文小刚是美国麻省理工学院(MIT)终身教授、格林讲席教授，美国物理学会会士。形成物质的基本粒子分两大类：轻子和夸克。大家熟悉的电子就是一种轻子。10月5日刚刚获颁诺贝尔物理学奖的中微子，也是一种轻子。而夸克不能单独存在，它们总是以几个夸克的束缚态存在。比如大家熟悉的质子，就是三个夸克所形成的束缚态。
形成物质的基本粒子，又能分三种类型：马约拉纳(Majorana)型、外尔(Weyl)型和狄拉克(Dirac)型。外尔型的粒子一定是零质量的，而马约拉纳型和狄拉克型的粒子，可以有质量，也可以无质量。马约拉纳型和狄拉克型的区别是：马约拉纳型的正反粒子是相同的，没有区别;而狄拉克型的正反粒子是不同的。比如电子是狄拉克型的，它有质量，而正电子和反电子是不同的粒子。和狄拉克型类似，外尔型的正反粒子也不相同。
那么今年得奖的中微子是什么型的粒子呐?很长时间以来，大家觉得中微子是质量为零的外尔型粒子，但中微子振荡(几种中微子相互转变)的发现改变了这一观念，因为根据量子理论，频率(f)就是能量(E)，E=hf。根据相对论理论，能量就是质量(m)，E=mc^2所以中微子振荡反映了中微子质量不为零，它不可能是外尔型的。现在一般认为，中微子是狄拉克型的粒子。
而这一新发现也带来了新的挑战。中微子的质量非常非常小，大约是最轻的轻子(电子)质量的五百万分之一。而最重的轻子(tao轻子)的质量是电子的四千倍。解释为什么电子和tao轻子的质量差了四千倍，已经是很不容易的事情了，所以大家认为，要想用基本粒子的标准模型来解释五百万到两百亿倍的质量差，几乎是不可能的。所以，中微子的小质量，反映了标准模型的不完备性。它是通向新理论、新发现、新世界的窗口。
基本粒子的标准模型是一个很完善的理论。科学要发展，要超越标准模型，我们就需要突破口。在20世纪前后，经典力学也是一个很完善的理论。但迈克尔逊-莫雷(Michelson–Morley)的光速不变实验，提供了打破经典力学，建立相对论的突破口。中微子有质量和宇宙间存在暗物质，也许是发现全新理论的又一个突破口。(暗物质的发现，也许将来也能得诺贝尔物理学奖。)
最后，补充说明两点：
1)能量就是质量是相对论的奇迹。它使核能核弹成为可能。(核弹爆炸仅仅释放了蕴于质量中不到千分之一的能量。)频率就是能量是量子理论的奇迹，它强烈暗示着信息与物质的统一。(量子理论多次获得诺贝尔物理学奖，但相对论没有获奖。)
2)马约拉纳型、外尔型、和狄拉克型的粒子也出现于固体材料中。半导体中的电子其表现就像狄拉克型的粒子。超导体中的电子其表现就像马约拉纳型粒子。石墨烯中的电子其表现像零质量的狄拉克型粒子。最近，中国和美国科学家发现了一种新材料，其中电子表现像外尔型粒子*。(半导体、超导体、石墨烯都已多次获得诺贝尔物理学奖。)