根据这个标准模型，人们可以把基本粒子的组合大大地简化（见图4.13）。首先，这个标准模型把宇宙中所有的粒子分为两大类，就是我们上文讲到的费米子和玻色子。宇宙中所有的物质都是由费米子组成，而玻色子则只参与传递费米子与费米子之间的作用力。玻色子只有4种，就是传递电磁力的光子，传递弱作用力的W和Z玻色子，以及传递强作用力的胶子。而费米子的数量则较多，它的组合也较为复杂。

为了进一步区分不同物理性质的粒子，这个标准模型接着又把费米子再分为轻子（lepton）和强子（hadron）。轻子本身就是一种基本粒子，数量有限（共有6个）。强子（例如质子和π介子）是由夸克组成的复合粒子，因此严格来说本身不是基本粒子。强子由于可以通过不同的夸克组合来组成，数量可以非常多。

现代的粒子物理学认为，真正能够被称为“基本粒子”的费米子只有轻子和夸克。而它们又可以分为3个世代。每个世代有两种夸克（见表4.3）。较为复杂的是，每种夸克不但有自己的反粒子，每种夸克还有3种“颜色”。这些所谓“颜色”，其实也不是真的像一般的颜色（红、绿、蓝），而是为了方便数学演算的模拟性质。

图4.13　粒子物理学的标准模型

上图是截至目前总结粒子物理学理论最全面的一个示意图。左边3行列出的是组成物质的费米子，其中上面的两行是3组夸克，下面两行是三组轻子。每种夸克包含3种“颜色”并有着自己的反粒子；右边的一行列出的是传递作用力的玻色子（又称“规范玻色子”，gauge boson）。其中的“胶子”其实代表着8种不同的胶子，分别负责传递不同“颜色”的夸克之间的强作用力。

表4.3　费米子可以分为3个世代

目前观察到的强子数以百计，因此标准模型又把它们再分为两类，就是介子和重子。介子由两个夸克组成，而重子由3个夸克组成。例如我们在上面提到的π介子，就是由两个夸克组成；而在原子核里的中子和质子，都是由3个夸克组成，属于重子（见图4.14）。(www.daowen.com)

这个标准模型如何能解释我们观察到的不同粒子的组成呢？质子和中子都是属于重子。我们可以用这两种常见的粒子来说明一下夸克是如何组成重子的。根据这个标准模型，一个夸克（或其反夸克）的自旋都是1/2，符合费米子的要求；但它们所携带的电荷不是整数，而是 ±1/3 或 ±2/3个电子电荷。利用这个标准模型，人们就可以很容易地解释不同强子的电荷。例如，质子是由3个夸克组成，那就是两个上夸克和一个下夸克（uud）。上夸克的电荷为+2/3，下夸克为-1/3。因此，一个质子的电荷为+1。一个中子由一个上夸克和两个下夸克（udd）组成，它的电荷总数为零（见表4.4）。

图4.14　标准模型对粒子的分类

表4.4　利用夸克模型解释强子所带电荷

通过这个夸克模型，科学家就可以很容易地解释在对撞机实验里发现的数以百计的新粒子。这些新的粒子的衰变过程也可以用这个模型来解释。例如，在β衰变里，一个中子里的下夸克（d）会衰变为一个上夸克（u）。这样一来，中子就变成了质子，而同时释放了一个带负电的电子。

在目前的粒子物理学标准模型里，还有一种粒子没有在图4.13中标出，那就是希格斯粒子（Higgs boson）。它的性质很奇怪，它既非组成物质的费米子，也并不传递任何自然界的作用力，它的功能被认为是赋予其他粒子质量。换句话说，目前的理论认为一个粒子的质量来自该粒子与希格斯粒子场的相互作用。不过，这样的关系不容易用具体的事例来解释，即使一些权威的粒子物理学家也没法说清楚。

希格斯粒子在20世纪60年代就已经被提出，许多物理学家曾经使用过多个加速器想去寻找它，但一直没有成功。这使得有些物理学家非常沮丧，曾经称这种粒子为“上帝诅咒的粒子”（Goddamn particle）。这在西方社会其实是一句脏话，因为它亵渎了上帝。后来人们为了美化这句脏话，就把希格斯粒子改称为“上帝粒子”（God particle）。2012年，有两个LHC对撞机的实验小组得出了一些数据，可以解读为希格斯粒子存在的证据。不过，目前还不能够确定这些新发现的粒子一定就是理论上原来预测的希格斯粒子，所以现在很多文献把它们叫作“像希格斯的粒子”（Higgs-like particle）。