但根据《自然》杂志的最新论文，这种情况恐怕未来必须改变：
5.
再加上一对粲夸克和反粲夸克。
（资料图）
但这一次，欧洲核研究组织（CERN）的科学家表示：
发现了质子内部长期存在粲夸克对的有力证据。
此外，这一证据是使用机器学习方法发现的。
40年前的问题终于找到可靠证据
首先，我们简单介绍一下粲夸克。它是继上夸克、下夸克、奇夸克之后发现的第四个夸克，符号为c。
它的质量为1.27 GeV/c 2 ，在六种夸克中排名第三，带正电荷为2/3单位，自旋与其他夸克一样为1/2。
自20世纪80年代以来，有人推测质子内部可能存在一对正夸克和反粲夸克，但40年来一直没有找到可靠的证据。
直到此时，NNPDF 协作组织采取了与以前不同的方法。
他们事先没有对质子结构做出具体假设，而是使用了机器学习——
由所有六种夸克排列组成的所有假设质子结构都被考虑在内，然后与过去几十年在主要对撞机上超过500,000 次真实粒子碰撞的实验数据进行比较。
最后，证据发现“质子大约0.5%的动量来自正夸克和反粲夸克对”，精度为3个标准差。
换句话说，如果质子中不含有一对正夸克和反粲夸克，那么获得这个结果的几率只有0.3%。
以后画物质结构示意图时，大概就是这样了。
说到粲夸克研究，粒子物理学的历史是相当波澜壮阔的。
1974年，丁肇中领导的布鲁克海文实验和斯坦福线性加速中心的两个团队独立发现了J/介子，其中包含一对粲夸克和反粲夸克。
这一发现对粒子物理学产生了重大影响，史称物理学的“十一月革命”。
两年后，丁与斯坦福大学的伯顿·里希特分享了诺贝尔物理学奖。
从那时起，人们对粲夸克进行了越来越多的研究。
到了1980年，欧洲核子研究组织CERN的一项实验暗示，质子内部可能还存在一对粲夸克和反粲夸克，称为本征粲夸克（Intrinstic Charm）。
但这次测试的结果还不够精确，不足以解释问题。
后来，许多不同的团队跟进研究，提出了不同的质子模型并用实验数据进行验证，但产生了相互矛盾的结果。
过去40年来，学术界对粲夸克研究的兴趣时起时落，但没有人能够拿出强有力的证据。
直到此时，在新的机器学习方法的帮助下，终于取得了突破，找到了内在粲夸克存在的证据。
许多物理学家认为，这一结果将对未来的粒子碰撞实验产生相当大的影响……
对后续碰撞实验的影响
在进行碰撞实验时，我们经常会与质子打交道，而这种对质子内部结构的研究很可能会影响后续的相关实验。
也许在未来的碰撞实验中修改质子模型时会考虑粲夸克对。
剑桥大学的哈里·克利夫说：
大型强子对撞机很大程度上依赖于质子结构的精度，因此后续相关实验可能不得不考虑粲夸克对的影响。
例如，南极洲的冰立方中微子观测站正在寻找宇宙射线撞击地球大气中的粒子时产生的稀有中微子。这可能需要考虑质子的粲夸克对结构。
不过，不少同事表示，这项研究结果“符合预期”，毕竟之前已经有过相关预测。
3个标准差的精度通常可以被视为粒子物理学的初步证据。
要被正式认定为“发现”，阈值至少为5 个标准差。
在后续计划中，研究团队还表示将进行更多实验，将精度提高到5个标准差。
到那时，质子中不存在粲夸克的可能性只有三百五十万分之一。
在这篇Nature 论文中，作者签名栏中只有一项：The NNPDF Collaboration。
这是欧洲核研究中心CERN下属的非营利组织，由许多国家的大学和研究机构资助。
针对这项研究，英国爱丁堡大学希格斯理论物理中心、意大利米兰大学Tif 实验室、荷兰阿姆斯特丹自由大学物理和天文学系等组织以及荷兰国家亚原子物理研究所（NIKHEF）参加了。
论文发表后，一些物理老师开始讨论教科书重写的问题。
以后还会教学生两个上夸克和一个下夸克的经典模型吗？
教它吧，毕竟考试的时候也要这样写。不过，最新的结论可以看作是扩展和讨论。
而物理系的学生也争先恐后地告诉对方：“坏了，以后得重新学。”
许多人也对人工智能和物理学家合作产生突破性成果的模型感兴趣。
事实上，数据驱动的科学人工智能被誉为下一个科学研究范式。
当涉及到粒子物理领域时更是如此。
大型粒子对撞机通过反复实验产生海量数据，而人工智能最擅长的是从海量数据中发现新模式。
负责审稿这篇论文的高能物理学家、斯隆奖获得者Christine Aidala 也评论道：
机器学习的应用对于这项研究至关重要，因为它可以产生物理学家自己不一定想到的假设，并减少数据分析中的偏差。
