我們知道,，不管是原子還是中的質子和中子都不是不可分的,。問在于什么是真正的基本粒子構世界萬物的最基本的構件？由于光皮波長比原子的尺度大得多,，我們不期望以通常的方法去“看”一個原的部分,，而必須用某些波長短得多的東西。正如我們在上一章所看到向,，量子力學告訴我們,，實際上所有立子都是波動的，粒子的能量越高,，1U其對應的波動的波長越短,。所以，我們能對這個問題給出的最好的回答,，取決于我們的設想中所能得到多葛的粒子能量,，因為這決定了我們所能看到的多小的尺度。這些粒子的能量通常是以稱為電子伏特的單位來測量（在湯姆遜的電子實驗中,，我們看他用一個電場去加速電子,，一個電從一個伏特的電場所得到的能量即一個電子伏特）。

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19世紀,，當人們知道如何去使用的粒子能量只是由化：反應諸如燃燒產生的幾個電子伏特的低能量時，大家以為原子是最小的單位,。在盧瑟福的實驗,，粒子具有幾百萬電子伏特的能量,。更近代,，我們知道使用電磁場給粒子提供首先是幾百萬，然后是幾十億電子伏特的能量,。這樣我們知道,，30年之前以為是“基本”的粒子，原來是由更小粒子所組成,。如果我們用更高的能量時,，是否會發(fā)現這些粒子是由更小的粒子所組成的呢？這一定是可能的,。但我們確實有一些理論的根據,，相信我們已經擁有,，或者說接近擁有，自然界的終極構件的知識,。

用波粒二象性來講解的話,，包括光和引力的宇宙中的一切都能以粒子來述。這些粒子具有一種稱為自旋的性質,。自旋可以設想成繞著一個軸自轉的,、陀螺。但這可能會引起誤會,，因為量子學告訴我們,，粒子并沒有任何很好定的軸。粒子的自旋真正告訴我們的是,，從不同的方向看粒子是什么樣子的,。一個自旋的粒子像一個圓點：從任何方看都一樣。而自旋為1的粒子像一個箭頭：從不同方向看是不同的,。只有當它轉過完全的一圈時,，這粒子才顯得是一樣。自旋勾2的粒子像個雙頭的箭頭要轉過半圈,，看起來便是一樣的了,。類似地，更高自旋的粒子在旋轉了整圈的更小的部分后,，看起來便是一樣的,。所有這一切都是這樣的直截了當，但驚人的事實是,，有些粒子轉過一圈后,，仍然顯得不同，你必須使其轉兩整圈,！這樣的粒子具有二分之一的自旋,。

宇宙間所有已知的粒子可以分成兩組：組成宇宙中的物質的自旋為二分之一的粒子；在物質粒子之間引起力的自旋為0,、1和2的粒子,。物質粒子服從所謂的泡利不相容原理。這是奧地利物理學家沃爾夫岡 ,，泡利在1925年發(fā)現的,，他并因此獲得1945年的諾貝爾獎。他是個原型的理論物理學家,，有人這樣說,，他的存在甚至會使同一城市里的實驗出毛病,！泡利不相容原理是說,，兩個類似的粒子不能存玍于同一個態(tài)中,，也即是說，在不確定性原理給出的限制內,，它們不能同時具有,；目同的位置和速度。不相容原理是非常鍵的,，因為它解釋了為何物質粒子在旋為o,、1和2的粒子產生的力的影響下不會坍縮成密度非常之高的狀態(tài)的原目：如果物質粒子幾乎在相同位置，則它門必須有不同的速度,，這意味著它們不長時間存在于同一處,。如果世界創(chuàng)生不相容原理不起作用，夸克將不會形戔分離的很好定義的質子和中子,，進而些也不可能和電子形成分離的很好定的原子,。

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