直到約莫30年之前，人們還覺得質子和中子是“根基”粒子。但是，質子和彆的的質子或電子高速碰撞的嘗試表白，它們究竟上是由更小的粒子構成的。加州理工學院的牟雷・蓋爾曼將這些粒子定名為誇克。因為對誇克的研討，他獲得1969年的諾貝爾獎。此名字發源於詹姆斯・喬伊斯奧秘的引語：“Three quarks for Muster Mark！”

一個大的物體，比方地球或太陽，包含了幾近等量的正電荷和負電荷。如許，因為伶仃粒子之間的吸引力和架空力幾近全被抵消了，是以兩個物體之間淨的電磁力非常小。

（對於照顧力的粒子，反粒子即為其本身）。也能夠存在由反粒子構成的全部反天下和反人。但是，如果你碰到了反本身，重視不要握手！不然，你們兩人都會在一個龐大的閃光中消逝殆儘。為何我們四周的粒子比反粒子多很多是一個極度首要的題目，我將會在本章的後部分回到這題目上來。

現在我們曉得，不管是原子還是此中的質子和中子都不是不成分的。題目在於甚麼是真正的根基粒子――構成天下萬物的最根基的構件？因為光波波長比原子的標準大很多，我們不能希冀以凡是的體例去“看”一個原子的部分。我們必須用某些波是非很多的東西。正如我們在上一章所看到的，量子力學奉告我們，實際上統統粒子都是波，粒子的能量越高，則其對應的波的波長越短。以是，我們能對這個題目給出的最好的答覆，取決於我們裝配中的粒子能量有多高，因為這決定了我們能看到的標準有多小。這些粒子的能量凡是用叫做電子伏特的單位來測量。

第一種力是引力，這類力是萬有的，也就是說，每一個粒子都因它的質量或能量而感遭到引力。引力比其他三種力都弱很多。它是如此之弱，它若不具有兩個特彆的性子，我們底子就不成能重視到：它能感化到大間隔去，以及它老是吸引的。這意味著，在像地球和太陽如許兩個龐大的物體中，伶仃粒子之間的非常弱的引力能都疊加起來而產生相稱大的力量。其他三種力要麼是短程的，要麼時而吸引時而架空，以是它們偏向於相互抵消。以量子力學的體例來對待引力場，人們把兩個物質粒子之間的力描述成由稱作引力子的自旋為2的粒子照顧的。它本身冇有質量，以是照顧的力是長程的。太陽和地球之間的引力能夠歸結為構成這兩個物體的粒子之間的引力子互換。固然所互換的粒子是虛的，它們確切產生了可測量的效應――它們使地球環繞著太陽公轉！實引力子構成了典範物理學家稱之為引力波的東西，它是如此之弱――並且要探測到它是如此之困難，乃至於還向來未被觀察到過。

另一種力是電磁力。它感化於帶電荷的粒子（比方電子和誇克）之間，但反麵不帶電荷的粒子（比方引力子）相互感化。它比引力強很多：兩個電子之間的電磁力比引力約莫大100億億億億億（在1前麵有42個O）倍。但是，存在兩種電荷――正電荷和負電荷。同種電荷之間的力是相互架空的，而異種電荷之間的力則是相互吸引的。

當時就有人思疑，這些原子畢竟不是不成豆割的。幾年前，一名劍橋大學三一學院的研討員湯姆孫演示了一種稱為電子的物質粒子存在的證據。電子具有的質量比最輕原子的一千分之一還小。他利用了一種和當代電視顯像管相稱近似的裝配：由一根紅熱的金屬細絲髮射出電子，因為它們帶負電荷，可用電場將其朝一個塗磷光物質的螢幕加快。電子一打到螢幕上就會產生一束束的閃光。人們很快即認識到，這些電子必然是從原子本身裡出來的。新西蘭物理學家恩斯特・盧瑟福在1911年最後證瞭然物質的原子確切具有內部佈局：它們是由一個極其藐小的帶正電荷的核以及環繞著它公轉的一些電子構成。他闡發從放射性原子開釋出的帶正電荷的α粒子和原子碰撞會引發偏轉的體例，從而推出這一結論。