轟擊原子核的能量越大，擊碎後所產生的粒子的數量就越多，並且這些粒子也越不穩定。你可能會想到，隨著沖擊力量的加強，所出現的粒子會變得越來越小（不是嗎，狠狠的一擊可以把一塊岩石分裂成兩大塊，而更猛烈地一擊卻可以把同一塊岩石分裂成十多塊小碎片呀）。但是，在原子核的場合下，事情卻不是這樣。擊碎後出現的那些粒子都傾向於成為相當重的粒子。
我們知道，能量可以轉化成質量。在粉碎原子的過程中出現的那些亞原子粒子，並不是原來在原子核中就一直存在、後來才被擊出的。它們是在原子核被擊碎的瞬間由入射粒子的能量形成的。所以，入射粒子的能量越大，所能產生的粒子的質量就越大，並且這些粒子一般也越不穩定。
從某種意義上說，從被擊碎的原子核飛出的亞原子粒子，就象火石打擊鋼鐵時飛出的火花一樣。鋼鐵中本來並沒有火花，火花是由撞擊的能量產生的。
但是，如果這樣的話，所有這些亞原子粒子還有什麼重要性？它們不可能就象火花那樣，也只不過是能量的一些偶然的產物嗎？
物理學家並不這樣想，因為這些粒子所遵循的法則太多了。所形成的粒子都具有一定的特性，這些特性要服從一些相當錯綜複雜的法則。這就是說，各種不同的粒子都可以用一些被稱為「同位旋」、「奇異性」、「宇稱」等等的數字來表示，這些數字的本性受到某些嚴格的限制因素的支配。
可見，在這些限制因素的後面必然隱藏著某種東西。
美國物理學家蓋爾曼已經研究出了一種按照這些數字逐漸增大的次序把各種亞原子粒子排列成表的體系，由於這樣做，他就能夠預言一些迄今未知的新粒子。具體地說，他曾經預言了負ω粒子的存在，這種粒子應該具有某些看來不太可能的特性，但是，當人們去尋找這種粒子時，它果然被發現了，並且還正好具有蓋爾曼所預言的那些特性。
蓋爾曼還提出，如果目前已知的幾百種粒子全都是由很少幾種更簡單的粒子（他把這些粒子稱為「誇克」）構成的，那麼，已知的粒子就會很自然地按照他所指出的方式排列成一個表。目前，許多物理學家正在搜索這種誇克。如果誇克真的被發現了，那麼，它們可能為我們提供一幅有關物質的根本性質的嶄新圖景，那對我們很可能是極其有用的。
第57節
誇克這個概念，是由於最近25年來發現了7百多種不同的亞原子粒子才產生出來的。確實，其中只有很少幾種粒子能夠維持到十億分之一秒才發生衰變，但是，僅僅存在著這些粒子的事實本身，就夠物理學家傷腦筋了。
為什麼會有這麼許多粒子，而且每一種粒子都與別種粒子不相同呢？
事情會不會是這樣：這些不同的粒子可能組成幾個大家族，並且每個家族內的許多粒子可能按照非常有規律的方式彼此有些差異？要是這樣的話，就只需要考慮到少數幾個粒子家族的存在，而無需把每一種粒子一一分別考慮了。這時，在看來似乎雜亂無章的亞原子叢林裏，就會建之起某種秩序來了。
1961年，美國物理學家蓋爾曼和以色列物理學家尼門分別研究出一種把粒子歸入這樣一些家族的辦法。蓋爾曼甚至還提出，有一個粒子族應該包括一種他稱之為負ω粒子的東西——這是一種具有非常奇特的、極不尋常的性質的粒子，但人們從來沒有碰到過它。不過，物理學家只要知道它按照假設應該會有什麼樣的性質，他們就知道該怎樣去尋找它了。結果，他們在1964年發現了這種粒子，並且發現它的性質正好與蓋爾曼對它的描繪一模一樣。
蓋爾曼在研究他那些粒子家族時想到，說不定所有各種不同的亞原子粒子會是由很少幾種更為簡單的粒子結合而成的。如果真是這樣，那可就會把我們對宇宙的看法大大簡化。在他看來，只要假定存在著三種不同的、具有特定性質的亞原子粒子，就可以按不同的方式把它們組合起來，得出已知的所有各種亞原子粒子。
由於要用三個這種假設的粒子結合起來，才能構成一個已知的粒子，蓋爾曼就想起了作家喬伊斯的《芬尼根斯·韋克》中的一句話（作者為耍弄文學技巧，故意在這本書中玩文字遊戲）：「三個誇克才頂得上一個馬克。」因此，蓋爾曼就把這些假設中的粒子命名為「誇克」。
誇克的二個令人驚奇之處，就是它們應該帶有非整數電荷。所有已知的電荷不外以下幾種情況：或者等於電子的電荷（－1），或者等於質子的電荷（十1），再不然，就是正好等於這兩種電荷的若幹倍。但是，p誇克的電荷只有＋2／3，n誇克和λ誇克的電荷只有－1／3。這樣，一個質子將由一個n誇克和兩個p誇克構成，一個中子則由兩個n誇克和一個p誇克構成，餘者依此類推。
但是，誇克是真的存在呢，還是僅僅是一種數學上的臆想？
為了讓你明白我的意思，請你考慮一張五角的鈔票。一張五角的鈔票可以看作等於10個五分的硬幣。但是，這僅僅是一道算式呢，還是你真的有可能把這張五角的鈔票撕成十份，並且發現每一份都是一個實實在在的五分硬幣？
自從蓋爾曼第一次提出存在誇克粒子以來，物理學家就一直千方百計想找到誇克存在的跡象，但卻沒有成功。
1969年，澳大利亞有人報道說，已經在宇宙線碰撞所產生的粒子簇射中，找到了帶非整數電荷的粒子的徑跡。不過，它的證據看起來非常玄，所以，大多數物理學家對這個報道都持懷疑態度。
碧聲注：2000年2月，歐洲核子中心（CERN）的科學家宣布，他們成功地在實驗室中模擬微型的「宇宙大爆炸」，從中獲得證據表明，存在一種新的物質形態——「誇克膠子漿」。
第58節
這兩種說法都可以成立。至少，這兩種說法並不一定是自相矛盾的。要解開這個表面上的矛盾，關鍵問題是得注意到質量是能量的一種表現形式這個事實。
我們可以認為，每一個物體相對於某個合適的參考系都具有某一動能。這個動能等於物體的質量乘以物體速度的平方的二分之一。當物體的能量增大時，它的質量和速度兩者都增大了（在低能量時主要是速度增大，在能量非常高時主要是質量增大）。
其次，我們來考慮一些比較小的物體。這些物體結合得越緊，（一般說來）把它們維持在一起的力就越大，象太陽和地球這類確實很大的物體，是靠萬有引力場維持在一起的。萬有引力是目前已知的各種力當中最弱的一種。
原子和分子是靠強得多的電磁場維持在一起的。由於這種場的作用，分子和分子通常十分牢固地結合在一起，分子中各個原子的結合還要更牢固，而原子中電子和原子核的結合就更牢固得多了。
原子核中的各個粒子是靠核力場維持在一起的。核力場比電磁場強一百多倍，事實上，核力是已經知道的最強的力。這就是原子彈爆炸為什麼比普通炸藥爆炸猛烈那麼多的原因之一。
假如處在原子核中的質子（和中子）本身是由一些還要更基本的粒子（誇克）所組成，那麼，把各個誇克維持在一起的結合力很可能要比把質子和中子維持在一起的力強得多，這大概就會牽涉到一種比現在已知的各種場強得多的新力場。
要把單個質子或單個中子分裂成構成它的幾個誇克，必須對質子或中子「灌進」極巨大的能量——這個能量要比在把構成原子核的質子、中子團塊成功地切開時所需要的能量大得多。
當質子或中子分裂時，那些在這時出現的誇克就會「揀起」原先輸入的能量，這個能量有些會表現成巨大的速度，有些則表現為巨大的質量。換句話說，由於輸入了非常巨大的能量，本來在質子中只占質子質量三分之一的一個誇克，一旦被分離開來，它的質量就會變得比質子大許多倍。
誇克一旦被分離開來，由於它們之間相互吸引的力場具有空前未有的強度，它們就極其傾向於重新結合起來。這種重新結合會釋放出極其巨大的能量，而這種能量損失就會引起質量的損失。這時，誇克在質量上就會大大縮減，以致當三個誇克結合起來時，質量也不會比一個質子大。
到目前為止，物理學家還完全沒有具備把亞原子粒子分裂成誇克所必需的這種能量，所以，他們就不容易檢驗誇克的假說是不是真正有價值。不過，有些宇宙線粒子具有這樣的能量。因此，它們在同原子碰撞時所產生的粒子簇射，現在正受到物理學家的密切注意，他們希望在這裏找到誇克呢！
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