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114 世 界学 Shi Jie Xue

像电磁相互作用是通过交换光子而实现的那样，核力是通过核子间交换一种介子而
实现的。他还估算出了这种粒子的质量大约是电子质量的 200 倍。

两年之后，美国物理学家卡尔·戴维·安德森（1905—1991 年）在宇宙射线
中发现了一种带电粒子，它的质量是电子的 200 倍左右，被命名为“m（缪）介子”。

进一步的考察发现这种 m 介子根本不与核子相互作用，很明显，它不可能是汤川
秀树所预言的粒子。

1947 年，巴西物理学家塞色、M·G·拉帝斯等人利用核乳胶在宇宙射线中又
发现了一种介子——p 介子。p 介子的性质完全符合汤川秀树的预言，能够解释核力。

实际上，“m 介子”不是介子而是一种轻子，所以将 m 介子称为“m 子”。到 1947 年，
人们认识的粒子已达 14 种之多。其中包括当时已发现的光子（g），正负电子（e±），
正负 m 子（m ），三种 p 介子（p ，p ），质子（p）和中子（n）10 种；另外 4
0
±
±
种就是 1956 年在实验室中被发现的正反电子中微子、反质子和反中子。这 14 种粒
子各有用武之地，其中质子、中子和电子构成一切稳定的物质；光子是电磁力的传

递者，p 介子传递核力，中微子在 β 衰变中扮演不可缺少的角色；而 m 子则在宇
宙射线中出现。以上这些就构成了第一代粒子。

2.“粒子”第二代
稳定的秩序似乎并没有维持多久，“完满”的旧理论很快就被一系列新的疑问

所冲破。在发现 p 介子的 1947 年，人们利用宇宙射线在云室中拍下了两张有 V 字
±
形径迹的照片，衰变产物是 p 介子和质子（p）。这两种径迹不能用任何当时已发
现的第一代粒子来解释，于是人们很自然的想到，这一定是两种未发现的粒子衰变

所形成的。在之后的几年里，人们拍摄了十多万张宇宙射线照片，终于发现了这两
0
种不带电的新粒子。其中一个质量为电子质量的 1000 倍，被叫做“k 介子”；另
一个约为电子质量的 2200 倍，称为 l 粒子（读“兰布塔”）。我们称它们为第二
代粒子，这是因为它们有两个明显的特点：①产生快，衰变慢；②对（协同）产生，

单个衰变。这些特点用过去的理论是无法解释的，所以又称它们为“奇异粒子”。
为了对这些奇异粒子进行定量研究，光靠宇宙射线是不够的。50 年代初，一

些大型加速器陆续建成，使人们有可能利用加速器所加速的粒子来轰击原子核，以
研究奇异粒子。
到 1964 年人们又陆续发现了一批奇异粒子，使人们发现的粒子种类达到了 33

种。这些奇异粒子统称为“第二代粒子”。