作为“杨-米尔斯理论核心”的“杨-米尔斯方程”，也因此被称为“量子场论征服物质大统一理论的关键方程”。

但物理学家们通过“杨-米尔斯方程”统一电磁力和弱力或强力时，却遇到一个棘手的大难题。

杨米尔斯方程的经典版本描述了以光速传播的零质量波，但在量子力学中，每个粒子都可以被看作一种特殊类型的波，尤其是“强力”“弱力”均是由非零质量的粒子所承载短程力，两者存在理论上的矛盾。

上面这段话看得有点湖涂了？

没关系，我们慢慢理解。首先我们在这里引入一个专有名词“玻色子”。

所谓的玻色子，就是传递作用力的粒子，比如光子、胶子。在量子场论里，每一种作用力都有专门传递作用力的粒子，比如传递电磁力的是光子，传递强力的是胶子，传递弱力的是前面介绍弱力时提及过的w和z玻色子。

玻色子的质量问题非常重要，玻色子的质量越大，力程（力传递的距离）越短；质量越小，力程越长；如果玻色子的质量为零，那么这个力程就是无限远的，比如光子，所以电磁力能传播到非常远的距离。

而强力和弱力都仅仅局限在原子核里，也就是说力程很短，玻色子质量很大。

但问题是，“杨-米尔斯理论”里，局域规范对称性要求规范玻色子是零质量的，但是强力、弱力的短程力事实要求对应的规范玻色子必须是有质量的，实际测量到w和z玻色子也是有质量的，且质量很大（粒子物理标准模型预计w玻色子质量应为 \/-6 mev\/c2）。

——这个就是刚刚提及到存在理论矛盾的“棘手的大难题”，让全世界物理学家、数学家都头疼不已的“质量间隙”问题。放到数学上，它就是“杨-米尔斯方程”解的一个特殊性质。

为了解决这个问题，物理学上提出“希格斯机制”，它是一种生成质量的机制，即能够使基本粒子获得质量。它认为宇宙中到处都充满了希格斯场，粒子如果不跟希格斯场发生作用，它的质量就是零（比如光子、胶子），如果粒子跟希格斯场发生作用，那么它就有质量，发生的作用越强，得到的质量就越大。2012年7月，科学家在大型强子对撞机（lhc）中找到了希格斯粒子，验证了这个理论。

但这“希格斯机制”只能从物理层面解释弱力的w和z玻色子，却无法解释强力的胶子为何是零质量的，后来这个问题物理学家通过“量子色动力学”的“渐近自由”特性来补上了。

无论是“希格斯机制”还是“渐近自由”，物理学家们已通过物理理论实验、计算机模拟验证过，并由此确定了一个假设——在传递强力和弱力作用时的玻色子（胶子和w、z玻色子）是有质量的，也验证了夸克只能作为复合子的一部分，无法单独存在。 本章未完，请点击下一页继续阅读！ 第2页/共4页