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[36]需要指出的是，对夸克质量的估计本身就在一定程度上运用了π介子（及其他几种介子）的质量。因此孤立地看，这里所谓的“吻合”带有循环论证的意味。但是人们对强子质量的计算是大量而系统的，涉及的粒子种类远远多于轻夸克的数目，当我们把所有这些计算综合起来看，这种“吻合”就不再是循环论证，而成为了很强的自洽性检验（consistency check）。这一点也适用于后文所述的对重子质量的计算。
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[37]这些数值对比来自本文写作之初所参阅的文献，是大约十年前的研究结果。感兴趣的读者可以查阅一下新近文献，看是否有更好的结果。
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[38]这个质量对应于一个由无质量的夸克和胶子组成的束缚态的质量。撇开计算上的复杂性不论，定性地讲，量子色动力学对这一质量的确定其实并不玄妙，它与量子力学对氢原子结合能的确定相类似——当然，氢原子在零质量极限下是不存在的。量子色动力学所具有的这种“质量隙”（mass gap）现象是高度非平凡的。另外，这个质量完全由相互作用所决定，在这一点上它有点类似于马赫早年的想法。只不过马赫设想的相互作用来自遥远的星体，而量子色动力学计算涉及的是微观世界的相互作用。感兴趣的读者可以思考一下：无质量的粒子为什么可以组成有质量的束缚态？
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因为星星在那里：科学殿堂的砖与瓦
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绘画：张京
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因为星星在那里：科学殿堂的砖与瓦 纤维里的光和电路中的影[1]
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在一个周末的清晨，你上网查询了本市的景点信息，然后决定与家人一起参观新落成的科学博物馆；在博物馆里，你一边参观，一边用数码相机拍着像片；回家后，你用电子邮件将几张精选像片传给朋友，让他们分享你的快乐；晚上，你和家人围坐在一起，欣赏清晰的数字电视……
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你也许没有意识到，在这普通的一天里，你已反复成为了2009年诺贝尔物理学奖获奖成果的受益者。
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2009年10月6日，拥有英国和美国双重国籍的华裔科学家高琨（Charles K. Kao），拥有加拿大和美国双重国籍的科学家博伊尔（Willard S. Boyle），以及美国科学家史密斯（George E. Smith）共同荣获了2009年的诺贝尔物理学奖[2]。在这三人中，高锟“因光学通信中有关光在纤维中传输的突破性贡献”（for groundbreaking achievements concerning the transmission of light in fibers for optical communication）获得全部奖金（约140万美元）的一半，博伊尔和史密斯则“因发明一种成像半导体电路——CCD传感器”（for the invention of an imaging semiconductor circuit——the CCD sensor）而分享了另一半。
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在本文中，我们将对这三位科学家的工作及其意义作一个简单介绍。
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因为星星在那里：科学殿堂的砖与瓦 一、光纤，信息时代的大动脉
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我们先来谈谈光纤。
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简单地讲，光纤是一种能引导光在其中传输的纤维。初看起来，这并不是什么深奥莫测的东西，因为光——如我们早已知道——可在一切透明介质中传输，而光纤不过是制成纤维状的透明介质。这种用介质引导光的想法早在19世纪40年代初就已出现并付诸实验（所用介质是水和玻璃），它的一种早期应用是灯光喷泉（直到今天仍在用）。由于受光纤引导的光可以随光纤而弯曲，自20世纪20年代末起，人们开始设想用光纤来制作诸如胃窥镜之类的医学仪器，那些仪器可以深入患者体内，用光纤引导的光将患处的图像传输出来。
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从物理上讲，光纤利用的是一种有趣的光学现象，那就是当光从折射率较高的介质（比如玻璃）射向折射率较低的介质（比如空气）时，在特定的角度范围内，入射光会在两种介质的交界面上被完全反射，而无法进入折射率较低的介质。这种现象被称为光的全内反射（total internal reflection），如图8所示。正是它保证了光纤内的光能够被光纤所引导，而无法轻易逃逸。
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图8 光的全内反射
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事情如果仅仅是这样，就没诺贝尔奖什么事了。人们在实际制作光纤时很快就发现，虽有全内反射在光纤的边界上把关，光纤中的光仍会迅速损耗。在20世纪60年代初，光在最好的光纤中，也只能传播区区20米就只剩下了1%左右。这使得光纤的应用只能局限于像医学仪器那样的短距离之内。
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那么，光纤中光的快速损耗究竟是什么造成的呢？人们提出了一些可能的原因，比如光纤的弯曲，或光纤材料（比如二氧化硅）的晶体结构缺陷等。但是，任何实际应用中的光纤都不可能不弯曲，任何常温下的晶体结构也都不可能无缺陷。因此，若原因果真在这些方面，那光的快速损耗基本上就是“绝症”了。幸运的是，就在这光纤应用的整体前景面临极大挑战的时候，英国标准电信实验室（Standard Telecommunications Laboratories）的高锟与霍克汉姆（George Hockham）经研究发现[3]，光的快速损耗并非上述原因所致，而主要是由于光纤中杂质——尤其是铁离子——对光的吸收与散射。他们这项研究为光纤时代的降临开启了大门[4]，因为既然罪魁祸首是杂质，我们要做的就只是对光纤材料进行提纯，而这是没有任何原则性困难的。
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