大家都知道,，量子力學(xué)是現(xiàn)代物理學(xué)的核心，物理學(xué)家對宇宙中“極小構(gòu)成”的探索一直延續(xù)至今,。從分子,、原子，到組成原子的質(zhì)子,、中子,、電子，可能都是很多人所熟知的,。

然而,，隨著各種名稱怪異的夸克（上夸克，下夸克,、頂夸克,、奇夸克等），到中微子,、玻色子的發(fā)現(xiàn),，還有2012年發(fā)現(xiàn)的希格斯玻色子，普通大眾就開始云里霧里了,，這都是些啥……

如果用非常簡單的語言解釋,，可以概括為：這些粒子的分類和作用,，其實是在解釋微觀量子是如何相互作用、如何黏在一起構(gòu)成我們所看到的宏觀世界的,。

基本粒子

簡單來說,，基本粒子分為兩大類，玻色子和費米子,。

費米子是構(gòu)成物質(zhì)的基本粒子,，遵循不相容原理。

玻色子（如光子）作為交換粒子,，在粒子之間傳來傳去,，負責(zé)產(chǎn)生相互作用力。

自然界中有12種費米子以及對應(yīng)的反粒子,，它們每四種為一代,，一共分為三代：

基本粒子分類,，左邊費米子,，右邊玻色子

為什么要這么分類，搞這么復(fù)雜呢,？

要理解這些,，需要了解粒子間的相互作用力，而現(xiàn)代物理學(xué)就是在統(tǒng)一這些力,，完成“大一統(tǒng)”,。

四種作用力

萬有引力：幾乎可以忽略不計；粒子交換引力子產(chǎn)生引力,。

電磁力：就是帶電粒子間的相互作用，把原子約束在一起,；是化學(xué)反應(yīng)的基礎(chǔ),。

量子電動力學(xué)（Quantum Electrodynamics，QED）是解釋粒子間電磁作用的理論——粒子通過相互傳遞光子,，來產(chǎn)生作用力,。量子電動力學(xué)是20世紀40年代由費曼等物理學(xué)家創(chuàng)立的，費曼還發(fā)明了著名的“費曼圖”把粒子間的這種相互作用力畫了出來,。

費曼的汽車,，上面畫著費曼圖

強相互作用力：束縛著原子核,，也就是有質(zhì)子和中子的部分，使原子核不至于因為電磁力互斥的作用四分五裂,；

量子色動力學(xué)（Quantum Chromodynamics,，QCD）解釋了強相互作用力——當夸克互相交換膠子，就會產(chǎn)生強相互作用力,。（這些粒子叫做膠子,，也是因為他們把夸克黏在了一起）

弱相互作用力：一些放射現(xiàn)象的起因，也是在恒星內(nèi)部發(fā)生原子合成的作用力之一,。

弱相互作用力通過交換三種玻色子發(fā)揮作用,，這個理論預(yù)言了希格斯玻色子的存在。

（2017年7月4日,，歐洲和研究組織宣布發(fā)現(xiàn)了希格斯玻色子,。這是繼法拉第和麥克斯韋在150年前統(tǒng)一電磁力后，最重大的一次力的統(tǒng)一。）

總結(jié)

如果說費米子構(gòu)成物質(zhì),，那么玻色子則負責(zé)產(chǎn)生它們之間的力：強相互作用力,、電磁力和弱相互用力。這也就是基本粒子的標準模型,。

圖片來自《宇宙觀：一場跨越時空的宇宙探秘之旅》