我在写新书《时空边缘》的时候，反复讲一句话：“人类，就是一堆夸克和电子的集合体。” 这句话我以前经常说，尤其是在那些讨论暗物质和可见物质的公开演讲中。我会试图描绘一个极简的宇宙画面：宇宙的大部分质量，藏在我们看不见摸不着的暗物质里。而我们这些能照镜子的人类、桌子椅子、地球太阳，本质上是一堆可以写在物理课本上的基本粒子。
这个说法听起来很硬核，甚至有点科幻。但你转念一想，站在一个生理学家的角度，这个回答就完全不一样了。如果你去问一位生理学家“人是什么构成的”，对方大概会抛出一组我们中学就听过的数字：人体大约60%是水，剩下20%左右是碳，再加上一些杂七杂八的元素。说人话就是，我们主要是氢和氧组成的。这完全没说错，但这是分子视角，是化学层面的表达。物理学家嘛，就是爱钻牛角尖，非要把东西拆到底。
这种拆解游戏玩到极致，就会出现一种奇怪的尴尬。我们来看看氢，这是宇宙里最简单的原子。最标准的那种氢，原子核里就一个质子，外面一个电子在绕着跑。有时候它也会多带一两个中子。再看氧，原子核里塞着8个质子，外面最多套着8个电子，中子数量甚至能多达20个。整个元素周期表的玩法，就是用质子、中子、电子这三样东西搭积木。所以顺着这个逻辑，你猜一个粒子物理学家可能会怎么回答那同一个问题？他们的答案可能更简洁：“人类是由质子、中子和电子组成的。”
但这里面藏着一个明显不对等的地方。电子，它是一种基本粒子，不可再分，独来独往。质子和中子呢？它们是“二道贩子”，是拼装货。把一个质子拆开，里面是两颗上夸克和一颗下夸克。中子反过来，是两颗下夸克和一颗上夸克。而夸克跟电子一样，你没法再把它砸成更碎的碎片了。所以你看，当我一边巡回演讲为新书做宣传，一边反复告诉别人我们是夸克和电子组成的时候，我其实只是在做一层还原论的减法，把“复合粒子”这个包装盒给扔掉了。
但最近我越想越不对劲。这个说法，可能漏掉了一个极其重要，甚至有点诡异的角色。我们这套关于“人类成分”的物理清单，或许还应该再加上一种粒子。之所以是“或许”，是因为这件事牵扯到夸克世界最独特的一条规则：夸克，这种构成你我身体基石的东西，它从来不会孤零零地出现在世界上。你永远不可能在真空中抓到一颗单独的夸克。它们死死地抱团，组成我们熟悉的三夸克组合，也就是质子和中子，这是它们最稳定的生存方式。当然，物理学家在加速器里也撞出过别的奇怪组合，有双夸克的，甚至还有五夸克的，但这些家伙全都不稳定，寿命极短。你眨个眼亿亿分之一的时间，它们就已经衰变消失了。
这种“永远被囚禁”的特性，来源于强力——宇宙四大基本力里最不讲道理的一个家伙。强力有多强？你可以想象一下，你拼命想把一颗夸克从质子里拽出来。你会用很大的劲，注入极高的能量。但诡异的一幕发生了：你注入的这些能量，非但没有让夸克挣脱牢笼，反而凭空生成了新的东西。能量直接转化成了一颗全新的夸克，以及一颗反夸克。这个反夸克，简单理解就是夸克的反物质版本：它们的质量一样，但带的电荷正好相反。最后的结果是，原来那颗夸克还是跟别的什么东西黏在一起，它从未真正获得过自由。这一切的背后，是因为有另一类粒子在充当强力的“胶水”。
现在问题来了。这些负责传递强力的粒子，如果仔细盘算它们的身份，会让我们原先那个简洁优美的“人与宇宙成分等式”发生动摇。你可能会说：那就把它们加进人类的成分清单里不就行了。但麻烦就在于，这些充当力之媒介的粒子，它们并非我们常规意义上理解的、像弹珠一样实实在在小球。物理学家给它们起了个极其直白的名字：胶子。它们就像给夸克刷上的胶水。但你以为胶水就是你拿在手里的那个瓶子里的液体吗？在亚原子层面，现实比这要模糊得多。我们将这些在力的传递中忽生忽灭的粒子叫作“虚粒子”。
说它们“虚”，是一种极度克制的科学描述。它指的不是不存在，而是说，它们更像是一种量子力学允许的、借来的能量涨落。它们在极短的时间和极小的尺度内闪现，随即消失，以此完成把夸克捆在一起的任务。你永远无法像捕获一颗电子那样，把一颗胶子安安静静地摆在桌面上测量。你要计算一个人体内有多少物质，如果把夸克比作砖块，那胶子就是把砖块砌成高墙的水泥。如果没有这些水泥，砖块就是散落一地的无意义的存在，根本无法构成一个稳定的质子或中子，更别提此后一步步拼出原子、分子、细胞和你我。所以它们当然是你身体运作逻辑的一部分。但如果我们非要在这个逻辑里，去追问一句听上去很朴素的话：“那人类到底算不算由这些虚粒子组成？”
物理学家和普通人眼中“组成”的词义，在这个尺度下发生了剧烈的分裂，变得几乎无法沟通。你早餐吃掉一个苹果，你很清楚苹果变成了你身体的一部分，苹果里有碳、氢、氧，这是物质不灭。但在质子内部，情况可能比这个大分子的流动要复杂得多。量子色动力学，也就是专门描述夸克和胶子如何互动的理论，给出的图景往往让人抓狂。你会发现，很多时候，质子内部的大量质量，其实根本不来自于夸克本身。一颗夸克，它的静质量其实很小。那些让你体重秤数字往上跳的、让你感觉到自己“实打实存在”的绝大部分质量，其实是来自于夸克和胶子们疯狂互动的动能，以及这种强相互作用本身的束缚能。我们感受到的重量，很大程度上是一种被锁在极微观尺度上的、沸腾的能量。
这件事实在太反常识了，以至于我在跟朋友聊起这件事时往往会停顿很久。我们总觉得自己站在这里是结结实实的，但实际上这“结实”的感觉，是微观世界里一片狂暴的能量海所提供的一个副作用。如果胶子都是“虚”的，那由它们的行为产生的束缚能算不算一种虚幻？显然不能，因为那重量实实在在地施加在了沙发上。那如果能量本身能贡献质量，那这些负责传递能量的粒子，难道不该被写进我们介绍人类起源时需要用到的最终极的名录里吗？我倾向于认为要加，但它们怎么加，加在哪个条款里，标注成“实体”还是“虚体”，物理学教材目前给不出一个让人舒服的回答。这也是为什么我越琢磨越觉得，过去我轻松地说出“我们是夸克和电子组成的”，其实是在掩盖一种深刻的无知。
这种无知的边界，延伸到另一个同样让人睡不着觉的天文学现象里。暗物质，那个在星系外围提供额外引力、把旋转的星系框住不至于散架的神秘物质，至今没人知道它到底是什么粒子。我们只知道它不参与电磁作用，也就是它不发光，不反射光，也基本不跟可见物质相撞。它透明地穿过你的身体，穿过地球，好像我们彼此都是对方的幽灵。每当我在演讲中试图解释暗物质和可见物质的区别时，我都得不断强化那幅我们刚才一直在解构的画面：我们是夸克和电子的产物，而暗物质，是完全不同于这种构建方式的另一种存在。但如果我们连自己这个“可见物质”的代表作——人体本身的结构清单都还写得不太利索，那去谈论那个看不见的宇宙主宰，听起来就更像是盲人摸象了。
这件事最让人着迷也最让人困惑的地方在于，科学有时候太成功了，让我们误以为我们已经把物质世界的底层逻辑摸得一清二楚。从生理学家到核物理学家，再到粒子物理学家的层层递进，给我们营造了一种知识可以无限逼近终极的幻觉。但只要再往下多挖一铲子，试着去精确地定义“你是由什么构成的”这样一个看似幼儿园级别的问题，就会发现脚下坚实的台阶瞬间变成了流沙。那些被称作虚的东西，其实在以一种不可或缺的姿势支撑着你我的存在。这种若即若离，就是我整本《时空边缘》试图去触碰的那种感受：我们活在宇宙中，但我们对“活”和“在”的定义，可能随时都需要打上一个补丁。也许以后我在演讲时必须加上这么一句：人类是夸克、电子，以及无数在虚与实的边界上跳舞的力场，共同借来的一个短暂形态。
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