Zhen-hua Mei

1935年，汤川秀树（Hideki Yukawa）借鉴虚光子传递电磁相互作用的量子场理论，提出一种类似的强相互作用理论，预言了一种有静止质量且为电子质量约275倍的某种粒子充当虚光子角色在核内的质子和中子之间传递强相互作用，1947年鲍威尔利用灵敏照相乳胶在海拔3000米山顶研究宇宙射线，通过分析乳胶中记录射线径迹，证实了质量为电子质量的273倍的新粒子的存在，命名为π介子，该粒子满足汤川秀树的理论要求。

理论中，汤川秀树以相对论形式的哈密顿函数为基础进行量子力学哈密顿和动量算符的运算与替代得到克莱恩-戈登方程，对该方程求解得到一势能函数φ，当场量子静止质量为零是时，φ = e² × 1/r ；当场量子静止质量不为零是时，φ = g² × (e^-(mc/ћ)r/r)，其中e 为电磁相互作用强度系数，g 为核强相互作用强度系数。在假设该场量子具有与核子相当半径（10^-15 m）大小时，借助康普顿波长，得出了该粒子的质量应为电子的约275倍的预言。由于式中-(mc/ћ)r 或-mcr/ћ 幂因子的存在，使得在距离r 大于核子半径后mcr/ћ 大于1，加速了势能函数φ 的下降，这就是强核力为短程力的理论基础。

在我们的理论里，事情变得简单。就是因为质子的半径只有10^-19 m 数量级，而中子半径约电子的两倍为10^-15 m 数量级，并且中子是电子与质子的复合粒子（一个质子进入一个电子的内部就成为了一个中子）。因此，当类似质点的正电荷的质子接近中子表面时，感受到的主要是负电效应，正负电荷产生吸引作用力，因为作用半径只在很小的10^-15 m 附近范围，因而产生了强烈的强相互作用力并形成核能。但随着质子与中子距离增加，该作用力将远超出1/r ² 的函数梯度下降或势能函数φ 将远超出1/r  的函数梯度下降，因为对于质子在稍远距离看来，中子是似电中性的粒子，距离越远越中性，与中性之间不存在作用力。这样，使得强相互作用力成为了短程力；同理，中子与中子之间的弱相互作用力也是短程力特点并有甚之，因为双方面都是中子。依此，理论粗略计算出来的质子和中子之间的结合核能为2.10 MeV，与实测值2.23 MeV 接近。这里面，复杂的是理论上对质子和电子半径的计算，之前博文对此已有所述，这里不在重复。

两种理论都能很好地解释了核力的短程力特性，或者说核力的短程力特点多了一种理论的解释。那么，谁会更合理，那种才真相？就留给大伙和历史去评判吧。