量子力学认为质量来自希格斯粒子，广义相对论说我有不同意见

　　在我们今天已知的宇宙中，大到星系团、星系，小到原子及亚原子粒子，以至于更基本的粒子如夸克，不管是什么物质都有一个共同的属性，被称为＂质量＂，这是一种抗拒被移来移去的属性，物理学家把物质的这种性质叫做惯性。
　　不同物体的质量各不相同，从最轻的电子、中微子在到最重的顶夸克，以及由这些基本粒子组成的原子分子，这些原子分子再聚集成其它物体，这些物质的质量跨越无数个数量级。质量究竟从何而来，一直是科学家关注的核心问题。
　　图1 惯性演示器质量的来源有两种解释
　　关注科学的小伙伴们都知道，2013年诺贝尔物理学家颁给了发现希格斯粒子（赋予微观粒子质量的粒子）的比利时物理学家弗朗索瓦·恩格勒和预言这种粒子的英国物理学家彼得·希格斯。
　　希格斯粒子的发现，解决了1954年以来，由于质量来源问题引发的量子力学危机，这个危机差一点就摧毁了整个量子力学的基础，为物理学发展开辟了新的起点。这是由于，希格斯粒子正是量子力学中，为其它粒子贡献质量的粒子。
　　图2 粒子对撞产生希格斯粒子模拟图
　　然而，在现代物理学的另外一个发展方向上，广义相对论同样高歌猛进，在广义相对论宇宙学中取得了巨大的进展，特别是当广义相对论宇宙学与量子力学结合之后，让人类对于宇宙的认识前进了一大步。
　　这其中就包含了，基于广义相对论的原理对于质量起源的新的理解。由于了解量子力学的小伙伴比了解广义相对论的小伙伴多，所以本文的重点就是从广义相对论的角度，对于质量的本源与大家交换意见。
　　图3 闵可夫斯基时空广义相对论关于质量本源的解释闵可夫斯基时空
　　阿尔伯特·爱因斯坦在瑞士苏黎世联邦科技大学时期的数学老师赫尔曼·闵可夫斯基在爱因斯坦提出狭义相对论之后，于1907年将爱因斯坦与亨德里克·洛伦兹的理论结果重新表述成(3+1)维的时空，其中光速在各个惯性参考系皆为定值，这样的时空即以其为名，称为闵可夫斯基时空，或称闵可夫斯基空间（如图3）。
　　图4 闵可夫斯基时空的一个坐标变换匀加速参考系
　　伦德勒曾经研究过闵可夫斯基时空中的一个坐标变换（如图4），他把闵氏时空线元（如图5a所示）变成了伦德勒时空线元（如图5b所示），其中加速度a=常数，即匀加速。看不懂没关系，我下面用三个朋友来说明这两个线元之间的关系。
　　图5 闵氏时空线元与德伦勒时空线元
　　有三个小朋友，小红、小明和小白，小白一出生就一直待在地球上，小明坐上了相对于地球静止坐标系作匀速运动的宇宙飞船，小红则坐上了相对于地球静止坐标系作匀加速运动的宇宙飞船。
　　以小红所在的位置为坐标原点建立伦德勒坐标系，则小红的固有加速度为a，称小红的加速度为这个伦德勒的坐标加速度。称小红为伦德勒观测者。这个时候，小红在闵氏时空中的世界线是双曲线。
　　图6 匀速运动参考系和匀加速运动参考系
　　见图6，可以看出，伦德勒时空与是瓦西时空图很像。伦德勒时空存在着＂视界＂，也就是图6b上的两条斜线。做匀速运动的小明可以看到整个二维时空中的实践，但对于小红来说，事件是二维时空中的一个点（某时某处）。
　　所谓的观测者＂可以看到事件＂的含义就是，一个事件发出的光，在二维时空上从事件方向画的两条45°斜线之一，将与观察者的世界线相交。从图6b上可以看出，处于匀加速运动中的小红所在的时空存在着一个＂事件地平线＂，即＂视界＂。她无法看到这条直线左边时空中发生的任何事情。
　　图7 伦德勒坐标系覆盖的闵氏时空安鲁效应
　　安鲁在霍金提出黑洞辐射之前发现，匀加速直线运动的伦德勒观测者（前文说的小红童鞋）处在热浴中。这个意思就是，在伦德勒时空坐标系下，闵氏时空中的小白和小明都认为自己的飞船在真空中，而小红则认为自己的周围充满了热辐射。
　　安鲁的结论是惊人的，因为＂真空＂不是绝对的，依赖于参考系的选择，同样温度也不是绝对的，也依赖参考系的选择。安鲁认为，小红感受到的热辐射是一种量子效应，它是由于不同＂时空坐标＂对应不同的＂真空＂造成的。按照狄拉克的思想，真空不空，有零点能存在。
　　图8 闵氏时空零点能
　　霍金提出黑洞具有温度、存在热效应之后，安鲁意识到自己先前证明的小红观测到的热效应，与霍金效应具有相同的本质。
　　安鲁效应表明，闵氏时空的真空状态，是伦德勒时空中的热态。热辐射的出现，源于真空能级的变化。伦德勒时空中的能量零点比闵氏时空中的能量零点低，使得闵氏时空中真空张罗的零点能量在伦德勒时空中以实的正能量的形式出现，呈现为热辐射能。
　　安鲁效应的温度，正比于伦德勒观测者的加速度，而加速度正是该加速系统的惯性场强。所以，惯性力可以看做惯性的经典效应、力学效应。而安鲁效应可以看做惯性的量子效应、热效应。
　　图9 伦德勒时空真空能量下降到Q点，闵氏真空零点能量以热辐射形式出现
　　类似的，霍金辐射也源于真空能级的变化，霍金温度正比于视界的表面引力，而引力正是史瓦西时空的引力场强。因此万有引力可以看做引力场的经典效应、力学效应。而霍金辐射可以看做引力场的量子效应、热效应。
　　从前面的分析我们可以看到，霍金-安鲁效应起源于真空能级的变化，惯性力与万有引力也应起源于真空能级的变化。因此，惯性力与万有引力有着相同的本质和起源。
　　图10 惯性力与引力等效从这个角度我们可以得出结论：
　　惯性力起源于加速引起的局域＂真空形变＂，惯性力就是真空＂形变＂造成的反作用力。惯性作用不是超距作用；惯性力跟普通力一样，具有反作用力。
　　同样的，两个物体间的万有引力不是直接相互作用，而是通过＂形变＂的真空间接相互作用的。引力场就是形变的真空场，由此可见，引力的传播速度就是光速。
　　无处不在又变化多端的真空存在很多效应，尤其是弯曲时空中真空的研究使人们大开眼界，黑洞理论与真空理论相结合，有希望解开物理学中的许多疑团。
　　亲爱的小伙伴们，如果您对惯性的一些知识可能还不是很了解，希望找一些相对严谨可靠，又通俗易懂的资料来学习，那么您不妨订阅一下我的专栏《零基础物理学入门-力学篇》。里面关于这部分的介绍还是很详实的。