對此，粒子物理學家們自有他們的一套辦法進行研究，比如透過粒子磁矩、能標、角動量耦合、自旋耦合等等。但是到目前為止所有的實驗都未曾發現誇克存在有內部結構的跡象。至少在現有的物理理論模型中，我們認為誇克已經不可再分。這句話說起來簡單，但要如何理解呢？什麽叫做沒有內部結構？
在揭開謎底之前，我們先來看看古代先賢們是如何看待這個問題的。其實，早在2000多年前的古希臘，那時就已經有學者堅定不移地相信物質是不能被無限分割的。其中最具代表性的學者叫做德摩克利特。在德摩克利特的時代，當然不可能觀測到原子等微觀粒子的存在。他用的是哲學思辨的方法來論證這個問題。
德摩克利特認為物質不可能是一個連續的整體，因為這一命題中包含著矛盾。首先，我們假設物質是可以被無限分割的，那麽最終會剩下什麽？是有維度的微小粒子嗎？肯定不是。但凡它占據一點空間，那就還可以再被繼續分割，直到分割成沒有任何維度的數學上的點。但是，如果我們把這些沒有維度的點再組合起來，永遠也無法得到有維度的物體。無論多少點都不行。世間萬物也將因此而不復存在。所以矛盾點就在這裏。因此，唯一可能的解釋就是一開始的假設錯了。物質並不是無限可分的。德摩克利特由此提出了他的原子論。他認為，任何物質都是由一種無比堅硬的、不可再分的、完全相同的微小顆粒組成，並將其命名為原子。
此時的原子還只是一種哲學上的概念，但他的觀點影響了此後無數的科學工作者，其中就包括了艾薩克·牛頓以及量子力學的先鋒海森堡、包立等人。不過，雖然原子的概念在2000多年前就已提出，但一直到19世紀，人們對於真正科學意義上原子的探索才開始有所進展。19世紀初，約翰·道爾頓通倍比定律發現，化學反應的本質只是原子之間的拆分和聚合，並提出每種元素都只對應一類原子。
至此，原子終於擺脫了虛無縹緲的身份，成為了一種實際存在的科學名詞。後來，門得列夫在他的基礎上推出了元素周期表。等到1897年，約瑟夫·湯姆森在研究陰極射線時，發現了帶負電的粒子流，並將其命名為電子。電子的發現說明整體中性的原子內部必然還存在著其他帶正電的部份。這直接粉碎了之前人們對於原子不可再分的認知，並提出了原子的葡萄乾布丁模型。
但由於原子尺度太小，顯微鏡也無法看到，因此也沒有直接的證據。1905年，愛因史坦除了發表了狹義相對論，同時還接連發表了另外兩篇論文，分別解釋了布朗運動與光電效應。前者從理論上實錘證明了微觀粒子的存在，後者則提出了光量子的概念，也就是我們現在說的光子。愛因史坦也因為這篇論文獲得了他一生中唯一的一個諾貝爾物理學獎。
光量子是繼普朗克黑體放射線量子化假設後，更為大膽的一個啟發性的假設。這為後來量子力學的發展打下了堅固的基礎。1911年，紐西蘭物理學家拉塞福，就是那個研究了一輩子物理卻最終只拿了個諾貝爾化學獎的男人。拉塞福為了進一步驗證原子的內部結構，做了著名的拉塞福金箔實驗。他透過Alpha粒子轟擊金箔，發現了大角度的散射現象，並由此提出了拉塞福原子模型，確立了原子核的存在。
該模型表明原子內部其實是無比空曠的，類似於行星軌域。其中原子核的品質比電子要大得多得多，但體積卻非常小，直徑不到整個原子的1/10萬。後來，拉塞福又透過用Alpha粒子轟擊氮原子發現了質子，並同時預測了中子的存在。並在後來由他的學生查德威克在實驗中發現了中子。拉塞福的原子模型比湯姆森的葡萄乾布丁模型更接近事實，但他卻有個非常嚴重的問題。根據馬克士威的電磁學理論，圓周運動或者橢圓運動的電子由於是在做變速運動，因此，它會源源不斷地向外放射線電磁波，從而釋放能量。這將直接導致電子在大約10^-12秒的時間內就會墜入原子核。這樣一來，世間根本無法存在穩定的原子。這顯然與現實情況不符。
1913年，拉塞福的學生尼爾斯·波耳提出了波爾原子模型。該模型包括了三個基本假設：能階假設、躍遷假設以及軌域量子化假設。這個模型雖然目前來看略顯粗糙，但它可以稱得上是量子論中最重要的一個理論，因為它能夠完美解釋氫原子光譜非連續現象。並且在該模型中，電子在能階不變時不放射線能量的假設，也很好地解釋了前面提到的電子墜落的問題。但問題是，當遇到電子數量更多的其他原子時，波爾模型就完全失效了。
1925年，包立意識到自旋對電子在原子核之外的排布有著關鍵作用，並據此提出了「包立不相容原理」。他完美揭示了電子在原子核外的排布規律。緊接著1926年，薛丁格透過德布羅意的物質波理論以及波粒二象性的概念，提出了著名的薛丁格方程式。令人震驚的是，該方程式能以電子出現機率的方式精準地預測出電子的運動規律。
至此，似乎一切都已經真相大白。原子由原子核以及核外電子構成，電子的運動規律由薛丁格方程式和泡力不相容原理精確計算。原子核又由質子和中子構成。質子帶正電，中子不帶電。不同數量的質子和中子再加上不同數量的電子，就構成了各種各樣的原子。原子又構成分子，從而構成了世間萬物。所以，此時人們認為質子、中子以及電子是基本粒子，是非常自然的事情。但是，物理學家們可並不滿足於此。他們的職責就是要弄清楚這個世界最本源的秘密。
1950年後，隨著粒子加速器的發展，高能物理進入新的發展階段。在合並了弱電統一理論、核量子色動力學的規範場論中，物理學家們預測出了一張標準模型。這裏面一共預測了61種基本粒子，包括構成物質的費米子和傳遞交互作用的玻色子。其中費米子就包括了組成質子和中子的更基本的粒子誇克。
那誇克或者電子是否還可以再分呢？答案是不可以。現在我們再回到前面的那個問題：什麽叫做基本粒子沒有內部結構？首先，我們需要糾正的一點是，微觀世界中的粒子，並不是以我們想象中的微小的實心球這樣的形式存在。我們用掃描隧道顯微鏡所看到的是一排排整齊的原子。
其實，並不是真正的原子。你看到的只是原子中的電子在量子遂穿時的概念。以電子為例，現在的中學教科書在描述原子核時，依然還是使用的行星軌域模型。這裏的電子看起來就是一種實心球形狀的粒子，並且在繞著原子旋轉。甚至國際原子能總署的官方logo也是這樣畫的。
但是這種畫法其實是錯誤的。你可能聽說過一個詞，叫做波粒二象性。事實上，真實的一個電子並不像一顆衛星一樣圍繞著原子旋轉，而是像無數顆衛星的影分身，同時處於原子核周圍的各個地方，並同時以各種各樣的速度、各種各樣的軌跡在繞著原子運動。你可以簡單將其理解為一朵電子雲。但它又不是單純的雲狀物質，因為它還具有粒子性。
現在我們已經成功拋棄了腦海裏球狀粒子的印象。但問題是，基本粒子到底是個什麽東西呢？其實在現代粒子物理模型中，基本粒子都可以看作是沒有體積的點粒子。什麽叫做沒有體積？其實反過來想，如果一個物體占據了一定的體積，那它內部就必然還存在著什麽別的東西，像電子或者誇克等基本粒子之所以沒有內部結構，就是因為現代物理學認為他們都已經是一些抽象的數學結構。一個物體，只要它擁有2/3的電荷、1/3的單位的重子數、1/2的自旋和1/2的同位旋，再加上一點點的品質，那它就必然是一個上誇課。世上所有的電子，或者上誇課都是完全相同的，因為他僅有幾個簡單的數學量就能確定，因此再對他進行分割也就沒有意義了。
你可能對完全相同這個概念還是不太理解。我們打個不太嚴謹的比方，它就像是數學上抽象的球體，或者abc這樣的字母。世界上所有的字母a都是一樣的。一本書由不同章節組成，章節又由不同句子組成，句子又由不同單詞組成，單詞又由不同字母組成。你問誇克是由什麽組成，就像是問字母a由什麽組成一樣。他們已經是最底層的符號單位，已經代表的是最抽象的概念，無法再分，也無需再分。
看到這裏，有的朋友可能會問：既然基本粒子都是沒有體積的點粒子，那為什麽原子又有體積呢？還是因為數學。前面說過，真實的原子內部其實是極為空曠的，它的絕大部份體積是由核外電子的軌域所貢獻。而這些電子的軌域怎麽排，以及電子在軌域上如何運動，由精確的薛丁格方程式以及包立不相容原理所規定，它不包含任何實質性的物質，僅僅是單純的數學上的約束。正是因為這個約束，原子才擁有體積。
當你用手摸一個東西時，你的一切觸感都來自於外圍電子隔空的排斥力。所以在這個世界上，其實沒有任何實體曾跟你發生過直接的接觸。那電子又不認識包立，他們為什麽要聽他的話？其實電子並不是要聽誰的話，電子之所以這樣，只是因為有個數學規律，規定他們必須是這樣。而包立和薛丁格的偉大之處只是發現了這個數學結構而已。
著名物理學家，麻省理工教授麥克斯·泰格馬克堅持認為，你所看到的所有的力、熱、聲、光、電、磁以及我們的整個宇宙，都不過是某些數學結構的物理實體而已。甚至可能連實體也算不上，因為如果最底層的積木都是抽象的數學結構，那他們排列組合出來的我們不也還是抽象的數學結構嗎？如果按照這個思路，那這個世界不僅軟體是數學的，甚至連硬體從根本上來說可能也是數學的。那我們所身處的這個世界還是真實的嗎？
