12.21世纪发现的未解之谜

截至20世纪结束，在我们的知识体系中，宇宙中的一切都可以用“原子”来说明。原子中存在原子核和电子，原子核由质子和中子构成，质子和中子由夸克这种基本粒子构成……在原子初次被发现的约100年后，物理学对宇宙构成的研究走到了夸克这一步。

但是，即使“衔尾蛇”的尾巴延伸到夸克这一层，也没有完全与“蛇头”连接起来。对于宇宙，我们曾认为“一切都是由原子构成的”，后来的研究颠覆了这一认识，但现在仍然存在很多未解之谜。

我们尚不了解的东西并非仅是暗物质和暗能量，甚至包括某种“不存在的东西”，那就是“反物质”。

对于所有粒子，都存在与其性质相同但电荷相反的“反粒子”，因此对于所有物质，都存在“反物质”（后文会详细讲解这部分内容）。在宇宙大爆炸的瞬间，反物质与物质应该是等量产生的。但是，我们没有在目前的宇宙中找到自然存在的反物质（实验室中已经制造出反物质）。这也是一个巨大的谜题。

另外，在预言反物质存在的理论中，也预言了一种尚未发现的粒子。物质的“质量”便是因这种粒子而产生的。根据预测理论计算，粒子的总能量占宇宙总能量10 62 %，这看上去是非常荒唐的。目前来看，这种粒子是什么，以及如何撤回存在这种粒子的预言（否则会乱套），一切都是未解之谜。

这种粒子被称为“希格斯玻色子”。由于对尚不了解（也不知道它是否真的存在）的粒子进行命名会出问题，所以我姑且称其为“暗场”。

顺便一提，2008年获得诺贝尔物理学奖的“小林-益川理论”，就是关于反物质的研究；此外，物理学家南部阳一郎的功绩也与希格斯玻色子有关。不过，我还是在后文中再介绍这些内容吧。读到这里，大家只要明白“宇宙仍然存在很多未解之谜”就可以了。从20世纪末到21世纪初，研究者已经揭开了许多之前的“未解之谜”，这本身就是现代物理学的成果和巨大进步。