奇妙的夸克（Quark）_夸克有毛吗

大约在1974年的秋天，我在一次中科院数学所的讨论班上听到中科院张锦文教授（已故）说起“夸克”的发现。

1969年，美国物理学家盖尔曼（Murray Gell-Mann，1929-）因为1964年创立“夸克”（Quark）学说荣获1969年度诺贝尔物理学大奖。夸克是什么？

远古时代，人们相信物质是由原子（Atom）组成的，认为原子是组成物质的最小颗粒。直到1910年，人们发现了原子核的存在，随后，在1914、1932年，物理学家相继在原子核里面发现质子、中子的存在。人类的认识水平，从纳米级（单位nm）深入到费米级（单位fm，百万分之一纳米）的层次。但是，质子、中子是由什么更小的颗粒组成的？质子与中子还能不能再继续“分割”下去？

1964年，年仅35岁的“小毛头”盖尔曼提出一种科学猜想（假说）：质子与中子是由更加微小的基本粒子构成的，并且给出了基本粒子的“夸克模型”，预言了夸克的物理性质。后来，物理学家在实验中找到了一种新型粒子具有夸克粒子的性质，证实了盖尔曼的猜想。为此，盖尔曼成了诺贝尔物理奖的得主。

实际上，“夸克学说”很复杂，有许多种类夸克，比如：上夸克（符号U）与下夸克（符号D）。上夸克具有2/3正电荷，下夸克具有1/3负电荷。这是非常奇特的事情，电荷还有分数值，显得怪怪的。盖尔曼由此断定：质子是由三个夸克组成，两个上夸克与一个下夸克，质子的电荷正好是一个正电荷；而中子是由一个上夸克与两个下夸克组成，中子的电荷正好是中性，没有电荷。夸克具有分数值电荷的构想只有“小毛头”才能想得出来！

构成质子与中子的三个夸克之间存在强相互作用力，将它们紧紧地凝聚成为一体，成为不可分的质子与中子。当原子核非常接近时，原子核内部的质子与中子里面的强相互作用力的影响范围进一步扩大，使得非常接近的两个原子核产生相互吸引力（所谓“核力”，也叫“残余强相互作用力”），造成核聚变现象。盖尔曼的夸克学说，把核力的来源也说清楚了，奠定了核聚变物理的理论基础。

说明：昨日上午，我随同家人去部里老干局办事，让我在路口

麦当劳等她。我在喝咖啡时，闭上眼睛，进入了科普梦乡，想

起了盖尔曼夸克的故事。

袁萌5月15日