另一种力是电磁力。它感化于带电荷的粒子(比方电子和夸克)之间,但反面不带电荷的粒子(比方引力子)相互感化。它比引力强很多:两个电子之间的电磁力比引力约莫大100亿亿亿亿亿(在1前面有42个O)倍。但是,存在两种电荷――正电荷和负电荷。同种电荷之间的力是相互架空的,而异种电荷之间的力则是相互吸引的。
直到约莫30年之前,人们还觉得质子和中子是“根基”粒子。但是,质子和别的的质子或电子高速碰撞的尝试表白,它们究竟上是由更小的粒子构成的。加州理工学院的牟雷・盖尔曼将这些粒子定名为夸克。因为对夸克的研讨,他获得1969年的诺贝尔奖。此名字发源于詹姆斯・乔伊斯奥秘的引语:“Three quarks for Muster Mark!”
亚里士多德信赖物质是持续的,也就是说,人们能够将物质无穷制地豆割成越来越小的小块。即人们永久不成能获得一个不成再豆割下去的最小颗粒。但是几个希腊人,比方德谟克里特,则对峙物质具有固有的颗粒性,并且以为每一件东西都是由大量的各种分歧范例的原子构成(原子在希腊文中的意义是“不成分的”)。争辩一向持续了几个世纪,任何一方都没有任何实际的证据。但是1803年英国的化学家兼物理学家约翰・道尔顿指出,化合物老是以必然的比例连络而成的,这一究竟能够用由原子聚合一起构成称作分子的个别来解释。但是,直到本世纪初这两种学派的争辩才以原子论者的胜利而告终。爱因斯坦供应了此中一个首要的物理学证据。1905年,在他关于狭义相对论的闻名论文颁发前的几周,他在颁发的另一篇文章里指出,所谓的布朗活动――浮在液体中灰尘小颗粒的没法则随机活动――能够解释为液体原子和灰尘粒子碰撞的效应。
现在我们晓得,不管是原子还是此中的质子和中子都不是不成分的。题目在于甚么是真正的根基粒子――构成天下万物的最根基的构件?因为光波波长比原子的标准大很多,我们不能希冀以凡是的体例去“看”一个原子的部分。我们必须用某些波是非很多的东西。正如我们在上一章所看到的,量子力学奉告我们,实际上统统粒子都是波,粒子的能量越高,则其对应的波的波长越短。以是,我们能对这个题目给出的最好的答复,取决于我们装配中的粒子能量有多高,因为这决定了我们能看到的标准有多小。这些粒子的能量凡是用叫做电子伏特的单位来测量。
最后,人们以为原子核是由电子和分歧数量的带正电的叫做质子的粒子构成。质子是由希腊文中表达“第一”
直到保罗・狄拉克在1928年提出一个实际,人们才对电子和其他自旋1/2的粒子有了精确的了解。狄拉克厥后被选为剑桥的卢卡斯数学传授(牛顿曾经担负这一教席,目前我担负这一职务)。狄拉克实际是第一种既和量子力学又和狭义相对论相分歧的实际。它在数学上解释了为何电子具有1/2的自旋,也即为甚么将其转一整圈不能、而转两整圈才气使它显得一样。它还预言了电子必须有它的妃耦――反电子或正电子。1932年正电子的发明证明了狄拉克的实际,他是以获得了1933年的诺贝尔奖。