核物理的历史有几个关键点。第一个自然是1911年，卢瑟福根据α粒子散射实验，推测出原子中心漂浮着一个极小的原子核，一个奇异的液滴。第二个是1932年，查德维克发现中子，并且确定原子核是由质子和中子构成的。第三个是1935年，日本核物理学家汤川秀树提出质子和中子之间的强核力，是通过π介子传递的，开创了核力研究的先河。第四个是1950年前后核结构中壳模型和集体模型的确立。这两个模型本质上都是质子和中子核力的重整化的结果。第五个是1970年前后，通过高能电子碰撞质子，发现了夸克的存在，并且在此基础上提出了强作用力的基本理论-量子色动力学。

    这些工作除了第一个都获得了诺贝尔物理学奖。第一个没有获奖是因为在这个工作之前卢瑟福已经获得了诺贝尔化学奖。

    第一个是基本事实，没有被证伪的可能性。第二个也是基本的事实，质子和中子都是存在的，原子核也的确是由质子和中子构成的，但是结合能相对于质子和中子的质量来说却非常小，说明了这两个粒子都很坚硬。第三个核力，π介子的存在是一个事实，但是核力却非常复杂，不是汤川秀树刚开始想象的那么简单。到了今天，这个问题变得越来越复杂。为什么呢？因为第五个的发现。这个发现告诉我们，质子和中子很坚硬，是有道理的。

    质子和中子不是基本粒子，而是夸克通过色力而产生的复合粒子。通过高能实验，还没有发现夸克能够再分解的可能，因为没有发现夸克有形状的可能性，所以是基本粒子。所以夸克像电子一样，是非常非常小的，而夸克之间的色力的载体就是胶子，也是一种基本粒子，也没有形状。

    这些存在，实际上都已经不能用经典的概念来描述了。但是质子、中子和原子核都是复合粒子，所以是有形状的。根据量子力学，即使夸克是非常非常小的，它们的分布却是可以充斥在核子内的。

    于是对于核力的理解就变得越来越麻烦，当前的最好理论，就是根据量子色动力学为基础的手征对称性自发破缺的有效场理论。这个理论让很多人都很满意，但是不是没有问题。

    这个问题就是，色力在小距离处是渐进自由的，这导致距离大的时候，这种色力会非常强，出现了我们还难以理解的事情。

    从前边能看到第四个核模型也是在夸克发现之前就早已经发现的。但是让人惊奇的是，核模型的发展并没有受到夸克发现的影响。这是一个非常有趣而让人深省的事情。并不是这不是一个问题，而是说这可以是一个问题，但是没有人愿意去再思考一下。

    汤川秀树的发现，就是再思考一下的好例子。原子核是由质子和中子构成的，而显然这种结合力很强。汤川秀树类比量子电动力学，猜测强力也是由某种粒子传递所产生的。由于强力的作用范围很短，于是他猜测这种粒子必须有一个大的质量。于是就提出了π介子。

    伟大的发现，都是给那些愿意再做些思考的人准备的。