我們在學校裏學過，質子和中子組成原子核，原子核與電子構成原子，原子組成分子，分子構成世界萬物。但你有沒有想過，它們是怎麼維係在一起的？
大約70多年前，同樣的問題也在困擾著科學家們。當時人們隻知道自然界存在萬有引力和電磁力。人們通過實驗發現，分子和分子之間，原子和原子之間，以及原子核和電子之間的作用力都可以用電磁力來解釋，即正負電荷之間的相互吸引力。但是對於原子核來說，電磁力就不夠了，因為原子核內僅有的帶電粒子就是質子，這些同帶正電荷的質子聚在原子核內時彼此會強烈地相互排斥。
一個結合得很緊的分子，隻要用10多eV的能量就可以把組成它的各個原子分開；但如果想把原子核內的質子和中子分開，至少需要200萬eV的能量。按理說原子核內各粒子間的距離要比分子內各原子間的距離小得多，這表明其中必定存在一種比電磁力至少強100多倍的力量，人們給它起名為“核力”。這種力量不像電磁力和引力，屬於一種短程力，盡管在原子核內非常強，但是在核外卻幾乎等於零。
1932年，德國物理學家海森堡分析了核力的性質，提出質子之間可以通過交換一種特殊粒子來使自身運動，以使動量守恒，好像它們之間有一種作用力。也就是說，這種特殊粒子與人們通常所說的“物質粒子”不同，它是一種僅負責傳遞力的“作用力粒子”，也稱“傳播粒子”或“媒介粒子”。
幾年後，日本物理學家湯川秀樹根據數學分析結果，論證了這種特殊粒子的存在。他認為作用力粒子必須具有質量才可以產生力場。核力作用距離越短，說明這種粒子的質量越大。所以它的質量處在質子和電子之間，約為200～300個電子質量那麼大。
1947年，英國科學家鮑威爾在研究宇宙線留下的徑跡時，發現一個質量是電子的273.3倍的新粒子。人們給它起名為“π介子”，意思是質量介於質子和電子之間的粒子。它正是湯川秀樹所預言的作用力粒子。
日本物理學家湯川秀樹人們後來發現，有些π介子帶有正、負電荷，有些是中性的。帶正電荷的π介子起著質子間“交換力”的作用，而帶負電荷的π介子則起著反質子和反中子間的“交換力”作用。這兩種介子的壽命都很短，大約在10-14s後就衰變成μ子和μ子中微子，然後進一步衰變成電子和電子中微子。
以後，科學家們又陸續發現了K介子、ρ介子和ω介子等。這些介子都比π介子重，也都不能穩定存在，經曆很短的時間後即轉變為別的基本粒子。科學家們還利用高能加速器使粒子相互碰撞，從中又發現了一些新的介子。
海森堡因在量子力學方麵的貢獻而獲得1932年諾貝爾物理學獎，湯川秀樹因提出核子的介子理論獲得1949年諾貝爾物理學獎，鮑威爾因發現π介子而獲得1950年諾貝爾物理學獎。