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上一段引入了真空不空的观念；我们描绘的图景非常民主，所有的基本粒子在其中都发挥了作用。那么希格斯粒子的特别之处又在哪里呢？如果真空不过是物质-反物质产生和湮灭的翻滚高汤，那么所有的基本粒子还是会继续保持零质量——量子圈本身并不会提供质量[253]。因此，我们还需要用一些别的东西来填充真空，这就需要用到希格斯粒子。彼得·希格斯只是规定，虚空挤满了希格斯粒子[254]，而并不觉得有义务对其原因作出深刻的解释。真空中的希格斯粒子确保了走“之”字的机制，它们加班加点地工作，和宇宙中每一个有质量的基本粒子相互作用，选择性地延缓其运动以产生质量。普通物质和充满希格斯粒子的真空相互作用的最终结果是，原本没有结构的世界活了起来，变成了一个由恒星、星系和人组成的多样而奇妙的地方[255]。
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当然，最大的问题还是那些希格斯粒子是从哪里来的？答案并不十分清楚，但有人认为它们是发生在大爆炸后不久、所谓相变（phase transition）的残留。如果你有耐心，能在冬夜气温下降时观察窗玻璃，就会看到冰晶的结构之美，就像魔法一样，从夜晚空气中水蒸气里被变了出来。在冷玻璃上，从水蒸气到冰的转变就是一种相变——水分子重新排列成冰晶体；由于温度下降，没有固定形状的蒸汽云发生对称性自发破缺。冰晶形成，是因为它在能量上更有优势。就像球从山上滚下来，在山谷中占据较低的能量；或者电子在原子核周围重新排列，形成将分子固定住的化学键一样，雪花形成其雕琢之美，是因为和没有固定形状的蒸汽云相比，这种水分子构型具有的能量更低。
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我们认为，在宇宙历史的早期也发生过类似的事情。随着新生宇宙中的炽热粒子气体膨胀并冷却，不含希格斯粒子的真空在能量上的劣势暴露了出来，因此充满希格斯粒子的真空就成为自然的状态。这确实类似于水凝结成水滴，或冰在寒冷的窗玻璃上形成的过程。当水滴在窗玻璃上凝结时，它们形成的自发性确实给人一种印象，就是它们是凭“空”产生的。希格斯粒子也是类似，在大爆炸之后的高温阶段，真空中转瞬即逝的量子涨落（那些费曼圈图）沸腾翻滚，粒子和反粒子无中生有并重归于无。然而，随着宇宙的冷却，突然发生了一些激烈的事情：就像水滴出现在窗玻璃上一样，希格斯粒子发生了“凝聚”（condensate）；它们通过其相互作用，聚集在短暂形成的真空悬浊物之中，而其他粒子则通过它传播。
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真空中充满物质的观念表明，我们和其余的世间万物，都在一个巨大的凝聚体中活动；它随着宇宙的冷却而出现，譬如朝露。为避免认为真空只被希格斯粒子的凝聚所占据，笔者还要指出，真空并不仅仅如此。随着宇宙进一步冷却，夸克和胶子也发生凝聚，产生出被自然地称为“夸克和胶子凝聚的现象”。这些存在也已被实验充分证实，它们在我们对强相互作用的理解中发挥着非常重要的作用。事实上，正是这种凝聚，产生了质子和中子的绝大部分质量。然而，希格斯真空负责产生基本粒子——夸克、电子、渺子、陶子，以及W和Z粒子被观测所得的质量。夸克凝聚在解释一簇夸克结合形成质子或中子时起作用。有趣的是，虽然希格斯机制对于解释质子、中子和更重的原子核的质量不那么重要，但在解释W和Z粒子的质量时情况则相反。对这两个来说，在没有希格斯粒子时，夸克和胶子凝聚会产生1 GeV[256]左右的质量，但它们在实验中测得的质量却是这个值的近100倍。LHC被设计为在W和Z粒子的能量区域运行，它在这里可以探索赋予后者相对较大质量的机制。不管那是人们所热切期待的希格斯粒子，还是某些迄今未曾梦想的东西，只有时间和粒子对撞才能告诉我们。
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我们给这些事物补充一些相当惊人的数字：虚空中由于夸克和胶子凝聚而储存的能量，达到惊人的1035焦耳[257]每立方米，而希格斯凝聚所产生的能量比这个数大100倍。加在一起，就是我们的太阳在一千年内产生的能量之和。准确地说，这是“负”能量，因为真空的能量比完全不含粒子的宇宙还要低。出现负能量，是因为凝聚体形成中释放了结合能。它本身并不神秘，没比需要能量才能把水煮沸（从而逆转从气体到液体的相变）这一事实更迷人。
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然而，神秘的是，如果对虚空中每立方米上这么巨大的负能量密度照单全收，就会产生毁灭性的宇宙膨胀，以至于从来不会有任何恒星或人类能够形成。宇宙会在大爆炸后很快就胀裂自身。如果我们把粒子物理学对真空凝聚的预测直接带入爱因斯坦的引力方程，并应用于宇宙整体，就会出现这个结果。这个恶毒的谜题被称为宇宙学常数（cosmological constant）问题，它仍然是基础物理学的核心问题之一。当然，这表明我们在宣称真正理解真空和/或引力的本性之前得非常小心。有一些极其基本的东西，我们仍然尚不了解。
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有了这句话，我们的故事就要结束了，因为我们已经到达了知识的边缘。已知领域并不是科研工作者的舞台。如我们在本书开头所看到的那样，量子理论以其困难性和完全对立的怪异性而著称；它对组成物质的粒子行为的掌控是相当宽松而自由的。但笔者所描述的一切，除了这最后一章的内容，都已被专业人士所广泛了解和理解。我们跟随着证据而非常识被引向了一个理论，它显然能描述极广泛的现象，从热原子发出的彩色条纹，到恒星内部的核聚变。将这一理论付诸应用，得到了20世纪最重要的技术突破——晶体管；如果没有量子世界观，就无法解释这个装置的运作。
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但量子理论远不止是单纯在解释能力上的胜利。在量子理论与相对论的包办婚姻中，反物质作为理论上的必需品出现，并不出所料地被发现。自旋，作为亚原子粒子的基本特性，以及支撑原子稳定性的基础，同样是为满足理论一致性而得到的理论预言。而现在，在第二个量子世纪，大型强子对撞机航向未知的海域，探索真空本身。这就是科学的进步；谨慎地逐步建构一套传统，用以解释和预测现象，并改变我们的生活方式。而这正是科学与其余一切的区别。它并不简单地是另一种观点；它揭示出一种不可想象的现实，即使对那些想象力最扭曲、最超现实的人也是这样。科学是对现实的研究，而如果现实是超现实的，那就这样吧。没有别的例子比量子理论更能展示科学方法的力量了。如果没有最严谨细致的实验，就没有人能想出它；而建立它的理论物理学者，为了能解释眼前的证据，也要能够暂时舍弃其内心深处舒适区中的信念。也许真空能量的谜题预示着新的量子旅程，也许LHC会提供新的、费解的数据，也许本书中的所有东西都会被证明只是某种更深刻图景的近似；这趟理解我们量子宇宙的激动人心的旅程还在继续。
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当我们开始考虑编写本书时，我们花了一点时间来争论如何结束它。我们希望找到一个例子，来展现量子理论的智识和实践的力量，并让最有疑虑的读者也能相信，科学确实能以精致的细节描绘出世界的运作方式。我们都同意这样的例子是存在的，但它的确涉及一些计算——我们已经尽最大努力，使你不必仔细研究方程，也能跟上推理；但确实得有所预警。我们的书到此为止。如果你还想再来一点，我们认为，接下来的这些是量子理论力量的最壮美的展示。祝你好运，旅途愉快。
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[226]来自法语Conseil europé en pour lareche rchenucl éaire，通指欧洲核子研究中心。
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[227]Jura Mountains，又译汝拉山，位于西阿尔卑斯山以北，主要位于法国和瑞士境内。LHC最西端位于该山脉内。
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[228]这是2011年第一次运行的数据。在2015年开始的第二次运行中，每秒对撞数已经达到10亿。
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[229]Kaluza-Klein excitation。西奥多·卡鲁扎（Theodor Kaluza）1885年生于今属波兰的奥波莱，1954年卒于下萨克森州哥廷根，德国物理学家和数学家。奥斯卡·克莱因（Oskar Klein），1894年生于丹德吕德，1977年卒于斯德哥尔摩，瑞典物理学家。
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[230]techniquark，是技彩（technicolour）理论预言的粒子。技彩理论和希格斯机制类似，也能赋予质量。由于人们发现了希格斯玻色子，技彩理论和技夸克已经基本上被排除掉了。
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[231]leptoquark，是存在于某些标准模型的扩充理论中的假想粒子，能让轻子和夸克互相转化。
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[232]这是夸张的说法，“只由四种粒子构成”一说并不完全准确。例如，可以认为质子中也存在奇夸克。
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[233]中微子又译微中子。
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[234]这是夸张的说法，由于一种叫中微子振荡的现象，来自太阳的中微子并不都是电子中微子。
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[235]亚瑟·爱丁顿，1882年生于肯德尔，1944年卒于剑桥，英国天体物理学家、数学家。
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[236]出自爱丁顿著《恒星内部结构》（1927年初版）一书第XI章《恒星能量的来源》第209节。
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[237]根据夸克模型，质子由两个上夸克和一个下夸克构成，而中子由一个上夸克和两个下夸克构成。
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[238]氘也是一种氢元素，其核内含有一个质子与一个中子。核内只含一个质子的氢也叫作氕。
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[239]一个“事例”就是一次质子—质子对撞。因为基础物理学是一种计数的游戏（它靠概率干活），需要不断让质子对撞，以积累足够数量的罕见事例，而希格斯粒子就是这样产生的。足够的数量是多少取决于实验者对于消除假信号的技巧有多么自信。（原书注）
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[240]希格斯玻色子已于本书完成后的2012年在LHC中被宣布发现了。
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[241]我们能把一个有质量的粒子看成是带上了“折点”规则的无质量粒子，是因为这样一个事实：P(A,B)=L(A,B)+L(A,1)L(1,B)S+L(A,1)L(1,2)L(2,B)S2+L(A,1)L(1,2)L(2,3)L(3,B)S3+…,其中S是与折点有关的收缩系数，并且这个式子应理解为，对所有可能的中间位置1、2、3等的求和。（原书注）
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