電荷

把氣球在頭髮上蹭一蹭，它就能貼在牆上；同時那些頭髮會立起來、彼此推開。這一拉一推，就是電荷在起作用。電荷是我們給每個粒子貼上、用來說明它如何行事的少數幾個基本標籤之一——而電荷這個標籤，決定了一個粒子是否感受到電磁力，以及它會被往哪個方向拉。

電荷有兩種符號，叫作正和負，規則很簡單：同號相斥，異號相吸，而電荷為零的粒子完全不受電磁力的拉扯。電荷是量子化的，意思是它只以固定的台階出現；電子帶恰好一個單位的負電荷，質子帶恰好一個單位的正電荷。夸克是那個「例外恰好印證規則」的奇特情形：它們帶分數的電荷單位（比如正三分之二或負三分之一），但它們總是被束縛在總電荷為整數的組合裡，所以人們從未看到過孤立的分數電荷。電荷還嚴格守恆：在任何交互作用中，反應前的總電荷等於反應後的總電荷。

電荷之所以重要，是因為它是整個物理學中最基本、檢驗得最好的量之一。它的守恆支撐著全部化學和電子學，而電荷單位的固定大小（記作 e）是自然界的常數之一。一個有用的提醒：不要把日常用語裡的「充電」（如「電池充滿電」，指儲存的能量）和作為屬性的「電荷」混為一談。一個粒子的電荷是一張永久的身份標籤，而不是它會用光的東西。