分数电荷（fractional electric charge）

你在实验室里测量到的任何带电物体，所带电荷都是某个基本电荷单位的整数倍：电子是 −1，质子是 +1，某个离子可能是 +2 或 −1，但绝不会是 +0.7 或 −1.5。这个基本单位如此固定，以至于物理学家把它当作大自然最小的「硬币」。所以，当夸克理论要求夸克带有这枚硬币的分数——而且是三分之一——这着实令人吃惊。

夸克按电荷分成两类。上、粲、顶夸克各带 +2/3 个基本单位；下、奇、底夸克各带 −1/3。这些三分之一并非粗略的近似——在理论里它们是精确的，而且是被「由夸克组成的日常粒子必须带有我们测到的整数电荷」这一要求逼出来的。三个电荷为 +2/3、+2/3、−1/3 的夸克，正好给出 +1，也就是质子的电荷。一个电荷 +2/3 的夸克和一个电荷 +1/3 的反夸克，给出 0 或 ±1，也就是介子的电荷。

既然夸克带三分之一电荷，为什么没有任何实验直接测到过一个分数？因为禁闭：夸克从不自由，所以你测到的永远是整个强子，它们的电荷总是相加成整数。但分数电荷仍然非常真实——它在粒子如何产生、产生得多频繁中清晰地显现出来；而哪些强子存在、哪些不存在的规律，只有当背后的夸克恰好带这些三分之一电荷时才说得通。