中子的存在
每個原子核裡，都藏著一個像質子一樣重、卻不帶電的粒子。
一種奇怪的輻射能把質子從蠟裡打出來，自己卻完全不帶電——而要解釋它，物理學家不得不承認：每個原子的中心，都藏著一種全新的粒子。
核心想法
到 1920 年，人們已知道原子有一個微小、沉重、帶正電的核（盧瑟福），外面繞著電子。可這核的重量，大約是它那些質子所能解釋的兩倍，沒人知道為什麼。詹姆斯·查德威克找到了那塊缺失的拼圖：一種幾乎與質子等重、卻不帶電的粒子——中子。每個原子核，都是質子與中子緊緊擠在一起的一團。
正因為不帶電，中子才是那把能轉動的鑰匙。它不帶電荷，便不會被原子核推開，於是能徑直鑽進去——這也正是為什麼僅僅幾年之後，中子會成為用來劈開原子的那件工具。
它是如何誕生的
十多年來，查德威克和他的導師歐內斯特·盧瑟福一直懷疑存在一種中性粒子；盧瑟福甚至在 1920 年的一次講座中預言過它。決定性的線索來自國外。在德國，玻特與貝克爾注意到，鈹被 α 粒子擊中時會放出一種神祕而極具穿透力的輻射。在巴黎，伊雷娜與弗雷德里克·約里奧-居里夫婦發現，這輻射能把質子從石蠟中打出來——卻把它解釋成一種能量極高的光，一種 γ 射線。
查德威克讀了他們的論文，立刻明白光做不到這件事：一個無質量的 γ 射線，要把沉重的質子以那樣的速度甩出去，需要荒謬的能量。1932 年初，在卡文迪許實驗室緊張的幾週裡，他測量了這輻射如何踢動氫，也踢動氮和其他氣體，並證明：只有當它是一個與質子等重的粒子時，這些數字才說得通。他找到了中子。
它為何重要
中子補全了原子的圖像，並一舉解釋了同位素——為什麼同一種元素會有略重和略輕的版本（它們只是帶著不同數目的中子）。又因為它不帶電，中子成了伸進原子核的完美探針。僅僅七年之後，它就被用來發現了核分裂；再過六年，這一發現造出了反應爐，也造出了原子彈。很少有哪一種粒子，能如此迅速地改變歷史。
一個可以想像的畫面
想像一張昏暗撞球桌上一顆看不見的母球。你看不見母球，卻能看見它撞散的彩球。如果它先撞一顆輕球（質子），再撞一顆重球（氮核），而你測出每顆飛出去的速度，就能反推出母球的重量——儘管你從未看見它。查德威克那不帶電、看不見的中子就是母球；反衝的質子與氮核，就是把它質量洩露出來的那些彩球。
它的位置
這是盧瑟福 1911 年發現原子核的直接續篇——也正是盧瑟福本人在 1920 年所猜想的那種粒子。它為費米 1934 年的弱力理論（支配著一個孤立中子如何衰變）鋪平了道路，也為此後的全部核物理鋪平了道路。它最離奇的子嗣，是中子星——整顆恆星的核心被壓成一團中子——它在兩年後即被提出，並於 1967 年以脈衝星之姿被看見。
Up to the present, all the evidence is in favour of the neutron, while the quantum hypothesis can only be upheld if the conservation of energy and momentum is relinquished at some point.
The difficulties disappear, however, if it be assumed that the radiation consists of particles of mass 1 and charge 0, or neutrons.