描述引力行為的最佳方式。
就算沒有所謂的引力子，甚至就算引力或許不具有量子屬性，但引力場也的的確確是一種場。這使得人類用來描述他們至今所知道的一切所使用到的場的數目是四個。
但為什麼是四個？
為什麼要有四種基本的場？
為什麼不用5種或者10種或者42種或17,092,008種場來解釋自然界的行為？
它們所對應的真空又如何？它們只是在所有的地方都和平共處卻對其他場的存在毫不在意？聽起來很奇怪，不是嗎？如果只有一種場，生活不是更簡單？
是的。
簡單性是理論物理學家非常熱切地想要追尋的東西。它甚至激發了他們的想象力，這也就是他們為什麼動足腦筋試圖把那四種已知的場統一到一種。
一種場統治一切，你或許想說。
但是，說起來容易，做起來就難了。
每種場的基本粒子甚至都不同，而且其中之一（引力場）的基本粒子甚至還沒有被探測到。
還要考慮激發一個場產生的結果與激發另一個場產生的結果不一樣。它們還各自帶有不同的電荷。事實上，它們都有著不同的性質：電磁場的效應具有長距性，既可以產生吸引，也能產生排斥，但引力場只有吸引，強相互作用場的效應又是非常短距離，還有……
再有……
要將兩種材料變成合金，我們需要將兩者加熱。兩者被加熱到足夠高溫度後會熔化並混合成一種全新的材料，將原先的兩種材料同時包含。
要讓場融合起來，可以用同樣的辦法。但所需要的能量大得無法想象——高達一千萬億度的溫度才能讓電磁場與弱核力場統一成同一個。
一千萬億度絕對已經超出了我們今天所瞭解的宇宙範圍了。
但未必一直如此。
事實上，這麼巨大的能量的確存在過，在很久很久以前，到處都是。那時宇宙還年輕，體積也更小。薩拉姆、格拉肖與溫伯格試圖在紙上推算出當時自然的表現，他們成功地合併了電磁場與弱核力場，因此發現了電弱場。他們發現在極端條件下，一個單一的場統治著現在由兩個不同的場統治的世界：電磁力與放射性。
下一步是將這個新的場與第三個已知的量子場，那個統治夸克與膠子在原子核中相互作用的強相互作用場統一起來。如果能夠成功的話，我們或許就能構造出那個被恰當地命名為「大統一理論」的東西。要實現這一點，我們需要更高的能量。
高多少？
一個非常大的數字。大到往上加個十億度二十億度都產生不了什麼差別的程度。
現在問題是，我們怎麼知道這一切都是真實的？
我們怎麼知道薩拉姆、格拉肖與溫伯格算對了？更何況除了覺得「一」比「三」或「四」更合理之外，我們又怎麼知道真的有個大統一理論有待發現？
因為在將現有的場統一起來建立一個新的場的過程中，物理學家預言這個新的場或許有著自己的基本粒子和作用力攜帶者。為了驗證這些，他們建造了粒子加速器，已經存在的粒子在其中互相撞擊。不僅粒子被撞碎，向我們展示自己由什麼構成，撞擊發生處周圍的巨大能量還能激發沉睡於我們這片宇宙中的場。
到二〇一五年為止，這種撞擊所產生的最大能量相當於在撞擊處形成十億億度的高溫。這聽起來像是很高的能量，但記住我們談論的是粒子加速器，它加速的不是奶牛或行星，而是小到不能再小的粒子。從現實的角度，這種微觀粒子撞擊產生的能量都不足以讓蚊子飛起來，但在區域性，這種撞擊所釋放的能量巨大。就像薩拉姆、格拉肖與溫伯格預言的那樣，全新的粒子（確切地說，w和z玻色子）被創造出來——只有從電弱場的角度考慮才能合乎邏輯的粒子出現了。
我不知道你對此作何感想，但每一次此類成就都讓我驚歎不已。
引力在這裡又處於什麼角色？要將四種場統一成一個，我們必須也考慮引力，為什麼把它落下了？回答這個（棘手的）問題將是本書第七部分的目標。
但不要失去耐心，因為掌握了你現在看到的一切，就已經學到了我們對於構成你自身的物質所能夠了解到的幾乎所有一切，除了一個例外：你的質量。
這樣說吧，你或許會驚訝自己怎麼從來沒有聽人說起過：它看起來是一個很重要的問題，是不是？
好吧，質量來自何處？
你已經知道，恆星在其內部將小的原子核鍛造成更大的原子核。
那麼恆星是不是也會創造質量？
不，不是的。
恰恰相反。
由於聚變過程中顯得多餘的膠子遭到「驅逐」，聚合後的中子和質子損失了部分能量，根據愛因斯坦的方程式e=mc²，因此它們也就損失了部分質量。這就是恆星閃耀的能量之源。在前面你已經看到這個發生過程了。但這個過程還能讓你瞭解到更多：如果逐出膠子而使得原子核損失了質量，這就意味著膠子就是質量。就是說，這部分原子的質量恰恰來自將夸克禁錮起來的虛擬膠子濃湯。實際上，當科學家們對此展開細緻研究時，他們意識到這種存在於宇宙中所有中子和質子當中的「膠子濃湯能量」能夠用來解釋我們所知的非常多的物質的質量。非常多。但還不是全部。
例如，它沒有告訴我們，為什麼夸克和電子帶有質量。或者它們是如何變得有質量的，因為它們曾經是沒有質量的呀。
薩拉姆、格拉肖和溫伯格的研究表明，在很久以前，當極其年輕的宇宙發生膨脹並逐漸冷卻下來時，電弱場一分為二成為電磁場和弱場。不過我在前面沒有告訴你的是，要使這種情況發生，必須存在另外一個場。
另外一個量子場，它有自己的作用力攜帶者及其他所有的東西。
這些作用力攜帶者並不攜帶你在前面已經遇到過的所有作用力，但是又不存在其他起作用的某種作用力……那麼它們是怎麼做的？
它們令一些粒子帶有質量，另外一些卻沒有。例如光子和膠子並沒有感覺其存在，並且它們仍舊不會有這種感覺。它們能夠無視這個場穿行而過。因此它們就依然保持不帶質量，到今天仍舊以光速執行。
但是夸克、電子和中子卻意識到這個場的存在，於是變得帶有質量。因此，它們無法做到以光速執行。
還是這個問題，我們怎麼知道這就是真相？我們怎麼知道這個神秘的場給了我們宇宙中所有有質量的粒子以質量？
好吧，與所有場一樣，這個新的場也應該有它自己的基本粒子。
如同預料之中，它們不是那麼容易見到或檢測到。
根據計算，為了喚醒它們，需要巨大的能量——比電弱場所需要的能量都大。然而聽起來難以置信，在二〇一二年，科學家們終於在位於瑞士日內瓦附近的歐洲核子研究中心最強大的粒子加速器lhc中喚醒了它。他們探測到屬於這個場的一種基本粒子。這是整個拼圖中缺掉的一塊。我們宇宙中所有帶有質量物質的質量起源，無論是否歸因於膠子，種種猜想那時才真相大白。
這個發現真正證實了物理學家們一直走在正確的道路上。
媒體們稱它為「希格斯粒子」（雖然或許存在著許多種不同的希格斯粒子），於是它的場的名字叫希格斯場或希格斯-恩格勒特-布魯特場。英國理論物理學家彼得·希格斯(peterhiggs)與比利時理論物理學家弗朗索瓦·恩格勒特(françoisenglert)因這個發現共同分享了二〇一三年的諾貝爾獎（他們和羅伯特·布魯特早在四十多年前就預言了這個事實。遺憾的是，布魯特於二〇一一年去世）。簡短地說，他們發現了在一百三十八億年前，當我們的宇宙冷卻下來時，質量是如何產生的。這是一個了不起的功績，無論對他們來說，還是對整個人類來說。
這個發現登上了各類媒體的頭條，不過儘管如此，這裡還是有必要強調一下希格斯場並不能解釋所有物質的質量起源，它只能解釋其中的一部分。就像我們在前面所說的，中子和質子的大部分質量來自將夸克束縛在其邊界之內的作用力，來自誇克-膠子濃湯。如果希格斯場突然失效了，那麼夸克就會變成沒有質量，我們也會死亡。但質子和中子的質量卻幾乎不會改變。
既然強作用力場對於我們存在物的質量如此關鍵，既然你知道所有我們已知物質的質量來自何處，現在，回想一下那些你在本章開頭看到的從真空冒出來的粒子。你看到了它們……但你還是不要看到的好。天下沒有免費的午餐，大自然不會允許粒子憑空出現，而不付出代價。
這個代價，你馬上就要看到，就是一種新的物質的存在，它的名字叫作「反物質」。