第23章
说完电子，该到质量的核心体质子，中子了。现代理论认为这些强子是由不同夸克组成。在芬尼根的守灵夜里黑色剥开了光明的意义（Three quarks for muster mark）。先简要陈述一下现代理论对夸克的一些认识，这些可以作为已现的我们日常经验而用于分析
夸克有六种，种类被称为“味”，它们是上、下、粲、奇、底及顶。每一种都有一种对应的反粒子，叫反夸克，反夸克跟对应的夸克有着相同的质量、平均寿命及自旋，但两者的电荷及其他荷的正负则相反。上、粲及顶夸克（这三种叫“上型夸克”）的电荷为+2?3，而下、奇及底夸克（这三种叫“下型夸克”）的则为?1?3。反夸克与其所对应的夸克电荷相反。上及下夸克的质量是所有夸克中最低的也是最稳定的。质子由两个上夸克和一个下夸克组成，中子是由两个下夸克和一个上夸克组成。较重的夸克通过宇宙中高能或人工高能下制造，但极不稳定，会通过粒子衰变的过程变成上或下夸克。夸克拥有色荷，因此它们会参与强相互作用。因为这种夸克间吸引力的关系，而形成的复合粒子，叫做“强子”。现代理论模型认为在强子中决定量子数的夸克叫“价夸克”；除价夸克，任何强子都可以含有无限量的虚夸克、反夸克，及不影响其量子数的胶子。强子分两种：带三个价夸克的重子如中子质子，及带一个价夸克和一个反价夸克的介子。夸克的自旋为?2，它们是费米子。遵守泡利不相容原理。在已现的基本费米子被分成三代，每一代由两种轻子和两种夸克组成。第一代有上及下夸克，第二代有奇及粲夸克，而第三代则有顶及底夸克。代数较高的粒子，一般会有较大的质量及较低的稳定性，于是它们会通过弱相互作用，衰变成代数较低的粒子。在自然中，只有第一代夸克（上及下）是常见的。较重的夸克只能通过高能碰撞来生成，而且它们很快就会衰变。
目前科学界认为夸克是唯一一种能经受全部四种基本相互作用:电磁、引力、强相互作用及弱相互作用的粒子。同时拥有电荷、质量、色荷及味。
夸克通过弱相互作用，可由一种味转变成另一种味，任何上型的夸克（上、粲及顶夸克），都可以通过吸收或释放一玻色子，而变成下型的夸克（下、奇及底夸克），反之亦然。这种机制正是导致b衰变这种放射过程的原因，在b衰变中，一中子“分裂”成一质子、一电子及一反电子中微子。在b衰变生时，中子内的一下夸克在释放一虚玻色子后，随即衰变成一上夸克，于是中子就变成了质子随后玻色子衰变成一电子及一反电子中微子。变味过每一种夸克都偏向于变成跟自己同一代的另一夸克。
夸克还有一种叫“色荷”的性质。色荷共分三种，可任意标示为“蓝”、“绿”及“红”每一种色荷都有其对应的反色荷——“反蓝”、“反绿”及“反红”。每一个夸克都带一种色，而每一个反夸克则带一种反色。掌管夸克间吸引及排斥的系统，是由三种色的各种不同组合所负责，叫强相互作用，现代理论认为它是由一种叫胶子的玻色子所传递的；描述强相互作用的理论叫量子色动力学。一个带某色荷的夸克，可以和一个带对应反色荷的反夸克，一起生成一束缚系统；三个（反）色荷各异的（反）夸克，也就是三种色每种一个，同样也可以束缚在一起。两个互相吸引的夸克会达至色中性：一夸克带色荷ξ，加上一个带色荷?ξ的反夸克，结合后色荷为零（或“白”色），成为一个介子。跟基本光学的颜色叠加一样，把三个色荷互不相同的夸克或三个这样的反夸克组合在一起，就会同样地得到“白”的色荷，成为一个重子或反重子。
在现代粒子物理学中，联系粒子相互作用的，是一种叫规范对称的空间对称群，物理学定律不受空间的方向所限，即使坐标轴旋转到一个新方向，定律依然不变，量子色动力学的物理也一样，不受三维色空间的方向影响，色空间的三个方向分别为蓝、红和绿。色变与色空间的“旋转”相对应（数学上，色空间是复数空间）。每一种夸克味，f，下面都有三种小分类fB、fg和fR，对应三种夸克色蓝、绿和红，形成一个三重态。
提及夸克质量时，一个是“净夸克质量”，也就是夸克本身的质量；另一个是“组夸克质量”，也就是净夸克质量加上其周围胶子场的质量。这两个质量的数值一般相差甚远。一个强子中的大部份的质量，都属于把夸克束缚起来的胶子，而不是夸克本身。尽管认为胶子的内在质量为零，它们拥有能量——更准确地，应为量子色动力学束缚能，就是它为强子提供了这么多的质量。例如，一个质子的质量约为938 meV/c2，其中三个价夸克大概只有11 meV/c2；其余大部份质量都可以归咎于胶子的能质。
现代的模型假定所有基本粒子的质量，都是来自希格斯机制，而这个机制跟现的希格斯玻色子有关系。顶夸克有着很大的质量，一个顶夸克大约跟一个金原子核一样重，为什么顶夸克的质量那么大，目前物理学家希望能找到更多有关于夸克，及其他基本粒子的质量来源之谜。
以上是现代理论对夸克现象的大致描述。当古希腊提出原子说后，人们一度逼近认为终找到了基本粒子。但卢瑟福原子核轰击实验后，跑出了一大堆基本粒子，微小世界不是在收敛而是在扩张。
(本章完)
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