如何向孩子解释上帝粒子、质量之源——希格斯玻色子？

孩子:什么是希格斯玻色子?

大人:“你看，这把椅子，我们呼吸的空气，我手里拿着的手机，包括你都是由分子或原子组成的，原子就像个小球，不同的小球组合在一起就会组成分子，不同的分子组成在一起就能构成不同的物质，一小杯水中就有千亿百亿个像米老鼠样子的水分子组成”

基本粒子

孩子:“那原子也太小了，小到我们都看不清米老鼠的样子。”

大人:“是的，它们很小，我们需要用到超级放大镜才能看清它们的样子，但是它们还不是最厉害的。还有比原子更小的东西，这些小东西大人们给它们起了个名字叫做基本粒子。它们是整个宇宙中最小的东西!原子就是由它们构成的!”

孩子:“真的吗? 真厉害，那它们也是米老鼠的样子吗？”

大人说:“不是的哦，它们很奇怪，安静起来可能是个小球球，但是跑起来就像是一根根不停振动的琴弦。

伟大的科学家们已经发现了很多种基本粒子，确切地说有62种。这62种基本粒子中的一种叫做希格斯玻色子，它是物质质量之源，也叫上帝粒子。”

孩子:是不是说基本粒子是最小的东西，它们组成原子。其中之一是希格斯玻色子?”

大人:“是的!”

孩子:那么这些基本粒子是如何构成原子的呢?希格斯玻色子是做什么的?”

大人:“嗯，是希格斯玻色子给了物质质量。质量其实是能量的另外一种形态，就像擎天柱有时候它是汽车，有时候它是战斗状态，这对你们来说有点复杂。

孩子:“那么它是如何赋予了原子质量呢?”

原子构成

大人说:“我们慢慢讲来讲，原子是由一团顽皮乱跑的电子和中心的一个原子核构成的。

原子核中有质子和中子，但它们不是基本粒子。

是另外三种基本粒子组成了它们，我们叫它们夸克。原子中电子很小很轻跑得很快，质子和中子远远比电子重得多，所以原子的质量主要都来自质子和中子，而质子和中子的质量来自于夸克。”

大人:“你看就像这张图一样，这里面有三种不同的夸克，是它们构成了质子和中子的。”

孩子:“好吧。”

大人:“说的有点多，你能记住吗？我们复习一下，你看下这张图，原子到原子核到夸克，这就是构成物质的方式。”

质量之源

大人:“接下里我们就要让基本粒子游泳了，因为它们游泳才使物质有了质量。”

孩子:“游泳？水在哪?”

大人:“夸克之所以有质量是因为它们在希格斯场中游弋。”

孩子:“希格斯场是什么?”

大人:“你还记得刚才说过的62个基本粒子吗?它们每个都有一个相关的场。”

孩子:“这是什么意思?”

大人:“你知道小提琴是什么吗?”

孩子:“我知道呀，它有四根线，会发出不同的声音。”

大人:“棒棒的，回答的不错。想象小提琴上的琴弦是四个不同的场。

当你什么都不做时，这四个场是静止的，弦什么也没有发生，也不会有音乐响起。

当你拨动一根弦，弦就开始振动，而弦的振动就像不安静的粒子形成的场，我们也这么说：一个粒子可以看作是它的粒子场的振动。

比如：电子在原子核外面乱跑，我们也可以说它在原子核外振动，所以电子就是电子场的振动。这个名称适合于所有基本粒子，一个粒子可以看作是它的粒子场中的振动。

孩子:“好难想象呀！那这跟质量有什么关系呢?”

大人:“希格斯玻色子就是在原子核内振动，这个场就是夸克质量的来源。

孩子:“我还是没明白质量是如何产生的?”

大人:“你游过泳吗?”

孩子:“是的。”

大人说:“那你应该知道在水中快速运动比在陆地上困难，因为水会拖着你。”

孩子:“是的。”

大人:“这就是希格斯场赋予物体质量的方式，想象一下原子核中夸克并不像在陆地上那么轻松，而是在希格斯玻色子构成的海洋中游弋，“海水”会对它产生惯性作用，希格斯场就像一种波涛汹涌的水，这种水很重，密度很大，所以对夸克产生的惯性也很大，粒子必须很努力才能移动。”

孩子:“我想我现在明白了。”

总结

大人：“因为呀希格斯玻色子是物质的质量之源，没有希格斯玻色子，宇宙和人类就不会存在，所以我们也管它叫做上帝粒子”

孩子:“那它不就是物质能量的本源？。”

大人:“你能这么理解非常棒，我们回顾一下。一切都是由原子构成的，原子是由基本粒子构成的。原子的质量来自质子和中子。这两个粒子是由三种基本粒子组成的，每一种都叫做夸克。这些夸克的质量来自希格斯场，因为其他粒子正是在希格斯玻色子构成的海洋中游弋，受其作用产生惯性才有了质量。”

旁白：大孩子们你们理解了吗？