根据前面所述，质子和中子的性质其实很接近，尤其是在核力中的表现，除了质子和中子的电荷不一样，但是电荷不影响核力。因此，可以认为质子和中子是同一种粒子（称为「核子」N）的不同带电状态，同样地，π^+、π^-、π^0也被看做是π介子的三种不同带电状态。

3、同位旋对称性

为了更好地理解之后的内容，这里要稍微说一下对称性相关的内容。

我们知道，电子的自旋是frac{1}{2}，一个电子可以处于自旋向上（即自旋第三分量为frac{1}{2}）或者自旋向下（即自旋第三分量为-frac{1}{2}）两种不同的状态，这两种状态的电子在电磁相互作用中的性质是一样的。反过来说，自旋向上和自旋向下的两个电子，我们认为它们是电子的两种不同状态，而不是两种不同的粒子。在数学上就可以把一个电子的状态写成：

e=begin{equation}left（begin{array}{c}uparrowdownarrowend{array}right）end{equation}

一个电子的完整状态需要用一个列向量来表示，或者也可以写成一个叠加态的形式：

e=a|uparrowrangle+b|downarrowrangle

即一个电子会处于自旋向上和自旋向下两种状态的叠加态，而且这两种状态的比例并不影响电子的电磁相互作用性质。

图5：电子自旋示意图

上面说到了，质子p和中子n可以看做是核子的两种不同的带电状态，模仿电子的写法，可以把一个核子写成：

N=begin{equation}left（begin{array}{c}pnend{array}right）end{equation}

同样地，改变质子和中子的比例，核子在强相互作用中的性质不发生变化，人们把核子的这种特性叫做「同位旋对称性」，同位旋的概念是海森堡在1932年提出的[5]，计作I。很容易看出，同位旋就是仿照电子的自旋对称性提出的，连名称都类似[6]。同位旋对称性是粒子