我们在学校里学过，质子和中子组成原子核，原子核与电子构成原子，原子组成分子，分子构成世界万物。但你有没有想过，它们是怎么维系在一起的？
大约70多年前，同样的问题也在困扰着科学家们。当时人们只知道自然界存在万有引力和电磁力。人们通过实验发现，分子和分子之间，原子和原子之间，以及原子核和电子之间的作用力都可以用电磁力来解释，即正负电荷之间的相互吸引力。但是对于原子核来说，电磁力就不够了，因为原子核内仅有的带电粒子就是质子，这些同带正电荷的质子聚在原子核内时彼此会强烈地相互排斥。
一个结合得很紧的分子，只要用10多eV的能量就可以把组成它的各个原子分开；但如果想把原子核内的质子和中子分开，至少需要200万eV的能量。按理说原子核内各粒子间的距离要比分子内各原子间的距离小得多，这表明其中必定存在一种比电磁力至少强100多倍的力量，人们给它起名为“核力”。这种力量不像电磁力和引力，属于一种短程力，尽管在原子核内非常强，但是在核外却几乎等于零。
1932年，德国物理学家海森堡分析了核力的性质，提出质子之间可以通过交换一种特殊粒子来使自身运动，以使动量守恒，好像它们之间有一种作用力。也就是说，这种特殊粒子与人们通常所说的“物质粒子”不同，它是一种仅负责传递力的“作用力粒子”，也称“传播粒子”或“媒介粒子”。
几年后，日本物理学家汤川秀树根据数学分析结果，论证了这种特殊粒子的存在。他认为作用力粒子必须具有质量才可以产生力场。核力作用距离越短，说明这种粒子的质量越大。所以它的质量处在质子和电子之间，约为200～300个电子质量那么大。
1947年，英国科学家鲍威尔在研究宇宙线留下的径迹时，发现一个质量是电子的273.3倍的新粒子。人们给它起名为“π介子”，意思是质量介于质子和电子之间的粒子。它正是汤川秀树所预言的作用力粒子。
日本物理学家汤川秀树人们后来发现，有些π介子带有正、负电荷，有些是中性的。带正电荷的π介子起着质子间“交换力”的作用，而带负电荷的π介子则起着反质子和反中子间的“交换力”作用。这两种介子的寿命都很短，大约在10-14s后就衰变成μ子和μ子中微子，然后进一步衰变成电子和电子中微子。
以后，科学家们又陆续发现了K介子、ρ介子和ω介子等。这些介子都比π介子重，也都不能稳定存在，经历很短的时间后即转变为别的基本粒子。科学家们还利用高能加速器使粒子相互碰撞，从中又发现了一些新的介子。
海森堡因在量子力学方面的贡献而获得1932年诺贝尔物理学奖，汤川秀树因提出核子的介子理论获得1949年诺贝尔物理学奖，鲍威尔因发现π介子而获得1950年诺贝尔物理学奖。
