《物质的秘密：藏在微观粒子里的神奇世界》第九节

夸克和胶子越靠近，彼此间的作用力越小，反而在短距离内变得自由。

夸克和胶子越靠近，彼此间的作用力越小，反而在短距离内变得自由。物理学家追求高能粒子对撞，是因为能量越高，产生的温度和能量密度越接近宇宙大爆炸瞬间的条件，有助于了解宇宙起源。粒子能量常用电子伏特计量，最强加速器中粒子能量约达1万亿电子伏，但一只飞行蚊子的动能换算后还更高。关键不在于总能量，而在于能量密度：蚊子的能量分散在无数原子里，而基本粒子近乎点状，能量高度集中，对撞才能产生新粒子。

在微观层面，物质并不守恒：粒子对撞后产生的新粒子并非原有粒子的碎片，而是对撞能量直接物质化而来，从真空中诞生，只有总能量守恒。真空并非虚无，而是以潜在形式包含着可被能量激发的粒子。夸克虽在短距内自由，却无法被单独分离——分离所需能量随距离增加，最终转化为新的夸克反夸克对，使夸克始终被束缚在强子中。标准模型有三代结构相同的夸克与轻子家族，而第一代就足以构成我们周围的物质，其余两代的作用仍是未解之谜。

诺特于1918年证明：物理定律不随时间改变，直接推出能量守恒定律；反之若定律随时间变化，能量便不再守恒。今天的宇宙虽与原初不同，变化的只是物理条件而非定律，因此粒子对撞能在极小尺度上重现宇宙早期的极端条件，让物理学家借此探究宇宙遥远的过去。关于真空，历史上曾有诸多争论；今天通常定义为清空容器后剩下的东西，但"一切"的范围取决于所依据的物理理论及其本体论，因此真空的定义并非唯一。