亚里土多德相信宇宙中的所有物质是由四种基本元素即土、空气、火和水组成的。有两种力作用在这些元素上：引力，这是指土和水往下沉的趋；浮力，这是指空气和火往上升的倾—向。将宇宙的内容分割成物质和力的这种做法一直沿袭至今。亚里士多德认为物质是连续的，也就是说，人们可以将物质无限制地分割成越来越小的小块。即人们永远不可能得到一个不可再分割下去的最小颗粒。然而有几个希腊人，例如德谟克里特，则坚持物质的固有的颗粒性，而且认为每—件东西都是由不同种类的大量的原子斤组成（在希腊文中原子的意义是“不可的”）。争论一直持续了几个世纪，任何—方都没有任何实际的证据。直至1803年英国的化学家兼物理学家约翰道尔顷指出，化合物。总是以一定的比例结合而成的。由原子组合在一起形成所谓的分子便能解释这个事实。然而，直到20世纪初这两种学派的争论才以原子论的胜利而告终。
爱因斯坦提供了一个重要的物理学证据。1905年，在他关于狭义相对论的著名论文发表前的几周，他在发表的另一篇文章里指出，所谓的布朗运动悬浮在液体中的尘埃小颗粒的无规则的随机的运动——可以解释为液体原子和灰尘粒子碰撞的效应。当时就有人怀疑，这些原子终究不是不可分割的。几年前，一位剑桥大学三一学院的研究员汤姆逊演示了一种称为电子的物质粒子存在的证据。电子所具有的量比最轻原子小1000倍。他使用了一中和现代电视显像管相当类似的装置：由—根红热的金属细丝发射出电子，由于它)带负电荷，可用一电场去将其加速飞到—个涂磷光物质的屏幕上。电子一打到屏上就会产生一束束的闪光。人们很快即识到，这些电子必须从原予里出来。新兰物理学家恩斯特卢瑟福在1911年后证明了物质的原子确实具有内部结后证明了物质的原子确实具有内部结构：它们是由一个极其微小的、带正电荷的核以及围绕着它转动的一些电子组成。根据从放射性原子释放出的带正电荷粒子和原子碰撞会引起偏折这一见象，以及分析了这种偏折的方式后，而推出这一结论的。
最初，人们认为原子核是由电子和不同数量的带正电的叫做质子的粒子所组成。质子是由希腊文中“第一”演化而来的，因为质子被认为是组成物质的基本单位。然而，卢瑟福在剑桥的一位同事詹姆斯·查德威克在1932年发现，原子核还包含另外称为中子的粒子，中子几乎具有和质子一样大的质量但不带电。查德威克因此而获得诺贝尔奖，并被选为剑桥龚维尔和凯尔斯学院（我即为该学院的研究员）院长。后来，他因为和其他人不和而 ；辞去院长的职务。一群战后回来的年轻研究员将许多已占据位置多年的老研员选掉后，曾有过一场激烈的辩论。这q是在我去以前发生的；在这场争论尾声1965年我才加入该学院，当时另一位获诺贝尔奖的院长奈维尔·莫特爵士也因类似的争论而辞职。
直到30年以前，人们还以为质子和中子是“基本”粒子。但是，将质子和另 乡外的质子或电子在高速度下碰撞的实验明，它们事实上是由更小的粒子构成的。加州理工学院的牟雷，盖尔曼将这些立子命名为夸克。由于对夸克的研究，他夹得1969年的诺贝尔奖。此名字起源于管姆斯，乔伊斯神秘的引语：“Threeuarks for Muster Mark!” 夸克这个应发夸脱的音，但是最后的字母是k而不是t，通常和拉克（云雀）相押韵。存在几种不同类型的夸克——至少有六种以上的“味”，这些味我们分别称之为上、下、奇、粲、底和顶。从20世-d60年代开始，人们已知道前三种味，但直到1974年1977年和1995年才分别乏现粲、底和顶夸克。每种味都带有三种“颜色”，即红、绿和蓝（必须强调，这些术语仅仅是记号：夸克比可见光的波长小得多，所以在通常意义下没有任何颜色。
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