原子，普朗克粒子，底夸克，电子，上帝粒子按大小排一下顺序。
按大小顺序排列,原子最大,余见下图: 底夸克在下图右下方 图中＋－号代表不可分割的最小正负电磁信息单位-量子比特（qubit）（名物理学家约翰.惠勒John Wheeler曾有句名言:万物源于比特 It from bit量子信息研究兴盛后,此概念升华为，万物源于量子比特）注：位元即比特 普朗克粒子-模型图图中＋－号代表不可分割的最小正负弦信息单位-弦比特（string bit）
奇夸克 粲夸克 顶夸克 底夸克分别是什么？
基本资料
夸克（英语：quark ） 日语：クォーク 朝鲜语：쿼크 希腊语：Quark 希伯来语：Quark 俄语：Кварковые 泰语：อนุภาคมูลฐานสามชั้น 阿拉伯文： كوارك 简介 （一个质子和一个反质子在高能下碰撞，产生了一对几乎自由的夸克。） 1964年，美国物理学家默里·盖尔曼和G.茨威格各自独立提出了中子、质子这一类强子是由更基本的单元——Quark组成的。它们具有分数电荷，是基本电量的2/3或-1/3倍，自旋为1/2。
编辑本段名称来源
夸克一词是盖尔曼取自詹姆斯·乔埃斯的小说《芬尼根彻夜祭》的词句“向麦克老大三呼夸克（Three quarks for Muster Mark）”。无非是指一个质子中有三个夸克。另外夸克在该书中具有多种含义，其中之一是一种海鸟的叫声。他认为，这适合他最初认为“基本粒子不基本、基本电荷非整数”的奇特想法，同时他也指出这只是一个笑话，这是对矫饰的科学语言的反抗。另外，也可能是出于他对鸟类的喜爱。
编辑本段夸克定义
所有的中子都是由三个夸克组成的，反中子则是由三个相应的反夸克组成的，比如质子，中子。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。
编辑本段性质
电荷
夸克的电荷值为分数——基本电荷的−1⁄3倍或+2⁄3倍，随味而定。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；上型反夸克的电荷为−2⁄3，而下型反夸克的电荷则为+1⁄3。由于强子的电荷，为组成它的夸克的电荷总和，所以所有强子的电荷均为整数：三个夸克的组合（重子）、三个反夸克（反重子），或一个夸克配一个反夸克（介子），加起来电荷值都是整数。例如，组成原子核的强子，中子和质子，其电荷分别为0及+1；中子由两个下夸克和一个上夸克组成，而质子则由两个上夸克和一个下夸克组成。
自旋
自旋是基本粒子的一种内在特性，它的方向是一项重要的自由度。在视像化时，有时它会被视为一沿着自己中轴转动的物体（所以名叫“自旋”），但是由于科学家们认为基本粒子应是点粒子，所以上述这个看法有点儿误导。 自旋可以用矢量来代表，其长度可用约化普朗克常数ħ来量度。量度夸克时，在任何轴上量度自旋的矢量分量，结果皆为+ħ/2或−ħ/2；因此夸克是一种自旋1⁄2粒子。沿某一轴（惯例上为z轴）上的旋转分量，一般用上箭头↑来代表+1⁄2，下箭头↑来代表−1⁄2，然后在后加上味的符号。例如，一自旋为+1⁄2的上夸克可被写成u↑。
弱相互作用
夸克只能通过弱相互作用，由一种味转变成另一种味，弱相互作用是粒子物理学的四种基本相互作用之一。任何上型的夸克（上、粲及顶夸克），都可以通过吸收或释放一W玻色子，而变成下型的夸克（下、奇及底夸克），反之亦然。这种变味机制正是导致β衰变这种放射过程的原因，在β衰变中，一中子（n）“分裂”成一质子（p）、一电子（e）及一反电子中微子（νe）（见右图）。在β衰变发生时，中子（udd）内的一下夸克在释放一虚W玻色子后，随即衰变成一上夸克，于是中子就变成了质子（uud）。随后W玻色子衰变成一电子及一反电子中微子。 n → p + e- + νe （β衰变，重子标记）
udd → uud + e- + νe （β衰变，夸克标记）
β衰变及其逆过程“逆β过程”在医学上都有常规性的应用，例如正电子发射计算机断层扫描。这两个过程在高能实验中也有应用，例如中微子探测。
图为六种夸克间弱相互作用的强度。线的“深浅”由CKM矩阵的元决定。 尽管所有夸克的变味过程都一样，每一种夸克都偏向于变成跟自己同一代的另一夸克。所有味变的这种相对趋势，都是由一个数学表来描述，叫卡比博-小林-益川矩阵（CKM矩阵）。CKM矩阵内所有数值的大约大小如下：，
其中Vij代表一夸克味i变成夸克味j（反之亦然）的可能性。 轻子（上图β衰变中在W玻色子右边的粒子）也有一个等效的弱相互作用矩阵，叫庞蒂科夫-牧-中川-坂田矩阵（PMNS矩阵）。PMNS矩阵及CKM矩阵合起来能够描述所有味变，但两者间的关系并不明朗。
强相互作用与色荷
夸克有一种叫“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，它是由一种叫胶子的规范玻色子所传递的；下文中有关于胶子更详细的讨论。描述强相互作用的理论叫量子色动力学（QCD）。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（见规范场论）。色荷SU(3)（一般简写成SU(3)c）是夸克色荷的规范对称，也是量子色动力学的定义对称。物理学定律不受空间的方向（如x、y及z）所限，即使座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。SU(3)c的色变与色空间的“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：一股有三个分量的量子场，并且在变换时遵从SU(3)c的基本表示。这个时候SU(3)c应是局部的，这个要求换句话说，就是容许变换随空间及时间而定，所以说这个局部表示决定了强相互作用的性质，尤其是有八种载力用胶子这一点。
质量
在提及夸克质量时，需要用到两个词：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（QCBE）——就是它为强子提供了这么多的质量（见狭义相对论中的质量）。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QCBE。 标准模型假定所有基本粒子的质量，都是来自希格斯机制，而这个机制跟未被发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（~171 GeV/c2），而透过研究为什么顶夸克的质量那么大，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。
性质列表
下表总结了六种夸克的关键性质。每种夸克味都有自己的一组味量子数（同位旋（I3）、粲数（C）、奇异数（S）、顶数（T）及底数（B′）），它们代表着夸克系统及强子的一些特性。因为重子由三个夸克组成，所以所有夸克的重子数（B）均为+1/3。反夸克的话，电荷（Q）及其他味量子数（B、I3、C、S、T及B′）都跟夸克的差一个正负号。质量和总角动量（J；相等于点粒子的自旋）不会因为反粒子而变号。 夸克按其特性分为三代，如下表所示： 夸克味的性质 名称 符号 质量（MeV/c） J B Q I3 C S T B′ 反粒子 反粒子符号
第一代
上 u 1.7 to 3.3 1⁄2 +1⁄3 +2⁄3 +1⁄2 0 0 0 0 反上 u
下 d 4.1 to 5.8 1⁄2 +1⁄3 −1⁄3 −1⁄2 0 0 0 0 反下 d
第二代
粲 c 1,270+70−90 1⁄2 +1⁄3 +2⁄3 0 +1 0 0 0 反粲 c
奇 s 101+29−21 1⁄2 +1⁄3 −1⁄3 0 0 −1 0 0 反奇 s
第三代
顶 t 172,000±900 ±1,300 1⁄2 +1⁄3 +2⁄3 0 0 0 +1 0 反顶 t
底 b 4,190+180−60 1⁄2 +1⁄3 -1⁄3 0 0 0 0 −1 反底 b
J= 总角动量、B= 重子数、Q= 电荷、I3 = 同位旋, C= 粲数、S= 奇异数、T= 顶数及B′ = 底数。 * 像4,190+180−60 这样的标记代表量测不确定度。以顶夸克为例，第一个不确定度是自然中的随机，第二个是系统的。注：每一味夸克都具有红、绿及蓝三种色的版本，但对上表所列的性质而言，三种版本都一样，故不列出。
编辑本段发现研究
除顶夸克外的五种夸克已经通过实验发现它们的存在，华裔科学家丁肇中便因发现魅夸克（又叫J粒子） 三色夸克图
而获诺贝尔物理学奖。近十年来高能粒子物理学家的主攻方向之一是顶夸克 (t)。 至于1994年最新发现的第六种“顶夸克”，相信是最后一种，它的发现令科学家得出有关夸克子的完整图像，有助研究在宇宙大爆炸之初少于一秒之内宇宙如何演化，因为大爆炸最初产生的高热，会产生顶夸粒子。 研究显示，有些恒星在演化末期可能会变成“夸克星”。当星体抵受不住自身的万有引力不断收缩时，密度大增会把夸克挤出来，最终一个太阳大小的星体可能会萎缩到只有七、八公里那么大，但仍会发光。 夸克理论认为，夸克都是被囚禁在粒子内部的，不存在单独的夸克。一些人据此提出反对意见，认为夸克不是真实存在的。然而夸克理论做出的几乎所有预言都与实验测量符合的很好，因此大部分研究者相信夸克理论是正确的。 1997年，俄国物理学家戴阿科诺夫等人预测，存在一种由五个夸克组成的粒子，质量比氢原子大50%。2001年，日本物理学家在SP环－8加速器上用伽马射线轰击一片塑料时，发现了五夸克粒子存在的证据。随后得到了美国托马斯·杰裴逊国家加速器实验室和莫斯科理论和实验物理研究所的物理学家们的证实。这种五夸克粒子是由2个上夸克、2个下夸克和一个反奇异夸克组成的，它并不违背粒子物理的标准模型。这是第一次发现多于3个夸克组成的粒子。研究人员认为，这种粒子可能仅是“五夸克”粒子家族中第一个被发现的成员，还有可能存在由4个或6个夸克组成的粒子。 陆陆续续地，共有九个实验群组宣称发现了penta-quark的证据。但是在其它较高能的实验组及其数据中，包括使用轻子对撞器如德国 DESY 的 ZEUS 实验，以及日本 KEK 的 Belle 与美国 SLAC 的 BaBar 两大 B介子工厂实验、以及使用强子对撞器的美国 费米实验室中的 CDF 与 D∅ 实验，都没有观测到应该存在的证据。因此，所谓的五夸克粒子(penta-quark)存在与否，还是一个极具争论性的话题。同时，春天八号也计划将会再提升其效能，以比目前强10倍的辐射光，获取更大量的实验数据，来进行统计上的确认。 现在人类只是大胆假设、科学求证，夸克是为了解释一些目前人类无法解释的现象而提出的可能存在的假设，但人类一直没找到夸克存在的直接证据。 夸克
1996年12月2日，《科技日报》发表了崔君达教授反驳何祚麻院士的文章《复合时空论并非病态科学》。崔在文中进一步指出："物理学界并非全都公认夸克的存在。不同意见早在70年代就有了。我国物理学家朱洪元，诺贝尔奖得主量子力学奠基人海德堡都认为：全世界许许多多物理学家花了那么大的力量寻找夸克，如果夸克真的存在，早就应该找到了。 这位科学家如此否认夸克当然也不对,像那句“如果夸克真的存在早就应该找到了”显然是谬论，就等于说“如果癌症真的存在早就应该治好了”一样。 总之科学来不得半点虚假与情绪化。夸克不能直接证明它存在，也不能证明（哪怕间接）它不存在，它目前只是种假设。
编辑本段发现过程
19世纪接近尾声的时候，玛丽·居里打开了原子的大门，证明原子不是物质的最小粒子。很快科学家就发现了两种亚原子粒子：电子和质子。1932年，詹姆斯·查德威克发现了中子，这次科学家们又认为发现了最小粒子。 20世纪30年代中期发明了粒子加速器，科学家们能够把中子打碎成质子，把质子打碎成为更重的核子，观察碰撞到底能产生什么。20世纪50年代，唐纳德·格拉泽（Donald Glaser）发明了“气泡室”，将亚原子粒子加速到接近光速，然后抛出这个充满氢气的低压气泡室。这些粒子碰撞到质子（氢原子核）后，质子分裂为一群陌生的新粒子。这些粒子从碰撞点扩散时，都会留下一个极其微小的气泡，暴露了它们的踪迹。科学家无法看到粒子本身，却可以看到这些气泡的踪迹。 气泡室图像上这些细小的轨迹（每条轨迹表明一个此前未知的粒子的短暂存在）多种多样，数量众多，让科学家既惊奇又困惑。他们甚至无法猜测这些亚原子粒子究竟是什么。 默里·盖尔曼1929年出生于曼哈顿，是个名副其实的神童。3岁时，他就能心算大数字的 夸克之父盖尔曼
乘法；7岁拼单词比赛赢了12岁的孩子；8岁时的智力抵得上大部分大学生。可是，在学校里他感到无聊，坐立不安，还患有急性写作障碍。虽然完成论文和研究项目报告对他而言很简单，他却很少能完成。 尽管如此，他还是顺利地从耶鲁大学本科毕业，先后在麻省理工学院、芝加哥大学（为费米）工作，在普林斯顿大学（为奥本海默）工作。24岁时，他决定集中精力研究气泡室图像里的奇怪粒子。通过气泡室图像，科学家可以估测每个粒子的大小、电荷、运动方向和速度，但是却无法确定它们的身份。到1958年，有近100个名字被用来鉴别和描述这些探测到的新粒子。 默里·盖尔曼认为，如果应用关于自然的几种基本概念，就可能会弄清楚这些粒子。他先假定自然是简单、对称的。他还假定像所有其他自然界中的物质和力一样，这些亚原子粒子是守恒的（即质量、能量和电荷在碰撞中没有丢失，而是保存了下来）。 用这些理论作指导， 到今天为止我们对物质的结构的认识
盖尔曼开始对质子分裂时的反应进行分类和简化处理。他创造了一种新的测量方法，称为“奇异性（strangeness）”。这个词是他从量子物理学引入的。奇异性可以测量到每个粒子的量子态。他还假设奇异性在每次反应中都被保存了下来。 盖尔曼发现自己可以建立起质子分裂或者合成的简单反应模式。但是有几个模式似乎并不遵循守恒定律。之后他意识到如果质子和中子不是固态物质，而是由3个更小的粒子构成，那么他就可以使所有的碰撞反应都遵循简单的守恒定律了。 经过两年的努力，盖尔曼证明了这些更小的粒子肯定存在于质子和中子中。他将之命名为“k-works”，后来缩写为“kworks”。之后不久，他在詹姆斯·乔伊斯（James Joyce）的作品中读到一句“三声夸克（three quarks）”，于是将这种新粒子更名为夸克（quark）。 美国麻省理工学院(MIT)的杰罗姆·弗里德曼(Jerome Friedman)、享利·肯德尔(Henry kendall)和斯坦福直线加速器中心(SLAC)的理查德·泰勒(RichardTaylor)，因1967年至1973年期间在斯坦福(Stanford)利用当时最先进的二公里电子直线加速器就电子对质子和中子的深度非弹性散射所做的一系列开创性的实验工作而荣获1990年诺贝尔物理奖．这说明，人们在科学上最终承认了夸克的存在． 加拿大人泰勒于1950年获得理学学士学位，1952年获得硕士学位，1962年在斯坦福获得博士学位，1968年成为斯坦福直线加速器中心的副教授，1970年提升为教授．美国人弗里德曼于1950年在芝加哥大学获得学士学位，1953年获得硕士学位，1956年获得博士学位，1960年他以副教授的身份来到麻省理工学院，1967年升为教授，1983—1988年任该院物理系主任．美国人肯德尔于1950年从阿姆海斯特学院获得学士学位，1954年在麻省理工学院获物理学博士学位，两年后任斯坦福的副教授，1967年在麻省理工学院任教授． 斯坦福直线加速器中心所做的实验与卢瑟福(E·Rutherford)所做的验证原子核式模型的实验类似．正象卢瑟福由于大量α粒子的大角度散射现象的观察，预言原子中有核存在一样，斯坦福直线加速器中心由前所未料的大量电子的大角度散射现象，证实核子结构中有点状组分，这种组分现在被理解为夸克． 盖尔曼(M·Gell—Mann)于1964年己预言过夸克的存在，与此同时，加利福尼亚理工学院(Caltech)的茨威格(G·Zweig)也独立地提出了这一预言．在斯坦福直线加速器中心——麻省理工学院所做的实验之前，没有人能拿出令人信服的动力学实验来证实质子和中子中有夸克存在．事实上，在那段时期理论学家对强子理论中夸克所扮演的角色还不清楚．正如乔尔斯考格(C·Jarlskog)在诺贝尔颁奖仪式上向瑞典国王介绍获奖者时所说的那样，“夸克假说不是当时唯一的假说．例如有一个叫‘核民主’的模型，认为没有任何粒子可以被叫做基本单元，所有粒子是同等基本的，是相互构成的．” 1962年斯坦福开始建造大的直线加速器，它的能量为10—20GeV，经过一系列改进后，能量可达到50GeV．两年后，斯坦福直线加速器中心主任潘诺夫斯基(W·Panofsky)得到几个年轻物理学家的支持，这些人在他担任斯坦福高能物理实验室主任时和他共过事，泰勒就是其中一员，并担任了一个实验小组的领导．不久弗里德曼和肯德尔也加入进来，他俩那时是麻省理工学院的教师，他们一直在5GeV的剑桥电子加速器上做电子散射实验，这个加速器是一个回旋加速器，它的容量有限．但是在斯坦福将有20GeV的加速器，它可以产生“绝对强”的射线束、高的电流密度和外部射线束．加利福尼亚理工学院的一个小组也加入合作，他们的主要工作是比较电子——质子散射和正电子——质子散射．这佯，来自斯坦福直线加速器中心、麻省理工学院和加利福尼亚理工学院的科学家组成了一支庞大的研究队伍(这支队伍称作A组)．他们决定建造两个能谱仪，一个是8GeV的大接受度能谱仪，另一个是20GeV的小接受度能谱仪．新设计的能谱仪和早期的能谱仪不同的地方是它们在水平方向用了直线一点聚焦，而不是旧设备的逐点聚焦．这种新设计能够让散射角在水平方向散开，而动量在垂直方向散开．动量的测量可以达到0.1%，散射角的精度可以达到0.3毫弧度． 在那时，物理学的主流认为质子没有点状结构，所以他们预料散射截面将随着q2的增加迅速减小(q是传递给核子的四维动量)．换句话说，他们预想大角度散射将会很少，而实验结果出乎意料的大．在实验中，他们使用了各种理论假设来估算计数率，这些假设中没有一个包括组元粒子．其中一个假设使用了弹性散射中观察到的结构函数，但实验结果和理论计算相差一个到两个数量级．这是一个惊人的发现，人们不知道它意味着什么．世界上没有人(包括夸克的发明人和整个理论界)具体而确切地说：“你们去找夸克，我相信它们在核子里．”在这种情况下，斯坦福直线加速器中心的理论家比约肯(J·Biorken)提出了标定无关性的思想．当他还是斯坦福的研究生时，就和汉德(L·Hand)一起完成了非弹性散射运动学的研究．当比约肯1965年2月回到斯坦福时，由于环境的影响，自然又做起有关电子的课题．他记起1961年在斯坦福学术报告会上听斯格夫(L·Schiff)说过，非弹性散射是研究质子中瞬时电荷分布的方法，这个理论说明了电子非弹性散射怎样给出原子核中中子和质子的动量分布．当时，盖尔曼把流代数引进场论，抛弃了场论中的某些错误而保持了流代数的对易关系．阿德勒(S·Adler)用定域流代数导出了中微子反应的求和规则．比约肯花了两年时间用流代数研究高能电子和中微子散射，以便算出结构函数对整个求和规则的积分，并找出结构函数的形状和大小．结构函数W1和W2一般来说是两个变量的函数．这两个变量是四维动量转移的平方q2和能量转移v，比约肯则认为，结构函数W2仅仅依赖于这些变量的无因次比率ω=2Mv/q2(M表示质子质量)，即vW2=F(ω)，这就是比约肯标度无关性．在得出标度无关性时，他用了许多并行的方法，其中最具有思辩性的是点状结构．流代数的求和规则暗示了点状结构，但并不是非要求点状结构不可．然而比约肯根据这种暗示，结合雷吉极点等其它一些使求和规则收敛的强相互作用概念，自然地得出了结构函数标定无关性． 标定无关性提出后，很多人不相信．正如弗里德曼所说：“这些观点提出来了，我们并不完全确认．他是一个年青人，我们感到他的想法是惊人的．我们预料看不到点状结构，他说的只是一大堆废话．”1967年末和1968年初，关于深度非弹性散射的实验数据已开始积累．当肯德尔把崭新的数据分析拿给比约肯看了以后，比约肯建议用标度无关变量ω来分析这些数据．按照旧方法描出的图，肯德尔说：“数据很散，就象鸡的爪印一样布满坐标纸．按比约肯的方法(vW2对ω)处理数据时，它们就用一种强有力的方式集中起来．我记起当时巴尔末发现他的经验关系时的感受——氢光谱的波长被绝对精确的拟合．”1968年8月，在第十四届国际高能物理会上，弗里德曼报告了第一个结果，潘诺夫斯基作为大会的领导很犹豫地提出了核子点状结构的可能性． 当从20GeV的能谱仪收集到6°和10°散射的数据后，A组就着手用8GeV能谱仪做18°、26°和34°的散射．根据这些数据发现第二个结构函数W1也是单一变量ω的函数，也就是说遵守比约肯标度无关性．所有这些分析结果，直到今天仍然是正确的，即使经过更精确的辐射修正，其结果的差异也不大于1%．从1970年开始，实验者们用中子作了类似的散射实验，在这些实验中，他们交替用氢(质子)和氘(中子)各做一个小时的测量以减小系统误差． 早在1968年，加利福尼亚理工学院的R·费因曼已经想到强子是由更小的“部分子”组成的．同年8月他访问斯坦福直线加速器中心时，看到了非弹性散射的数据和比约肯标度无关性．费因曼认为部分子在高能相对论核 也就是说结构函数与部分子的动量分布是相关的．这是一个简单的动力学模型，又是比约肯观点的另一种说法．费因曼的工作大大刺激了理论工作，几种新的理论出现了．在凯兰(C·Gllan)和格洛斯(D·Gross)得出W1和W2的比率R和部分子自旋紧密相关后，斯坦福直线加速器中心—麻省理工学院 尔曼对夸克的要求，从而淘汰了其它的假设．中子的数据分析清楚地显示出中子产额不同于质子产额，这也进一步否定了其它的理论假设． 一年以后，在欧洲核子研究中心的重液泡室做的中微子非弹性散射，对斯坦福直线加速器中心的实验结果做了有力的扩展．为了考虑夸克之间的电磁相互作用和中微子之间弱流相互作用的区别，把斯坦福直线加速器中心对 与斯坦福直线加速器中心的数据完全符合．后来的μ子深度非弹性散射、电子—正电子碰撞、质子—反质子碰撞、强子喷注都显示了夸克—夸克相互作用．所有这些都强有力地证明了强子的夸克结构． 物理学界接受夸克用了好几年的时间，这主要是由于夸克的点状结构与它们在强子中的强约束的矛盾．正象乔尔斯考格在诺贝尔颁奖仪式上所说的那样，夸克理论不能完全唯一地解释实验结果，获得诺贝尔奖的实验表明质子还包含有电中性的结构，不久发现这就是“胶子”．在质子和其它粒子中胶子把夸克胶合在一起．1973年格洛斯、威耳茨克(F·Wilczek)和鲍里泽尔(H·D·Politzer)独立地发现了非阿贝尔规范场的渐近自由理论．这种理论认为，如果夸克之间的相互作用是由色规范胶子引起的，夸克之间的耦合在短距离内呈对数减弱．这个理论(后来被叫做量子色动力学)很容易地解释了斯坦福直线加速器中心的所有实验结果．另外，渐近自由的反面，远距离耦合强度的增加(叫红外奴役)说明了夸克禁闭的机制．夸克之父，盖尔曼1972年在第十六届国际高能物理会议上说：“理论上并不要求夸克在实验室中是真正可测的，在这一点上象磁单极子那样，它们可以在想象中存在．”总之，斯坦福直线加速器中心的电子非弹性散射实验显示了夸克的点状行为，它是量子色动力学的实验基础． 1967年温伯格和萨拉姆分别独立地得到了弱电统一的规范理论，而1970年为把夸克弱作用引入该模型，格拉肖等人改进了由卡比伯所引入的在经典四费米弱作用中使用的方法，引入了粲夸克,并在1974年被证实需要引入．1973年日本物理学家小林诚（Makoto Kobayashi），益川敏英（Toshihide Maskawa），为解释弱作用中时间反演的破坏,引入了第三代夸克,并被实验证实,获得了2007年的诺贝尔物理学奖．
最小的基本粒子是什么？
最小的基本粒子是夸克。夸克介绍：夸克一词是盖尔曼取自詹姆斯·乔埃斯的小说《芬尼根彻夜祭》的词句“为马克检阅者王，三声夸克（Three quarks for Muster Mark）”。夸克在该书中具有多种含义，其中之一是一种海鸟的叫声。他认为，这适合他最初认为“基本粒子不基本、基本电荷非整数”的奇特想法，同时他也指出这只是一个笑话，这是对矫饰的科学语言的反抗。另外，也可能是出于他对鸟类的喜爱。简介：一个质子和一个反质子在高能下碰撞，产生了一对几乎自由的夸克。1964年，美国物理学家默里·盖尔曼和G.茨威格各自独立提出了中子、质子这一类强子是由更基本的单元——Quark组成的。它们具有分数电荷，是基本电量的2/3或-1/3倍，自旋为1/2。夸克是比中子和质子更小的微粒。遵循“渐近自由”原理。定义：所有的中子都是由三个夸克组成的，反中子则是由三个相应的反夸克组成的，比如质子，中子。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。性质：（一）电荷夸克夸克的电荷值为分数——基本电荷的−1⁄3倍或+2⁄3倍，随味而定。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；上型反夸克的电荷为−2⁄3，而下型反夸克的电荷则为+1⁄3。由于强子的电荷，为组成它的夸克的电荷总和，所以所有强子的电荷均为整数：三个夸克的组合（重子）、三个反夸克（反重子），或一个夸克配一个反夸克（介子），加起来电荷值都是整数。例如，组成原子核的强子，中子和质子，其电荷分别为0及+1；中子由两个下夸克和一个上夸克组成，而质子则由两个上夸克和一个下夸克组成。（二）自旋自旋是基本粒子的一种内在特性，它的方向是一项重要的自由度。在视像化时，有时它会被视为一沿着自己中轴转动的物体（所以名叫“自旋”），但是由于科学家们认为基本粒子应是点粒子，所以上述这个看法有点儿误导。自旋可以用矢量来代表，其长度可用约化普朗克常数ħ来量度。量度夸克时，在任何轴上量度自旋的矢量分量，结果皆为+ħ/2或−ħ/2；因此夸克是一种自旋1⁄2粒子。沿某一轴（惯例上为z轴）上的旋转分量，一般用上箭头↑来代表+1⁄2，下箭头↓来代表−1⁄2，然后在后加上味的符号。例如，一自旋为+1⁄2的上夸克可被写成u↑。
最小的基本粒子是什么
粒子物理学中，基本粒子（英语：elementary particle）是组成物质最基本的单位。目前在标准模型理论的架构下，已知的基本粒子可以分为费米子（包含夸克和轻子）以及玻色子（包含规范玻色子和希格斯粒子,也称传播子）。由两个或更多基本粒子所组成的则称作复合粒子(如中子、质子、和介子)。我们日常生活中的物质由原子所组成。过去原子被认为是基本粒子，原子这个词来自古希腊语中“不可切分的”。之后，原子核被发现是由质子和中子所构成。20世纪前、中期的基本粒子是指质子、中子、电子、光子和各种介子，这是当时人类所能探测的最小粒子。随著实验和量子场论的进展，发现质子、中子、介子是由更基本的夸克和胶子所组成。同时人类也陆续发现了性质和电子类似的一系列轻子，还有性质和光子、胶子类似的一系列规范玻色子。这些都是现代的物理学所理解的基本粒子。基本粒子(次原子粒子),分类如下:费米子基本费米子分为 2 类：夸克和轻子。夸克目前的实验显示共存在6种夸克，和他们各自的反粒子。这6种夸克又可分为3“代”。他们是第一代：u（上夸克） d（下夸克）第二代：s（奇异夸克） c（粲夸克）第三代：b（底夸克） t（顶夸克）它们的质量关系(见上图)。另外值得指出的是，他们之所以未能被早期的科学家发现，原因是夸克决不会单独存在（顶夸克例外，但是顶夸克太重了而衰变又太快，早期的实验无法制造）。他们总是成对地构成介子(见下图)，或者3个一起构成质子和中子这一类的重子(见下图)。这种现象称为夸克禁闭理论。这就是为什么早期科学家误以为介子和重子是基本粒子。轻子共存在6种轻子和他们各自的反粒子。其中3种是电子和与它性质相似的重电子。而这三种各有一个相伴的中微子。他们也可以分为三代：第一代：（电子） （电中微子）第二代：（μ子）（μ中微子）第三代：（涛子） （τ中微子）请点击输入图片描述玻色子玻色子是依随玻色-爱因斯坦统计，自旋为整数的粒子。规范玻色子这是一类在粒子之间起媒介作用、传递相互作用的粒子。之所以它们称为“规范玻色子”，是因为它们与基本粒子的理论杨-米尔斯规范场理论有很密切的关系。自然界一共存在四种相互作用，因此也可以把规范玻色子分成四类。引力相互作用：引力子(尚惟理论性）电磁相互作用：光子弱相互作用（使粒子衰变的相互作用）：W及Z玻色子，共有3种：W+,W-,Z0强相互作用（夸克之间的相互作用）：胶子粒子物理学已经证明电磁相互作用和弱相互作用来源于宇宙早期能量极高时的同一种相互作用，称为“弱电相互作用”。有很多粒子物理学家猜想在更早期宇宙更高能量（普朗克尺度）时很可能这四种相互作用全都是统一的，这种理论称为"万有理论"。但是目前因为加速器能够达到的能量相对普朗克尺度仍然非常的低，所以很难验证。而大统一理论目前主要的发展方向是超弦理论。 普朗克尺度粒子胶子胶子是强相互作用的媒介子，带有色与反色并由于色紧闭而从未被探测器观察到过。不过，像单个的夸克一样，它们产生强子喷注。在高能态环境下电子与正电子的对灭有时产生三个喷注：一个夸克，一个反夸克和一个胶子是最先证明胶子存在的证据。希格斯玻色子希格斯玻色子是一种具有质量的玻色子，没有自旋，不带电荷，非常不稳定，在生成后会立刻衰变。在标准模型预言的61种基本粒子中，希格斯玻色子是最后一种被实验证实的粒子。 图中＋－号代表不可分割的最小正负电磁信息单位-量子比特（qubit）（名物理学家约翰.惠勒John Wheeler曾有句名言:万物源图于比特 It from bit量子信息研究兴盛后,此概念升华为，万物源于量子比特）注：位元即比特
宇宙中光速最快吗？还有哪些速度远超光速呢？
如果我们承认现实的因果性，也就是原因必定在结果之前发生，那么我们就必须接受这样的一个基本的物理法则。在宇宙中任何有质量的物质粒子，或者是任何能够传递信息的方式都必须在低于真空中的光速的速度下运行。这个极限速度为299,792,458米/秒，构成宇宙万物的的粒子，如中微子、电子、质子和中子的运行速度，只能无限接近，并不能达到这个速度。这是因为质量和能量是等效的，质量只是能量的一种不同的表现形式，一个物体的所包含的能量分为：静止能量（E=mcd^2）和动能。当你给一个粒子开始加速的时候，随着速度的增加，它所拥有的动能就会增加，当无限接近的光速的时候，动能也会变的无限大。这个时候，粒子所包含的总能量也会变得无限大，因此我们常会说无限接近光速的物质其质量将会无限大。要想让它达到光速，就需要无限的能量，由于可观测宇宙是有限的，也就是我们可以获得的能量是有限的，因此我们无法把一个有质量的粒子加速到光速。你知道人类现在所创造的最快速度是多少吗？在大型强子对撞机中我们已经将质子加速到了299,792,455米/秒，跟真空中的光速比起来只差了0.000001%，可以说十分接近光速。你可能会想，差这么点了，是不是能量不够啊，真想上去再推质子一把！那么未来我们加大磁场、加大环形对撞机的半径，是不是就可以达到光速，甚至超过光速呢？其实接近光速很简单，这就看你怎么接近了，最后那一点点往往是无法突破的。你看，黑洞的能量大吧，它是宇宙中的怪兽，磁场强度是对撞机的一万亿倍。结果呢？它所创造的宇宙射线中的质子能量是人类创造的3600万倍，但速度还是低于光速，为299,792,457.9999999999999992米/秒。差了0.0000000000000008米/秒，这说明啥，光速真的是物质粒子的速度极限。你怎么弄，怎么折腾质量粒子都只会无限接近光速。而那些无质量的粒子，如光子、胶子、引力子这三个粒子天生就必须以光速运行。那为什么宇宙就是不让质量粒子超光速呢？其实很简单，我一开始就说了，宇宙有因果律，如果物质可以超光速，那么整个宇宙就完全乱套了，而且也会分崩离析。你看，如果一颗子弹超过了光速，那么在你看到一个人扣动扳机之前子弹就可以杀死一个人，也就是说，结果出现在了原因的前面。这样的现实不久彻底变得混乱不堪。你看，光子、胶子、引力子这三个粒子在传递着电磁力、强力、引力，这三种基本力将粒子结合在一起组成了万物。如果一个物质可以跑的比这三个粒子还快，那么这三个力都追不上这个物质，怎么能将物质结合在一起呢？万物是不是分崩离析了？因此，有些物理法则是不容得被挑战的。除非你可以改写整个宇宙的初始设定。不过，我又说了，宇宙中确实有快于光速的现象。但是它们并不违背基本的因果律，不会传递任何信息，也不会影响基本力的传递。因此这些现象在宇宙中是被允许的。1、首先就是宇宙诞生时，空间暴涨的速度。以前认为宇宙开始于大爆炸，常常认为有一个奇点，时间有一个开端，并且是从零开始的。但是自从暴涨理论被提出以后，我们已经不这样认为了，这已经是个过时的概念。暴涨理论说，时间并不是从零开始的，而是从10^-41秒开始，这时的宇宙已经存在，大小差不多就是地球到太阳的距离，一个天文单位。空间中并不存在任何物质粒子，只有真空能量，并且真空能量正导致宇宙以指数级的方式膨胀，并于10^-36秒，暴涨结束。空间中的真空能量开始衰变到物质中，产生了目前我们所知以及未知的所有物质粒子和反粒子，这个过程被称为再加热阶段，也是热大爆炸的开始。所以我们说的大爆炸并不是嘭的一声，而是在描述当时热的、快速膨胀的状态，并没有任何东西爆炸。膨胀速度有多快呢？你看，宇宙诞生后的一秒，就已经有1光年的范围了，1年就有银河系的范围了，这个速度远远的甩光速几条街。2、现在宇宙的膨胀速度，在136亿光年以外依然超光速。现今的宇宙依然在加速膨胀，这一点我们已经听了无数次了，宇宙膨胀的速率为20公里/秒/百万光年，也就是说每增加1百万光光年的距离，空间的膨胀速度就会增加20公里/秒。这就跟我们吹气球一样，也跟我们在烤箱里蒸面包一样，宇宙就是以这样的方式膨胀的，如果这样的速度计算的话，目前136亿光年以外的星系，都在以超光速的速度远离地球。但空间自身的超光速并不违背狭义相对论的基本原理，因为物理法则从来没有现在空间怎么样，而是限制的时，质量粒子在空间中的运动。你肯定会问，那星系不也跟着超光速了吗？星系的推行速度确实是超光速了，但是它们并没有相对于空间在运动，只是我们和星系之间的空间膨胀了。3.量子世界里的纠缠现象。这个现象简直就是个魔鬼，让爱因斯坦头疼不已，因为这个现象直接冲击到了爱因斯坦的世界观，他认为这个世界存在局域性，不能超光速，不会存在鬼魅的超距作用。例如在量子世界里，两个伴生相互耦合的粒子就处在一个不确定的纠缠态，当我们测量其中一个粒子的状态是，如果它自旋向上，那么另外一个粒子此时必定自旋向下。神奇的是，不管你把这两个粒子分离到多远的距离，这种超距作用依然存在，测量一个粒子，另外一个会瞬间做出选择。1964年，约翰·贝尔提出论文验证了量子纠缠的真实性，显然爱因斯坦错了，不过他的相对论依然正确，因为我们无法利用量子纠缠以超光速的方式来传递信息。原因在于，我们每次测量一个粒子的时候，粒子所表现出来的确定态都是随机了。因此无法传递信息。4.在介质中超越光速光不仅可以在真空中传播，也可以在介质中传播，不过光在介质中就会被降速，其中有效光速为c/n（n为介质的折射率，总是大于1）。因此在光在的水中的速度为0.75c，这个降速还是比较大的，例如在核反应堆中，电子被释放出来时的速度十分接近光速，因此此时的电子就比光子跑的快。而反应堆的幽幽蓝光，正是电子突破光障时产生的切伦科夫辐射发出的，这是一种光学“冲击波”。宇宙中的速度极限应该这样说：传递信息的速度不能超过真空中的光速。而不能表达为光速不可超越，这句话是错误的。如果我们未来能够制造出虫洞，也就是将时空折叠，我们就能打破距离的限制，去往宇宙的任何地方。不过想要在真空中达到、甚至超越光速旅行、传递信息是不可能的。
普朗克的简介？？
Max Karl Ernst Ludwig Planck, 1858.4.23.―1947.10.3.姓名：马克斯·普朗克 职务：教授
德国物理学家，量子物理学的开创者和奠基人，1918年诺贝尔物理学奖的获得者。
普朗克的伟大成就，就是创立了量子理论，这是物理学史上的一次巨大变革。从此结束了经典物理学一统天下的局面。
1900年，普朗克抛弃了能量是连续的传统经典物理观念，导出了与实验完全符合的黑体辐射经验公式。在理论上导出这个公式，必须假设物质辐射的能量是不连续的，只能是某一个最小能量的整数倍。普朗克把这一最小能量单位称为“能量子”。普朗克的假设解决了黑体辐射的理论困难。普朗克还进一步提出了能量子与频率成正比的观点，并引入了普朗克常数h。量子理论现已成为现代理论和实验的不可缺少的基本理论。普朗克由于创立了量子理论而获得了诺贝尔物理学奖。
生平简介
1858年4月23日生于基尔。1867年，其父民法学教授J.W.von普朗克应慕尼黑大学的聘请任教，从而举家迁往慕尼黑。普朗克在慕尼黑度过了少年时期，1874年入慕尼黑大学。1877～1878年间，去柏林大学听过数学家K.外尔斯特拉斯和物理学家H.von亥姆霍兹和G.R.基尔霍夫的讲课。普朗克晚年回忆这段经历时说，这两位物理学家的人品和治学态度对他有深刻影响，但他们的讲课却不能吸引他。在柏林期间，普朗克认真自学了R.克劳修斯的主要著作《力学的热理论》，使他立志去寻找象热力学定律那样具有普遍性的规律。1879年普朗克在慕尼黑大学得博士学位后，先后在慕尼黑大学和基尔大学任教。1888年基尔霍夫逝世后，柏林大学任命他为基尔霍夫的继任人（先任副教授，1892年后任教授）和理论物理学研究所主任。1900年，他在黑体辐射研究中引入能量量子。由于这一发现对物理学的发展作出的贡献，他获得1918年诺贝尔物理学奖。
自20世纪20年代以来，普朗克成了德国科学界的中心人物，与当时德国以及国外的知名物理学家都有着密切联系。1918年被选为英国皇家学会会员，1930～1937年他担任威廉皇帝协会会长。在那时期，柏林、哥廷根、慕尼黑、莱比锡等大学成为世界科学的中心，是同普朗克、W.能斯脱、A.索末菲等人的努力分不开的。在纳粹攫取德国政权后，以一个科学家对科学、对祖国的满腔热情与纳粹分子展开了，为捍卫科学的尊严而斗争。1947年10月3日，普朗克在哥廷根病逝，终年89岁。德国政府为了纪念这位伟大的物理学家，把威廉皇家研究所改名叫普朗克研究所。
科学成就
.普朗克早期的研究领域主要是热力学。他的博士论文就是《论热力学的第二定律》。此后，他从热力学的观点对物质的聚集态的变化、气体与溶液理论等进行了研究。
2.提出能量子概念
普朗克在物理学上最主要的成就是提出著名的普朗克辐射公式，创立能量子概念。
19世纪末，人们用经典物理学解释黑体辐射实验的时候，出现了著名的所谓“紫外灾难”。虽然瑞利、金斯（1877—1946）和维恩（1864—1928）分别提出了两个公式，企图弄清黑体辐射的规律，但是和实验相比，瑞利-金斯公式只在低频范围符合，而维恩公式只在高频范围符合。普朗克从1896年开始对热辐射进行了系统的研究。他经过几年艰苦努力，终于导出了一个和实验相符的公式。他于1900年10月下旬在《德国物理学会通报》上发表一篇只有三页纸的论文，题目是《论维恩光谱方程的完善》，第一次提出了黑体辐射公式。12月14日，在德国物理学会的例会上，普朗克作了《论正常光谱中的能量分布》的报告。在这个报告中，他激动地阐述了自己最惊人的发现。他说，为了从理论上得出正确的辐射公式，必须假定物质辐射（或吸收）的能量不是连续地、而是一份一份地进行的，只能取某个最小数值的整数倍。这个最小数值就叫能量子，辐射频率是ν的能量的最小数值ε=hν。其中h，普朗克当时把它叫做基本作用量子，现在叫做普朗克常数。普朗克常数是现代物理学中最重要的物理常数，它标志着物理学从“经典幼虫”变成“现代蝴蝶”。1906年普朗克在《热辐射讲义》一书中，系统地总结了他的工作，为开辟探索微观物质运动规律新途径提供了重要的基础。
著作和论文
《论热力学的第二定律》1879年
《论维恩光谱方程的完善》1900年
《论正常光谱中的能量分布》1900年
《热辐射讲义》1906年
《关于正常光谱的能量分布定律的理论》1900年
曾获奖项和荣誉
1918年，普朗克得到了物理学的最高荣誉奖——诺贝尔物理学奖。
1926年，普朗克被推举为英国皇家学会的最高级名誉会员，美国选他为物理学会的名誉会长。1930年，普朗克被德国科学研究的最高机构威廉皇家促进科学协会选为会长。
趣闻轶事
1.启蒙老师
普朗克走上研究自然科学的道路，在很大程度上应该归功于一个名叫缪勒的中学老师。普朗克童年时期爱好音乐，又爱好文学。后来他听了缪勒讲的一个动人故事：一个建筑工匠花了很大的力气把砖搬到屋顶上，工匠做的功并没有消失，而是变成能量贮存下来了；一旦砖块因为风化松动掉下来，砸在别人头上或者东西上面，能量又会被释放出来，……这个能量守恒定律的故事给普朗克留下了终生难忘的印象，不但使他的爱好转向自然科学，而且成为他以后研究工作的基础之一。
2.“普朗克行星”
普朗克进入科学殿堂以后，无论遇到什么困难，都没有动摇过他献身于科学的决心。他的家庭相继发生过许多不幸：1909年妻子去世，1916年儿子在第一次世界大战中战死，1917年和1919年两个女儿先后都死于难产，1944年长子被希特勒处死。但是普朗克总是用奋发忘我的工作抑制自己的感情和悲痛，为科学做出了一个又一个重要的贡献。
他一生发表了215篇研究论文和7部著作，其中包括1959年所著的《物理学中的哲学》一书。
在普朗克诞辰80周年的庆祝会上，人们“赠给”他一个小行星，并命名为“普朗克行星”。1946年他虽然体弱，但却非常高兴地出席了皇家学会的纪念牛顿的集会。
3.墓碑号刻着他的名和h的值
普朗克为人谦虚，作风严谨。在1918年4月德国物理学会庆贺他60寿辰的纪念会上，普朗克致答词说：“试想有一位矿工，他竭尽全力地进行贵重矿石的勘探，有一次他找到了天然金矿脉，而且在进一步研究中发现它是无价之宝，比先前可能设想的还要贵重无数倍。假如不是他自己碰上这个宝藏，那么无疑地，他的同事也会很快地、幸运地碰上它的。”这当然是普朗克的谦虚。洛仑兹在评论普朗克关于能量子这个大胆假设的时候所说的话，才道出了问题的本质。他说：“我们一定不要忘记，这样灵感观念的好运气，只有那些刻苦工作和深入思考的人才能得到。”
战火余烬未灭，他却接到了敌对国家的盛情邀请；战争毁灭了他的家庭和心血，但80岁的老人并没有被摧毁
1946年，英国皇家学会在伦敦举行因战争推迟了3年的"牛顿诞生300周年"纪念会。在来宾登记簿上，记下了这么一位特殊的人物：
普朗克其实来自刚刚战败的德国。当时，人们还远没从德军的第二次世界大战的炮火和血泊中恢复过来，他们对惨无人道的德国法西斯心有余悸，任何人都不想和这个曾经给世界带来深重灾难的国家发生关系。但作为德国科学发言人的普朗克，却偏偏在此时受到了曾经饱受德军战火之苦的英国人的盛情邀请，这是为什么呢？其原因不仅在于他的伟大科学成就，而且也在于他本人伟大的人格。在战时，他对希特勒政府采取的不合作态度，他本人在战时的悲惨遭遇，以及他身处逆境却顽强直面人生的勇气，使人们对这位已经88岁的老人充满了崇敬。
普朗克经历了两次世界大战。在战争中，他失去了两个儿子和两个女儿，而他的家、他收藏一生的书籍和记载着他一生奋斗足迹的手稿和日记，都在1944年盟军轰炸柏林时化为灰烬。这样的打击是任何一个铁血汉子都难以承受的，但这位垂暮老人却勇敢地承受住了这一切，这是怎样的一种毅力啊！
那么，是什么使他拥有这么坚强的意志呢？是信仰。是他对宗教的信仰，更是他对科学真理的信仰。
他一生信奉上帝，但科学和大自然是他心中的另一个上帝
普朗克对宗教的信仰有极深的家庭渊源，他的祖父和曾祖父都是哥廷根大学的神学教授；父亲虽然一改家风，成了基尔大学和慕尼黑大学的法学教授，但也笃信宗教；母亲也出生于一个牧师家庭。弥漫在家庭中的浓郁宗教气氛，使上帝早早地就在普朗克的心中扎了根。小学时他是一个忠实的路德教信徒，中学时经常因为宗教和行为举止等方面获奖，长大后也从未怀疑过有条理的宗教的价值。从1920年开始，一直到1947年去世，他都是绿森林教区的长老。
但相对于他对宗教的信仰来说，他更信奉的是科学，是大自然。1937年5月，普朗克在波罗的海沿岸各省作题为《宗教与科学》的演讲结束时，曾提出了一个响亮的口号："向上帝走去！"这句口号的含义可以用爱丁顿的一句话来解释："现代物理学绝不是使我们远离上帝，而是必然地使我们更接近上帝。"普朗克一生对科学真理的追求就是一个"向上帝走去"的过程，也就是说，普朗克心目中至高无上的上帝其实就是物质世界，就是大自然，就是科学真理。
普朗克一生酷爱散步和登山运动，其实就是他对大自然这个万物之主的一种顶礼膜拜，他84岁那年还曾登上一座3000米高的山峰。他信守他的导师赫姆霍茨的一句名言："散步是自然科学家的神圣天职。"而他在科学上作出的贡献则是他献给上帝的最好的祭品。
他只能隔着窗上的冰花看邻居孩子的玩耍，这却成为他走上物理学之路的第一步
笼罩在普朗克家庭上空的沉重肃穆的宗教气氛，带给普朗克童年的是一种被压抑了的快乐。他不能像许多小孩那样放肆地玩耍淘气，但他可以从书本、从音乐、从散步、从思考等活动中得到快乐。正是在思考中，他迈出了走向物理学的第一步。
在他7岁那年的一天，正在看书的小普朗克突然听到窗户外有小孩的叫声和笑声。他跑到窗前打开窗户一看，原来有几个小孩在打雪仗。看到小朋友们那无拘无束的高兴劲儿，普朗克心里别提有多羡慕了。他关上窗户跑到父亲房中，但看到父亲那一脸的严肃，到了嘴边的话又只好咽回去了。但重新坐下来看书的普朗克却怎么也看不进去了，他情不自禁地又来到窗前，但玻璃都被什么东西挡住了，外面的景物什么也看不到。，他只得把视线收回来，落在眼前的窗户上。这时，他发现了一幅美丽的景象：窗玻璃上结满了冰花。它们有的像小草、有的像小树、有的像小狗……哇！真是漂亮极了。可是它们是谁画的呢？小普朗克陷入了沉思。这个问题有点超出他的想象，他想了老半天，还是没有想明白。
晚饭时，父亲发现小普朗克一直没有专心吃饭，就问他怎么回事。小普朗克鼓起勇气说了自己的疑问，一向严肃的父亲听完了儿子的问题之后，脸上露出了少有的笑容。他耐心地给儿子解释冰花是一种常见的物理现象，饭后还给儿子找了一本物理学的入门书，并且告诉儿子：有不懂的地方可以随时问他。父亲的开恩使普朗克受宠若惊，他把这种恩宠化作了学习的动力。从此，他开始对物理学发生兴趣。
对他来说，做一个科学家，比做一个艺术家更有价值
普朗克对物理学的兴趣在上了中学以后有了新的发展。他的老师缪勒在讲到能量守恒原理的时候给他们讲述了一个辛辛苦苦把一块沉重的砖头扛上屋顶去的泥瓦匠的故事。缪勒说：泥瓦匠在他扛砖的时候所做的功并没有消失，而是原封不动地被储存起来，也许能储存很多年，直到也许有那么一天，这块砖头松动了，以致于落在下面某一个人的头上。缪勒讲得很生动，这使能量守恒原理"宛如一个救世福音"响彻了普朗克的心田。从此，这一原理深深扎根在普朗克的脑中，它成了普朗克日后进行科学研究的基础。
1874年，普朗克中学毕业了。但在选择今后的努力方向时却陷入了踌躇，因为除物理学之外，他还对音乐有着非同一般的兴趣。他在音乐方面的才能甚至比他对物理学的兴趣来得更早，他很小的时候就已经具有专业音乐家的钢琴和管风琴演奏水准了。他喜欢舒伯特的《摇篮曲》、《美丽的磨坊女郎》，勃拉姆斯的小提琴协奏曲，还有巴赫的《马太受难曲》等等。对于家教甚严、办事循规蹈矩、一丝不苟的普朗克来说，音乐是他唯一能放纵自己的感情，使自己的思想不受任何约束的领地。德意志民族是一个外表严谨但追求内心自由和思想解放的民族，普朗克是一个典型的德国人，他渴望在音乐的殿堂里纵横驰骋。但经过激烈的思想斗争，他还是选择了物理学。至于音乐，可以作为业余爱好。因为他认为做一个科学家应该比做一个艺术家更有价值。
上大学以后，普朗克渐渐将他在物理学上的兴趣锁定在纯理论的领域，也就是理论物理学。他的物理学老师约里对此十分不解，因为他认为物理学已经是一门高度发展的、几乎尽善尽美的科学，也许，在某个角落还有一粒尘屑或一个小气泡，对它们可以去进行研究和分类。但是，作为一个完整的体系，已经建立得足够牢固的了，经典理论物理学也已接近于十分完善的程度。约里的观点代表了当时科学界对物理学普遍的错误看法，但普朗克却不是那种轻易改变主意的人，走物理学乃至走理论物理学的道路是他认真考虑的结果，他不会让任何东西阻挡他前进的脚步。
如果你相信你能承担对之所负的责任的话，就不让任何东西阻挡你前进
因仰慕赫姆霍茨和基尔霍夫这两位物理学家的大名，普朗克在大学最后一年转到柏林大学学习。但两位老师蹩脚的讲课却使普朗克大失所望，不过他没有泄气，而是靠自学来满足自己的求知欲望。他不但自习两位老师的课程，也自修了克劳修斯的《热力学》，正是从克劳修斯的热力学理论出发，他开始了热辐射问题的研究。
在研究中，柏林大学维恩教授1894年提出的"维恩公式"和英国物理学家瑞利1900年提出的"瑞利公式"这两个完全相反的公式引起了他的注意，他尝试了经典物理学的所有理论和方法，试图提出一个新的公式来代替这两个互相矛盾的公式，但没有成功。为了寻求科学真理，他决定采取孤注一掷的行动--跳出经典物理学，从新的角度来考虑这个问题。1900年10月19日，普朗克在德国物理学会的一次会议上提出了他的新公式，这就是后来著名的"普朗克公式"。12月14日，他在物理学会的另一次会议上提出了这个公式的理论基础，即著名的"能量子假说"。在这个假说中，普朗克放弃了传统的物质运动绝对连续的观念，提出辐射过程不是连续的，而是以最小份量一小"包"一小"包"地放射或吸收，这一小包不能再分成更小的包，就象卖水果糖，最少只能一块一块地卖，而不能半块半块或分成更小的块卖，这个最小的能量单位就叫"能量子"。这一天，后来被人们认为是量子论的"生日"。由于量子概念随后成了理解原子壳层和原子核一切性能的关键，这一天也被看作原子物理学的生日和自然科学新纪元的开端。当然，提出能量子假说的普朗克也被人们尊称为"量子论的奠基人"。
成名之后的普朗克在谈到自己是如何成为一个科学家的时候，曾说了这么一句话："你必须要有信仰。"普朗克所说的信仰实际上就是对科学、对研究事业的执着的爱和对寻求科学真理的坚定不移的精神。
值得一提的是，信仰使人成功，但信仰一旦变成固执的行动的话也会妨碍一个人前进的脚步。普朗克本质上根深蒂固的保守意识曾使他在提出石破天惊的理论并得到了其他人的发展以后，却固执地要将跳出经典物理学旧框框提出的新理论重新纳回经典物理学的旧框框中去。
普朗克的墓在哥庭根市公墓内，其标志是一块简单的矩形石碑，上面只刻着他的名字，下角写着:尔格·秒。 他的墓志铭就是一行字：h＝6.63×10^-34J·S，这也是对他毕生最大贡献：提出光量子假说的肯定。
普朗克常量是什么，它的单位如何理解？
普朗克常数记为 h ，是一个物理常数，用以描述量子大小。在量子力学中占有重要的角色，马克斯·普朗克在1900年研究物体热辐射的规律时发现，只有假定电磁波的发射和吸收不是连续的，而是一份一份地进行的，计算的结果才能和试验结果是相符。这样的一份能量叫做能量子，每一份能量子等于hv，v为辐射电磁波的频率，h为一常量，叫为普朗克常数。普朗克常数的值约为：
.
其中电子伏特（eV）·秒（s）为能量单位:
普朗克常数的物理单位为能量乘上时间，也可视为动量乘上位移量：
(牛顿（N）·米（m）·秒（s）)为角动量单位
另一个常用的量为约化普朗克常数（reduced Planck constant)，有时称为狄拉克常数(Dirac constant)，纪念保罗·狄拉克：
其中 π 为圆周率常数 pi。 念为 "h-bar" 。
普朗克常数用以描述量子化，微观下的粒子，例如电子及光子，在一确定的物理性质下具有一连续范围内的可能数值。例如，一束具有固定频率 ν 的光，其能量 E 可为：
有时使用角频率 ω=2πν ：
许多物理量可以量子化。譬如角动量量子化。 J 为一个具有旋转不变量的系统全部的角动量， Jz 为沿某特定方向上所测得的角动量。其值：
因此， 可称为 "角动量量子"。
普朗克常数也使用于海森堡不确定原理。在位移测量上的不确定量（标准差） Δx ，和同方向在动量测量上的不确定量 Δp，有如下关系：
还有其他组物理测量量依循这样的关系，例如能量和时间。
什么是基本粒子
粒子物理学中，基本粒子（英语：elementary particle）是组成物质最基本的单位。目前在标准模型理论的架构下，已知的基本粒子可以分为费米子（包含夸克和轻子）以及玻色子（包含规范玻色子和希格斯粒子,也称传播子）。由两个或更多基本粒子所组成的则称作复合粒子(如中子、质子、和介子)。我们日常生活中的物质由原子所组成。过去原子被认为是基本粒子，原子这个词来自古希腊语中“不可切分的”。之后，原子核被发现是由质子和中子所构成。20世纪前、中期的基本粒子是指质子、中子、电子、光子和各种介子，这是当时人类所能探测的最小粒子。随著实验和量子场论的进展，发现质子、中子、介子是由更基本的夸克和胶子所组成。同时人类也陆续发现了性质和电子类似的一系列轻子，还有性质和光子、胶子类似的一系列规范玻色子。这些都是现代的物理学所理解的基本粒子。基本粒子(次原子粒子),分类如下:费米子基本费米子分为 2 类：夸克和轻子。夸克目前的实验显示共存在6种夸克，和他们各自的反粒子。这6种夸克又可分为3“代”。他们是第一代：u（上夸克） d（下夸克）第二代：s（奇异夸克） c（粲夸克）第三代：b（底夸克） t（顶夸克）它们的质量关系(见上图)。另外值得指出的是，他们之所以未能被早期的科学家发现，原因是夸克决不会单独存在（顶夸克例外，但是顶夸克太重了而衰变又太快，早期的实验无法制造）。他们总是成对地构成介子(见下图)，或者3个一起构成质子和中子这一类的重子(见下图)。这种现象称为夸克禁闭理论。这就是为什么早期科学家误以为介子和重子是基本粒子。轻子共存在6种轻子和他们各自的反粒子。其中3种是电子和与它性质相似的重电子。而这三种各有一个相伴的中微子。他们也可以分为三代：第一代：（电子） （电中微子）第二代：（μ子）（μ中微子）第三代：（涛子） （τ中微子）请点击输入图片描述玻色子玻色子是依随玻色-爱因斯坦统计，自旋为整数的粒子。规范玻色子这是一类在粒子之间起媒介作用、传递相互作用的粒子。之所以它们称为“规范玻色子”，是因为它们与基本粒子的理论杨-米尔斯规范场理论有很密切的关系。自然界一共存在四种相互作用，因此也可以把规范玻色子分成四类。引力相互作用：引力子(尚惟理论性）电磁相互作用：光子弱相互作用（使粒子衰变的相互作用）：W及Z玻色子，共有3种：W+,W-,Z0强相互作用（夸克之间的相互作用）：胶子粒子物理学已经证明电磁相互作用和弱相互作用来源于宇宙早期能量极高时的同一种相互作用，称为“弱电相互作用”。有很多粒子物理学家猜想在更早期宇宙更高能量（普朗克尺度）时很可能这四种相互作用全都是统一的，这种理论称为"万有理论"。但是目前因为加速器能够达到的能量相对普朗克尺度仍然非常的低，所以很难验证。而大统一理论目前主要的发展方向是超弦理论。 普朗克尺度粒子胶子胶子是强相互作用的媒介子，带有色与反色并由于色紧闭而从未被探测器观察到过。不过，像单个的夸克一样，它们产生强子喷注。在高能态环境下电子与正电子的对灭有时产生三个喷注：一个夸克，一个反夸克和一个胶子是最先证明胶子存在的证据。希格斯玻色子希格斯玻色子是一种具有质量的玻色子，没有自旋，不带电荷，非常不稳定，在生成后会立刻衰变。在标准模型预言的61种基本粒子中，希格斯玻色子是最后一种被实验证实的粒子。 图中＋－号代表不可分割的最小正负电磁信息单位-量子比特（qubit）（名物理学家约翰.惠勒John Wheeler曾有句名言:万物源图于比特 It from bit量子信息研究兴盛后,此概念升华为，万物源于量子比特）注：位元即比特
提出"光子"学说的科学家是谁?
光子是电磁辐射的量子，传递电磁相互作用的规范粒子，记为γ。其静质量为零，不荷电，其能量为普朗克常量和电磁辐射频率的乘积，ε=hv，在真空中以光速c运行，其自旋为1，是玻色子。早在1900年，M.普朗克解释黑体辐射能量分布时作出量子假设，物质振子与辐射之间的能量交换是不连续的，一份一份的，每一份的能量为hv；1905年A.爱因斯坦进一步提出光波本身就不是连续的而具有粒子性，爱因斯坦称之为光量子；1923年A.H.康普顿成功地用光量子概念解释了X光被物质散射时波长变化的康普顿效应，从而光量子概念被广泛接受和应用，1926年正式命名为光子。量子电动力学确立后，确认光子是传递电磁相互作用的媒介粒子。带电粒子通过发射或吸收光子而相互作用，正反带电粒子对可湮没转化为光子，它们也可以在电磁场中产生。