（本文根据科学网邢志忠研究员博客内容编辑整理）

　　自然界的物质由微观原子构成。原子是由位于中心的原子核与核外电子构成的。原子核的尺寸非常小，大约为费米量级（10^－15 m）。原子核既然这么小，那它是不是就是自然界最基本的物质组成单元呢？答案是否定的，原子核由带正电的质子和不带电的中子构成。那么质子和中子是不是自然界最基本的物质组成单元呢？答案还是否定的！质子中子也有内部结构，它们由夸克构成。 

 （1）夸克的“味”与“色”

　　1897年，英国物理学家约瑟夫 约翰 汤姆孙在阴极射线实验中发现了电子，这是人类探测到的第一个现代意义上的基本粒子。之后历时一百余年，科学家们费尽周折，终于勾勒出比较完整的组成物质世界以及传递相互作用力的基本粒子族谱，它包含六个夸克、六个轻子、传递电磁力的光子、传递强核力的胶子、传递弱核力的带电和中性玻色子以及与基本粒子质量起源有关的希格斯玻色子。

　　作为物质最基本组分的夸克在粒子物理学中被赋予了“味道”的含义。这一形象的概念是由美国物理学家默里 盖尔曼和德国物理学家哈罗德 弗里奇在1971年突发奇想而引入物理学的。当时他们二人正在美国加州一家名叫巴斯肯 罗宾斯的冰淇淋店闲谈，发现冰淇淋不仅色彩斑斓而且有巧克力、草莓等不同的口味。于是他们决定用“味道”来区分不同的夸克。

　　夸克共有6种“味道”，分别是上夸克（u）、下夸克（d）、粲夸克（c）、奇异夸克（s）、顶夸克（t）和底夸克（b）。每一种味道的夸克还存在一个相应的反夸克。除了带有相反的电荷以外，反夸克的其他性质和夸克一模一样。通常，三个夸克组成一个粒子。质子和中子都是由3 个夸克构成的，分别是uud 和udd。两个夸克也能组成粒子，如介子就是由一对味道相同或不同的正反夸克构成。人们还没有发现过含有超过3个夸克的粒子。

　　夸克还携带三种不同的颜色。现在大家都取“红色”、“蓝色”和“绿色”，好处是三种颜色加在一起恰好是白色，或者说没有颜色了。原子核和其他强子当然是没有颜色的，这在物理学上叫做“色禁闭”。

　　夸克的家庭是如何组成的呢？。有一类基本粒子叫做“介子”，是由夸克与反夸克对组成的。它们的颜色正好相反，所以配成一个正经的家庭。像质子和中子这类原子核，都是由三个夸克组成的，它们的颜色分别为红、绿、蓝，所以形成的原子核没有颜色。这种奇特的家庭，构成了物质世界的基石。

（2）夸克的“爱情观”

　　夸克之间是如何作用构成物质基础的呢？可以将夸克之间的相互吸引形容成“渐近自由”，意思是夸克之间的强相互作用力与直觉相反，距离越近，力越弱；距离越远，力越强。所以当两个夸克之间的距离很小时，它们彼此差不多是自由的；而当它们的距离增大时，束缚它们的力越来越强，以至于彼此根本脱离不开。这种夸克禁闭现象，使得每个夸克都无法孤立存在，所以在自然界看不到单个夸克。

色禁闭