物体的质量是怎样来的？其发作机制是什么？为了答复这样的重大问题，一代又一代的物理学家付出了很多的尽力。
质量和分量的差异
在日常日子中，咱们一般会把质量和分量等价起来。但在物理学上，这是两种概念。物体的分量来来自于重力，在不同外表重力的星球上，同一个物体的分量是不一样的，例如，物体在月球上的分量只要地球上的六分之一。别的，宇航员到了太空中绕着地球做自由落体运动，他们还会处于失重的状况。在国际单位准则中，分量用“牛顿（N）”来表明。
另一方面，质量是物体的根本特点，不会由于物体处在不同的引力场中而发作显着的改动。宇航员在月球上感觉自己变轻了，并不是由于自身的质量降低了，而是由于所遭到的引力效果变小了。在国际单位准则中，质量用“千克（kg）”来表明。
质量的界说：惯性质量和引力质量
物理学中关于质量的界说超越7种，最常被用到的是惯性质量和引力质量。
惯性质量可以终究靠牛顿第二运动定律（F=ma）得到，物体的惯性质量决议了它的惯性巨细，决议着它的加速度被改动的难易程度。通过丈量物体所遭到的力和对应的加速度，可以算出物体的惯性质量。
引力质量则是源自于引力，通过丈量一个物体在引力场中所受的重力（G）以及对应的重力加速度（g），可以算出物体的引力质量（m=G/g）。
牛顿以为，惯性质量和引力质量并非是相同的东西。但是，咱们在推导单摆运动的周期公式时，往往会以为惯性质量和引力质量是持平的，直接把它们消掉，由此得到如下的公式：
但假如区别惯性质量（mi）和引力质量（mg），成果会得到如下的单摆运动周期公式：
通过试验丈量可知，物体的单摆周期与质量没有一点联系，只取决于摆长。从这点来看，惯性质量和引力质量之比是持平的常数，或者说这两种质量是等价的。跟着试验精度的进步，这种等价联系被更精确地证明。在物理学上，通过系数调整，可以让惯性质量和引力质量变得持平。
牛顿以为，惯性质量和引力质量持平仅仅偶然现象。但爱因斯坦提出了不同观念，他以为均匀引力场和均匀加速度是不行区别的，这便是等效原理。依据这样的原理以及广义相对论性原理，爱因斯坦创立了广义相对论，以为引力的实质是几许效应。
量子力学中的质量
物体都是由一系列原子组成，原子又是由质子、中子和电子组成，质子和中子还由夸克组成。从现在的认知来看，电子和夸克都是根本粒子，它们都无法再分割下去。
那么，这是否意味着物体的质量都是来自于夸克和电子这两种根本粒子呢？
一个质子的质量约为1.6726×10^-27千克，其间包含了三个夸克——两个上夸克和一个下夸克。一个上夸克的质量约为4.1009×10^-30千克，一个下夸克的质量约为8.5584×10^-30千克。两个上夸克和一个下夸克的总质量为1.6760×10^-29千克，这大约只要质子质量的1%。也便是说，质子的质量并不直接等于组成它的夸克质量总和。
另一方面，一个中子的质量约为1.6749×10^-27千克，其间也包含了三个夸克——一个上夸克和两个下夸克。依据核算可知，一个上夸克和两个下夸克的总质量为2.1218×10^-29千克，这大约只要中子质量的1.27%。就像质子那样，中子的质量也不直接等于组成它的夸克质量总和。
质子和中子的质量究竟是怎样来的呢？
依据粒子物理标准模型，夸克之间通过强核力结合在一起，这需求通过胶子来传递强相互效果。就像光子那样，胶子不存在停止质量，但胶子具有运动质量。这是由于胶子具有能量，依据狭义相对论的质能方程（E=mc^2），质量和能量在实质上是等价的。别的，运动的夸克也有相对论性质量，但远小于胶子。
因而，质子和中子的绝大部分质量其实是来自于把夸克捆绑在一起的胶子，尽管这种根本粒子不具有停止质量。在质子和中子的质量中，来自于夸克自身十分少，只要大约1%。
尽管夸克的质量很小，但它们仍是有质量的，那么，夸克自身的质量又是怎样发作的呢？别的，原子的另一根本组成粒子——电子的质量又是怎样来的？
质量的来源：希格斯机制
依据希格斯机制，整个世界中遍及着一种特别的量子场——希格斯场。关于夸克、电子这样的费米子，当它们在希格斯场中运动时，它们发作的费米子场会与希格斯场发作汤川耦合效果，然后使得夸克和电子从希格斯场中取得质量。
而关于胶子、光子这样的标准玻色子，它们不会与希格斯场发作耦合而呈现自发对称性破缺，也就不会从希格斯场中取得质量，所以它们的静质量为零。正由于如此，这些根本粒子在希格斯场中的运动速度不会下降，而是坚持光速。
希格斯机制的证明
假如可以找到希格斯玻色子，也就能证明希格斯机制，由于这种特别的根本粒子会在希格斯场的量子激起中发作。夸克、电子等根本粒子会与希格斯玻色子发作磕碰，导致速度降到光速以下，并且取得了质量。
直到大型强子对撞机（LHC）投入到正常的运用中之后，寻觅希格斯玻色子才变得有或许。由于只要通过极高的粒子磕碰能量才干制造出希格斯玻色子，并且还需求通过极端活络的探测器才干捕捉这种极易衰变的根本粒子。
通过多年的尽力，在2013年，物理学家正式宣告在LHC中发现了希格斯玻色子的踪影，于1964年提出希格斯机制的物理学家彼得·希格斯也在当年荣获诺贝尔物理学奖。
