前段時間我們已經探討了四種基本力中的一種：弱交互作用。今天讓我們一起探究另一種力—強交互作用。到現在為止，強交互作用是已知的最強大的力，其強度比重力高出39個數量級。不過這種力的作用範圍非常有限，否則整個宇宙將被它所控制。
強交互作用和弱交互作用類似，都僅限於原子核內部，只影響核內的粒子。與廣泛作用於宏觀物體和長距離的重力與電磁力不同，它們的作用範圍相對較窄且狹小。
讓我們回到1918年，拉塞福解開了原子核的秘密，科學家們在核中發現了質子和中子，並曾認為這些是基本粒子。
但事實遠比這復雜。
根據物理學，質子帶正電，而所有超過氫元素的原子核至少包含兩個質子，原子序數越大，質子數亦越多。
物理學家驚訝於：這些同帶正電的質子怎麽能和平共處？按照電磁學理論，同電荷的粒子應該會互相排斥。
這促使科學家懷疑，質子可能不是基本粒子，內部可能藏有更微小的結構，否則它們不可能在如此小的核半徑（10^-15m）中被束縛。
直到20世紀60年代，透過對質子和中子進行直線加速器彈性散射的實驗揭示了質子內部的秘密。
我們現在知道，質子和中子實際上是由誇克構成的。誇克分為三代六種，根據其內容可以劃分為三種「顏色」和六種「味道」。
這裏所謂的顏色和味道與日常概念完全不同，只是科學家用來描述誇克特定內容的術語。
誇克之所以能在核子（即質子和中子）中被束縛，正是因為強交互作用的作用。
強交互作用有一特性，與其他力如重力和電磁力不同，後者的強度會隨著距離增加而減弱，而強交互作用卻相反，誇克間距離越遠，強力越強。這就是為什麽誇克無法從組成它們的粒子群中逃脫，我們無法觀測到單獨的誇克，只能觀測到三個或兩個誇克的組合。那為什麽總是兩個或三個誇克在一起，而不是四個或五個誇克呢？
複合粒子由五個誇克構成的想象圖
或許四個或五個誇克也能形成穩定的複合粒子，但目前科學界尚未廣泛發現這類粒子（盡管近年來有報道稱發現了由四個誇克構成的粒子）。即使存在，這些粒子也極不穩定且不常見。
每個誇克都攜帶一種稱為色荷的內容，總共有六種色荷：紅、綠、藍、反紅、反綠、反藍。而誇克組成的複合粒子必須呈色中性。
有三種組合方式可以實作色中性：
1. 三個誇克各內建有紅、綠、藍色荷的組合。
2. 三個反誇克帶有反紅、反綠、反藍色荷的組合。
3. 一個帶紅色荷的誇克和一個帶反紅色荷的反誇克的組合，其他色荷也是同理。
為保持色中性，誇克總是三個一組或一個誇克與一個反誇克成對出現。大多數情況下，質子和中子都包含三個誇克。
強交互作用的介質是膠子，它們負責將誇克結合在一起，展現出強力的效果。
但問題仍然存在：強交互作用雖然束縛了誇克，但未解釋為什麽質子間的正電荷不會導致它們互相排斥。事實上，強交互作用還具有溢位效應，傳遞強力的膠子會逃逸出一部份，並在質子和中子之間遊移。
強交互作用溢位效果圖，其中小球代表膠子
在原子核尺度上，強力是電磁力的137倍強。雖然逃逸的膠子數量不多，強度也不如強交互作用那麽強，但足以抵消質子間的電荷排斥力，並留有余力來拉近質子之間的距離。常言道，「瘦死的駱駝比馬大」，這說明了強力的本質。
誇克間透過膠子傳遞強力
由這些溢位的膠子形成的殘留強力繫結了核子，形成了原子核。這種溢位的力被稱為「核力」，主要功能是中和質子間的電荷排斥力並拉近質子與中子。
核力主要由傳遞強交互作用的膠子組成，這些膠子具有色荷，並需要與其他膠子結合來中和自己的色荷。
誇克和膠子之間的關系示意圖
為了中和色荷，膠子們會與其他膠子結合，形成了所謂的「殘留的強力」。這種核力與誇克間的強交互作用不同，其作用物件是核子而非誇克。
雖然核力起源於強交互作用，但它並沒有強力那樣的強度，與其他力一樣，其強度會隨著核子距離的增加而減弱。
這種核力的減弱導致重元素的原子核結構不穩定，原子核變得越來越不穩定，這是重元素易於發生核分裂的原因。
重元素原子核分裂示意圖
如果核力繼承了其「父親」強力的特性，那麽原子彈將無法制造。因為核子越多，核力越強，那麽重元素的結構將更加穩定，鈾和鈈等元素不會發生核分裂。
