眾所周知，原子是由原子核與電子組成的，原子核是由質(zhì)子和中子組成的。那么，質(zhì)子、中子和電子是不是基本粒子呢？根據(jù)現(xiàn)在所知，電子是基本粒子，但質(zhì)子和中子不是，它們都是由“夸克”（quark）組成的，夸克才是基本粒子。一個質(zhì)子包括兩個上夸克和一個下夸克，一個中子包括兩個下夸克和一個上夸克。上夸克帶+2/3個基本電荷，下夸克帶-1/3個基本電荷，所以質(zhì)子的電荷是+1個基本電荷，而中子的電荷是0?？淇死碚撌窃诹甏擅绹锢韺W家蓋爾曼（Murray Gell-Mann，1929 - 2019）提出的，他因此獲得了1969年諾貝爾物理學獎。

然而，我早就聽說過中國學者曾經(jīng)提出一個類似的模型，叫做“層子”，還聽說科大劉耀陽教授對層子模型做出了重要貢獻，只可惜由于文革沒有深入下去。層子模型究竟走了多遠呢？如果沒有文革，中國學者能取得多大的成就？這是我一直很好奇的。

最近，我在《現(xiàn)代物理知識》雜志看到一篇文章《我記憶中的層子模型》，作者是當時的親歷者、中國科學院高能物理研究所研究員黃濤老師。此文解答了我的疑惑，摘錄幾段如下：

朱洪元首先從強子具有內(nèi)部結(jié)構(gòu)這一物理圖像出發(fā)，創(chuàng)新地提出強子是由物理上真實存在的下一層次的基本成分元強子(1966年6月才稱為層子)構(gòu)成的束縛態(tài)……1965~1966 年間，在共同合作研討的基礎(chǔ)上形成了北京基本粒子理論組，共有39人，發(fā)表了3本論文集，共42篇論文，建立了基本粒子層子模型理論。

眾所周知，科學論文只有發(fā)表了才能立此存照，連發(fā)表的日期都很重要?？墒?949 年以后從不允許將文章送到國外期刊發(fā)表，閉關(guān)自守，論文必須發(fā)表在國內(nèi)學術(shù)刊物，否則大逆不道。更不可思議的在文化大革命開始后，為了破舊立新的革命理想又先后將國內(nèi)學術(shù)期刊全部?？?，寫好的多篇論文無處投稿發(fā)表，怎么辦？大家千方百計尋找發(fā)表的刊物，并向上級反映。錢三強(當時第二機械工業(yè)部副部長、中國科學院副院長)還特地來到中關(guān)村原子能所聽取了匯報，鼓勵我們努力做出好成果并應(yīng)允解決期刊發(fā)表問題。幸好，在錢三強和周培源(北京大學副校長)兩位老前輩和老領(lǐng)導的關(guān)懷和干預下，這42 篇論文得以在第二機械工業(yè)部主管的《原子能》雜志1966 年第3 期和7~8 期和《北京大學學報》1966 年第2 期上發(fā)表(這兩個刊物尚處于停刊前夕)。在當時條件下不提倡個人署名發(fā)表文章，大多數(shù)文章以集體署名的方式發(fā)表，腳注處標明撰稿人。

當時，這些研究成果領(lǐng)先于國際上非相對論夸克模型，比國際上同類相對論夸克模型要早1~2 年左右。遺憾的是我們的文章以中文發(fā)表在國內(nèi)非常普通且即將?？钠诳?，國際學術(shù)界無法了解和引用這些成果。1966 年暑期討論會后，層子模型的結(jié)果可能由參加會議的薩拉姆和日本科學家介紹到國外，以至于國際著名科學家溫伯格(Steven Weinberg，1933 - 2021)后來說：“北京一個小組的理論物理學家長期以來堅持一種類型的夸克理論，但將其稱之為層子，而不稱之為夸克，因為這些粒子代表比普通強子更深一個層次的現(xiàn)實”(見溫伯格著《最初的三分鐘》)。

層子模型取得系統(tǒng)成果不久，由于文化大革命被迫停頓，科研人員紛紛下放到農(nóng)村和部隊農(nóng)場改造思想，無一幸免。可以設(shè)想如果沒有這十年中斷，我們這些剛?cè)腴T科研工作的研究生和青年科學工作者正值有創(chuàng)新能力的時期，很有可能在層子模型基礎(chǔ)上做出一些重要的貢獻。舉個例子來講，層子模型研究過程中曾遇到自旋和統(tǒng)計的困難，1966年中科大劉耀陽的文章嘗試以三套夸克方案來解決，如果堅持探索并選對對稱群完全可能走向提出色自由度(國際上1972 年提出色自由度，1973 年提出量子色動力學)概念的路上。然而科學研究道路上是沒有“如果”的，有時誰先捅破窗戶紙可能就是重大突破，其他人再談“如果”也是無用的。十年停頓深深影響我們這一代人，甚至更遠。70 年代初，恍如大夢醒來發(fā)現(xiàn)國際上粒子物理理論飛速發(fā)展，早已從10 多年前的夸克模型發(fā)展到動力學的標準模型理論……

文化大革命迫使粒子物理研究仍停頓在10年前的唯象模型水平，再用已被擱置十年的層子模型理論在國際上已毫無競爭力。1978年8月我國派出以朱洪元為團長的代表團首次參加了在日本東京召開的第19 屆國際高能物理大會，開始并逐步擴大了國際學術(shù)交流，認識到國內(nèi)粒子物理學發(fā)展與國際發(fā)達國家的水平差距很大。我們只能刻苦努力，奮起直追。