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如果他们两人对安全性还不放心，他们可以废弃少数他们共同测量的结果，在公共电话中比较一下对应的一些1 和0 是否真的一致。其他剩下的1 和0 串仍可继续用于秘密通信。任何一个间谍如果设法知道了他或她的测量光子的方法，这间谍将会破坏阿丽丝和玻普结果的完全一致性。但只要把这些结果中一部分作一比较，这间谍的破坏就被暴露了。
量子密码并不真地需要EPRB 效应。后来，由6 个物理学家（包括贝纳特）组成的一个小组，发明了一个更聪明的程序，这个程序的实质仍然是利用EPRB 效应。他们毁掉一个光子，又在另一地方创造一个有相同偏振态的光子（即利用空间不同的概率分布）。
当我们越来越熟悉基本粒子系统时，在被实验揭示的明显复杂性和理论所得到的简单性之间，就有一种令人注意的相互关系越来越明显地显示出来。许多不同种类粒子的发现，以及它们之间不同类型的相互作用的发现，使人们产生和加强了一种印象：粒子物理学越来越复杂。但与此同时，在理论物理学中，在向着粒子和相互作用的统一描述的进程里，发现了越来越明显的潜在的简单性。虽然粒子物理学还远没有一个世纪的历史，但我们可能已经处于这样的阶段：粒子物理学的统一已初现端倪，一个单个的原理可望预言基本粒子已观察到的多种多样性的存在。第十三章 夸克和其他：标准模型
所有有关基本粒子的值得尊重的理论，都是在量子场论的框架里完成的，其中包括标准模型和超弦理论两者。量子场论的基础有三个前提：量子力学的有效性，爱因斯坦相对性原理（不包括引力的狭义相对论和包括引力的广义相对论）的有效性和定域性（locality，意指所有基本力都由定域过程引起，而不是超距作用引起）。这些定域过程（local process）涉及到粒子的发射和吸收。QED——量子电动力学量子场论第一个成功的范例是量子电动力学（ quantum electrodynamics，QED），它是电子和光子的理论。电子是一种费米子（即遵守泡利不相容原理），它具有一个基本电荷单位（用“负号”标记，这是本杰明·富兰克林发明的）。光子是一种玻色子（即不遵守泡利不相容原理），它呈电中性。在量子电动力学里，在电子间的电磁力起源于一个电子发射光子，而另一个电子吸收这个光子。如果你懂得一些经典物理学，你一定会反对一个电子发射一个光子（即一个电子转变为一个电子加一个光子）因为这违背了能量守恒定律，或动量守恒定律，或同时违背了这两个守恒定律；同样，你也会反对电子吸收光子。但是，如果你懂得一些量子物理学，你也许会知道，能量只是在一个长的过程中守恒，而不一定在有限时间间隔里也守恒。量子力学的这一个特点，可以视为海森堡不确定性原理用到能量和时间上的一种表现形式。系统可以先借一点能量让电子发射一个光子，过一会儿，当另一个电子吸收光子时又归还这借来的能量。这个过程被称为两个电子间一个光子的“虚”交换（“virtual”exchange）。光子的发射和吸收只是量子力学的匹克威克意念①。
对任何量子场论，我们可以画一些奇特的小图，使我们能够形象地了解正在发生的事。它是由已去世的一位同事狄克·费曼发明的。图中两个电子正在虚交换一个光子，从而使它们之间发生电磁相互作用力。每一个电子用e…表示，指出它带有一个单位的负电荷。光子用一个o 标记，表示它的电中性。e＋表示正电子，它是电子的反粒子。但是，什么是反粒子呢？正反粒子对称
量子场论的发展，暗示了一种在基本粒子系统中的基本对称性，即粒子和它的“反粒子”（antiparticles）之间的对称性。每一个粒子都有一个相对应的反粒子，反粒子的行为就像该正粒子在时空作退后的运动。反粒子的反粒子就是粒子自身。如果两个粒子是各自的反粒子，那么它们就有相反的电荷（电荷大小相等但符号相反）和相同的质量。电子的反粒子称为正电子（positron），因为它带有正电荷。有些电中性的粒子，如光① Pickwickian Sense，匹克威克是英国作家狄更斯写的《匹克威克外传》中的主人公，他天真朴实，但喜欢想入非非——译者注子，是它们自己的反粒子。当狄拉克在1928 年提出他的电子相对论性方程时，他为量子电动力学的发现铺平了道路，不久，量子电动力学就迅速发展起来。狄拉克方程的解释指出必需要有正电子，但实际上狄拉克开始并没有预言这样一个粒子的存在，他只是指出应该有某种带正电荷的物体，它可能与质子一样。质子已由实验被证实，但它比电子几乎重2000 倍。几十年以后，我问他为什么不直接预言正电子，狄拉克用他通常那种简练的方式回答说：“纯粹是胆小（pure cowardice）。”
以后留下的事是由实验物理学家去发现正电子。1932 年，正电子由我的已去世的加州理工学院同事卡尔·安德森（Carl Ander…son）和英国的布莱克特（Patrick Blackett）在实验室中发现了；几年后他们共同获得诺贝尔物理学奖。他们的实验建立在这样一个基础上：量子场论的正反粒子的对称性是一种真实的现象。
在很大程度上，标准模型可以看作是量子电动力学的一种推广：电子和正电子被很多其他正反费米粒子对补充，而光子被其他一些量子补充。正如光子是电磁力的载体或量子一样，其他量子则携带其他一些基本力。夸克很长一段时间里，人们认为粒子在基本费米子表上除了电子以外，就只有组成原子核的质子和中子了。但是这种认识是错误的，中子和质子不是最基本的。物理学家们知道，以前人们认为基本的东西后来被证明是由更小的东西组成。分子是由原子组成的。原子虽被希腊人认为是不可分割的，也被证明是由核和绕核旋转的电子组成。后来，核又被证明是由中子和质子组成，这是1932 年在发现中子后才开始明白的。现在我们又知道，中子和质子也有它们自己的组成部分：它们是由夸克组成的。现在理论物理学家们确信夸克类似于电子。（如果夸克被证明还有组成成分，那么电子也同样还有组成成分。不过在今天看来还似乎不大可能。）
1963 年，当我把核子的基本成分定名为“夸克”（quark）时，我首先只念出了这个词，并没有一个字母一个字母地拼音，这个词似乎应该是“kwork”（柯克）。后来当我偶然读到詹姆斯·乔伊斯（James Joyce）的小说《芬尼根彻夜祭》（FinnegansWake）时，我在“对着马斯特·马克的三声夸克”这句话中得知了“夸克”这个词。既然“夸克”（只代表一种鸥的叫声）明显地与“马克”、“巴克”（bark，狗叫声）以及类似的词押韵，于是我有了藉口把它读得像kwork。但乔伊斯的小说讲的是一个叫汉弗瑞·欣登·爱尔威克的酒吧老板的梦想，因此正文中的一些词，就典型地由几个出处引出，就像《镜中世界》（Through the Looking Glass）①里的一些由两个字组成的混合词一样。有时，在书中出现的词竟成了酒吧喝酒人的呼声。因此，我坚持认为这也许是多种叫声中的一种，“对着马克先生叫三声夸克”也许是“对着马克小姐要三夸脱（啤酒）”。这样，“kwork”的发音也不能说完全不合理。但不论怎么说，数字3 完全适合自然中夸克的状态。① 《镜中世界》由英国作家刘易斯·卡罗尔作，中译本为《爱丽丝漫游镜中世界》由夸克组成一个中子或质子的秘诀，粗略地说就是“叫三声夸克”。质子由2 个“u 夸克”（亦名上夸克）和1 个“d 夸克”（又叫下夸克）组成，而中子由两个“d 夸克”和1 个“u 夸克”组成。u 和d 夸克带有不同数量的电荷。在同样的单位时，电子有一个电荷（—1），质子也有一个电荷（＋1），而中子的电荷为0。使用同样的单位，u 夸克的电荷为2/3，d夸克为—1/3。显然，对质子来说，＋ ＋ （… ） = 1 ，正是质子的电荷数量；对中子来说， （… ） ＋ （… ） ＋ =0 ，这也正是中子的电荷数量。u 和d 夸克有不同的“味”（flavors）。除了味以外，夸克还有另外一个重要的特点，称为“色”（color）。这儿所说的味，并不是真正冻奶酪的味，色也不是真正的颜色。色的名称几乎是一个玩笑，只是用来作一种隐喻。色有3 种：红、绿、蓝，这只是仿效人的色觉理论中有3 种基本色（在绘画时，3 原色常常说成是红、黄、蓝，但在人观察混合光的效应时，黄色被绿色代替）。组成一个中子或一个质子的秘诀是，每个夸克应有3 种颜色的夸克，即红、绿、蓝夸克各一，这样，各种颜色就消失了。因为，在视觉里白色可以看成是红、绿、蓝3 种光的混合光，我们可以用此作为隐喻，说中子和质子是白色的。被禁闭的夸克
夸克有一个非同寻常的性质，它永远被囚禁在“白色”粒子（如中子和质子）之中。只有白色的粒子可以在实验室里直接观测到。可观测到的粒子的颜色在混合时消失了，只有在这些白色粒子内才能存在有色物体。正如可观测物体的电荷总是一个整数（如0，1，—1 或者2 等等）一样，带分数电荷的粒子只能存在于白色粒子内部。
当我提出夸克的存在时，我从一开始就相信它们将以某种方式永远囚禁着。我把这些囚禁的夸克作为“数学上的”夸克，我对这个术语作了小心的解释，而且将它与“真实的”夸克相对照（“真实的”夸克可以单独出现，因此可单个地被探测到）。如此注意语言选择的原因，是我不想面对哲学上的争论。一些有哲学爱好的批评家会提出：如果夸克总是躲藏着，怎么能称夸克是“真实的”