1977年4月，科學家們宣稱，他們確信在實驗中已經(jīng)找到物質的終極結構，這就是“夸克”。

由于束縛力使得原子聚集在一起，因此要發(fā)現(xiàn)夸克粒子是極為困難的。

1962年，默里蓋爾曼提出了三種各具不同性質的夸克的假說?？淇说奶厥庵幵谟谒鼈儜撚型耆煌?span id="5pu61mf" class="wpcom_tag_link">電荷。

在默里蓋爾曼提出他的理論時，雖然他的辯詞很有說服力，科學家們還是懷疑能否通過實驗證實夸克的存在。

所以從1962年到現(xiàn)在，夸克僅僅作為一種方便的數(shù)學理論而存在。

可能令人感到奇怪，在這個現(xiàn)代化的電子時代，物理學家對了解物質或萬物的終極結構還要走很長的一段路。雖然夸克的存在最終可能通過實驗明確證實，但是許多關于亞原子粒子以及物質內部的作用力的本質等基本問題尚待發(fā)現(xiàn)。

如果我們回顧探索物質奧秘和基本粒子本質的科學思想史，我們就會發(fā)現(xiàn)一個很重要的階段，就是在1897年電子的發(fā)現(xiàn)被認為是物理學史上最重要的發(fā)現(xiàn)之一。

12年后，完成了另一個重要的實驗，即測量電子的實際質量和電荷。

從那時起，各種粒子的質量都以電子的質量為單位表示。例如，質子的質量是電子質量的1836倍。還有，各種已知粒子攜帶的電荷要么恰好等于電子電荷，要么等于電子電荷的整數(shù)倍，要么不帶任何電荷。

夸克的發(fā)現(xiàn)將在物質的顛覆性的發(fā)現(xiàn)中邁出重要一步，理由是夸克被認為所帶電荷小于電子電荷。正如相對論和量子力學理論震動了經(jīng)典物理學基礎，發(fā)現(xiàn)夸克所帶的電荷比之前想象的要小同樣會震動現(xiàn)代物理學基礎。

我們對它研究的內容越多，存在的困境就變得更復雜和更廣泛了。物理學家探索物質奧秘越是進入到物質內部，他們的任務就越艱難。

相信天地萬物，從亞原子粒子到星系團，都遵循某個確定的、看不見的法則和秩序，吸引了許多科學家試圖揭示它的真相。令人大為驚奇的是，大自然的奧秘被發(fā)掘得越多，人們就越清楚宇宙的內部設計及其存在是合理的還是經(jīng)過精心策劃的。數(shù)學是了解大自然奧秘不可或缺的方法。精通數(shù)學概念和推理的人，如哥白尼、伽利略、牛頓、愛因斯坦和其他許多人，都成了科學之父。

在基礎物理學領域，最近不斷發(fā)現(xiàn)許多難以捉摸的粒子。這些在電子家族、介子、介子和重子中的難以捉摸的粒子有：負介子、正負介子、正介子、中性介子、中性介子、正負和中性介子，僅舉幾例而已。

這些難以捉摸的粒子的確令新生的物理學家面臨的任務更加艱難。

已發(fā)現(xiàn)的亞原子的數(shù)量很多，以至于物理學家蓋爾曼試圖建立一種亞原子粒子周期表，就像門捷列夫把性質相似的物質元素排列起來一樣。蓋爾曼和他同時代的人相信，如果通過實驗證明夸克存在，將簡化排列現(xiàn)象。

這將是在物理學上開辟了一個完全不同于相對論和量子理論時代的革命時代。

三個不同的夸克：p-夸克、N-夸克和L-夸克的電荷合并在一起應等于質子或電子的電荷。質子被確認由兩個P-夸克和一個N-夸克組成。介子似僅有兩個不同夸克結合而成。事實上，現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)質子是一個自身完全獨立的體系，可能性質上類似于原子結構和太陽系。

質子可能由一個核和核周圍有動態(tài)介子構成的事實將動搖現(xiàn)代物理學基礎。

事實上，物理學家發(fā)現(xiàn)得越多，物質的存在會更加令人震驚。

宇宙的奇跡將永遠不會終結。過去有許多偉大的物理學家，未來也會有許多偉大的物理學家。

他們發(fā)現(xiàn)的粒子正在不斷地變化、再生和消逝。

只有潛在的法則和秩序永存。

譯自北京大學《英語》2019年10月