探寻万物至理：大强子对撞机 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[美] 哈珀恩（Paul Halpern） 著，李晟 译

图书标签:

• 物理学
• 粒子物理
• 大强子对撞机
• 科学普及
• 前沿科技
• 宇宙学
• 高能物理
• 实验物理
• 科学史
• 科普读物

出版社： 上海教育出版社

ISBN：9787544435345

版次：1

商品编码：10895571

包装：平装

丛书名： “科学的力量”科普丛书

开本：32开

出版时间：2011-12-01

用纸：胶版纸

页数：188

正文语种：中文

内容简介

《科学的力量》是将从纷繁复杂的科学技术发展史中，精心筛选有代表性的焦点或热点问题，以此为突破口，由点及面来展现科学技术对人、对自然、对社会的巨大作用和重要影响，让人们对科学有一个客观而公正的认识。

作者简介

保罗·哈珀恩博士是费城科学大学的物理学和数学教授。他是一位多产的作家，其作品还有《伟大的超越》和《科学曾经为我们做了什么？》，这两本书都由Wiley出版社出版。
李晟是上海交通大学物理系副教授。研究方向包括：规范场中的拓扑效应，夸克禁闭机制，复杂体系及其演化动力学。

目录

致谢
前言大强子对撞机心脏之旅
引言完美的机器
CHAPTER 1 创世的秘密
CHAPTER 2 寻找万物至理
CHAPTER 3 敲打金子——卢瑟福散射实验
CHAPTER 4 粉碎成功——第一台加速器
CHAPTER 5 引人注目的四重奏——四种基本作用力
CHAPTER 6 双环记——万亿电子伏加速器和超级质子同步加速器
CHAPTER 7 深入得克萨斯的心脏——超导超级对撞机沉浮记
CHAPTER 8 设计对撞——建造大强子对撞机
CHAPTER 9 黑暗中的居民——揭开暗物质和暗能量的谜团
CHAPTER 10 膜管道——寻找更高维度的大门
CHAPTER 11 微黑洞——便于科学研究还是要炸掉世界？
结论高能物理的未来——国际直线对撞机及以后
译者的话
编辑的话

精彩书摘

还有另外一个问题需要爱因斯坦传奇般的智慧，这就是光的能量是只依赖于它的亮度还是与它的频率有关。波的传统理论认为，波的能量与它们振荡的幅度大小有关，振动幅度大的波比振动幅度小的波携带更多的能量。例如越用力敲打鼓面会产生越强的振动，从而发出更响、能量更大的声音。就如响度表示了声音的强度，它是波的幅度的函数，亮度则刻画了光的强度，同样也应该与波的幅度相关。
能够吸收全部光线的物体称为黑体。加热一个黑体盒子（如包裹了黑纸的盒子），它就像任何热的物体一样，开始发出辐射。如果假设它的辐射就是所有容许频率的电磁波的组合，并且尝试找出每个频率实际产生的数量，一个问题就出现了。就像在一个纸盒里可以塞入比没折叠的餐巾纸更多的折叠了的餐巾纸一样，比长波长振动种类更多的短波长振动可以共存于一个盒子。因此利用波的经典模型计算可以预言，短波模式的大军会夺取大部分可利用能量，而长波振动只占据了很小的一部分。其结果是从盒子里发出的辐射将偏向于短波长高频率波，比如说紫外及更外的。这个预言称为紫外灾难，当然它并不是实际发生的情况，否则如果你加热一个食物盒，而它恰好有一个黑色的涂层，把它放在餐桌上，它就开始像日光浴床那样发出紫外线、有害的X射线，甚至于致命的伽玛射线。显然地把光假设成和经典波完全一样就是灾难之源！
……

前言/序言

追溯星尘的低语：宇宙图景的构建与微观实在的界限 作者： [此处可自行填入作者姓名] 出版社： [此处可自行填入出版社名称] 页码： [此处可自行填入页码信息] ISBN： [此处可自行填入ISBN信息] --- 内容简介： 本书并非聚焦于当代粒子物理学的宏大工程，而是将目光投向人类认知历程中，对于“构成世界的最基本元素”这一永恒命题的深层哲学思辨与早期自然科学的艰辛探索。我们试图在现代高能物理实验的喧嚣之外，重构思想史上的关键转折点，理解人类是如何从对自然现象的直观感受，一步步走向抽象的物质模型构建的。 第一部分：古典原子论的萌芽与形而上学的基石 在跨入二十世纪之前，人类对物质本质的理解经历了漫长的、充满直觉与哲思的阶段。本部分深入探讨了古希腊哲学家德谟克里特（Democritus）提出的“原子”（Atomos，意为不可分割）概念的精妙之处，以及伊壁鸠鲁学派如何将这一概念系统化，作为对抗神学解释的有力工具。我们不仅仅是简单罗列古代思想家的观点，而是细致分析了他们的逻辑推导过程：既然物质可以被无限分割，那么必然存在一个不可再分的终点，否则“空”将无法存在，运动也将无从谈起。 随后，我们将视角转向东方——特别是古印度吠檀多哲学中对“元素”（如地、水、火、风）的层级划分，以及中国古代五行学说在解释物质转化与相互作用中的独特逻辑体系。这些早期的“微观理论”虽然在实验层面缺乏验证，却为后世的科学革命提供了重要的思维模型：即复杂性可以源于简单单元的组合与排列。我们还将考察中世纪炼金术士们对物质转化的不懈追求，揭示他们如何无意中积累了对元素特性和反应条件的初步经验，尽管他们的目标是制造黄金，但他们的实践却为后世的化学奠定了基础。 第二部分：经典物理学的胜利与“以太”的阴影 进入十七、十八世纪，随着伽利略和牛顿的杰出工作，物理学从纯粹的思辨转向了可量化的实验科学。本卷聚焦于玻意耳（Robert Boyle）对“元素”定义的修正，标志着化学开始摆脱炼金术的神秘色彩，向现代科学靠拢。我们详细分析了拉瓦锡（Antoine Lavoisier）的质量守恒定律如何确立了物质变化的定量基础，使得“原子”从一个哲学猜想，逐渐被纳入精确的科学框架。 然而，经典物理学的巅峰——牛顿力学，也带来了难以回避的难题：光是如何传播的？声波在真空中无法传播，那么光波的媒介又是什么？由此催生了贯穿整个十九世纪的“光以太”（Luminiferous Aether）理论。本部分将详尽梳理历史上对以太的各种设想，从弹性介质理论到电磁场理论对以太的描述。我们将深入剖析麦克斯韦（James Clerk Maxwell）电磁场方程的革命性意义，它以一种近乎完美的数学美感，统一了电、磁与光现象，但同时也无可避免地将“以太”这个虚拟的载体推向了理论的中心。我们探讨了当时顶尖物理学家们如何竭力为以太寻找存在的证据，包括各种基于力学或光学效应的实验设计，及其最终在精确度不断提高的背景下所暴露出的理论困境。 第三部分：对连续性假设的挑战与量子的曙光 十九世纪末的物理学界普遍认为，人类对世界基本构成的理解已经接近完成，剩下的只是更精确地测量和修补细节。然而，几个看似微不足道的实验现象，如同静水中的涟漪，预示着一场深刻的范式转变。 本章将聚焦于黑体辐射问题的理论困境。我们不会简单介绍普朗克（Max Planck）的量子假设，而是着重还原当时物理学家面对的“灾难性”结果——经典物理学预测的无限高能紫外线辐射。我们将详细解读普朗克为了调和理论与实验曲线，首次引入“能量量子化”概念时的内心挣扎与学术界最初的质疑。 紧接着，我们将探讨爱因斯坦（Albert Einstein）如何将普朗克的想法从一个“数学技巧”提升到物理实在的高度，用光量子（后来的光子）的概念，成功解释了光电效应。这标志着，微观世界不再是连续、平滑的，而是呈现出不连续、阶梯状的特性。我们还将回顾居里夫妇对放射性现象的开创性研究，揭示原子核内部的活动如何打破了元素不可再分的最后一道防线，暗示了物质更深层次、更不稳定的结构存在。 第四部分：结构重构：从原子模型到元素周期表的秩序 在认识到原子并非不可分割之后，真正的“探寻”才刚刚开始。本部分将循着卢瑟福（Ernest Rutherford）的散射实验，回顾人类如何通过“弹靶”实验，揭示了原子内部的空旷结构和致密的原子核。这彻底颠覆了“布丁模型”，标志着原子内部结构的发现。 随后，我们将梳理玻尔（Niels Bohr）如何借助普朗克的量子化概念，成功地为氢原子建立了第一个成功的能级模型。我们着重分析该模型在解释光谱线系方面的成功，以及它在面对更复杂原子结构时的局限性。这为理解元素的化学性质提供了深层次的物理基础——元素的特性并非由其体积或密度决定，而是由其最外层电子的排布状态所决定。我们将回顾门捷列夫（Dmitri Mendeleev）周期表的惊人预见性，并探讨早期量子理论如何开始为这个元素排列的“魔术”提供坚实的理论依据，展示了人类试图在看似随机的自然界中，发掘出隐藏的、优雅的结构秩序。 结语：边界的意义 本书的终极目的，并非是为高能物理的成果做铺垫，而是强调：每一次科学的重大飞跃，都源于对现有认知边界的深刻怀疑和突破。从哲学的“不可分割”到物理学的“基本粒子”，我们追溯的不是具体的新发现，而是人类心智在面对未知时，如何构建、检验并最终推翻现有实在模型的迭代过程。理解这些历史的弯路与顿悟，对于我们今日审视任何前沿科学的局限性与潜力，都具有不可替代的借鉴意义。本书献给所有对世界本源怀抱好奇，并愿意追溯思想根源的探索者。

评分☆☆☆☆☆

我对这本书感到一种莫名的吸引力，主要源于它书名中蕴含的宏大叙事和前沿科技感。《探寻万物至理：大强子对撞机》——这几个字在我的脑海中勾勒出了一幅画面：在瑞士日内瓦的地下深处，巨大的环形隧道中，粒子以接近光速的速度奔跑、碰撞，释放出璀璨的光芒，也可能揭示出宇宙最深层的秘密。我设想着，这本书或许不仅仅是对物理学理论的介绍，它更可能是一部关于人类探索精神的史诗。它会讲述那些站在科学最前沿的科学家们，他们如何克服重重困难，如何用非凡的智慧和毅力去挑战人类认知的边界。我好奇，这本书是否会深入探讨粒子物理学领域的一些核心概念，比如夸克、胶子、强相互作用，以及它们如何构成了物质世界的基石。但更吸引我的是，“万物至理”这个词所带来的哲学层面的思考。这本书是否会尝试将微观粒子世界的探索，与我们对宇宙、生命乃至人类自身存在的理解联系起来？它是否会引发我们对因果、决定论、随机性等哲学问题的深思？我期待，这本书能够带给我一次思想的启迪，让我从全新的角度去审视我们所处的世界。

评分☆☆☆☆☆

当我在书店的货架上看到《探寻万物至理：大强子对撞机》时，首先映入眼帘的是它那极具冲击力的书名。这两个词组合在一起，仿佛预示着一场关于宇宙终极奥秘的宏大探索，而“大强子对撞机”则像是一个连接现实与想象的桥梁，它代表着人类科技的顶峰，也承载着我们对宇宙起源和演化的无尽好奇。我猜测，这本书的作者必定是一位能够驾驭复杂科学概念，并将其转化成引人入胜故事的杰出写作者。我期待，这本书能够带领我穿越时空的界限，去理解那些构成我们宇宙最基本构件的粒子，它们是如何相互作用，又是如何最终形成了我们所看到的一切。或许，书中会详细描绘大强子对撞机运作的壮观场景，以及科学家们在其中付出的心血和智慧。我希望能够在这本书中找到答案，关于我们从何而来，又将去往何处。这本书是否会像一幅壮丽的画卷，徐徐展开宇宙的奥秘，让我们在惊叹中，对生命和存在有了更深的感悟？我渴望，它能成为我通往更广阔认知世界的一把钥匙。

评分☆☆☆☆☆

我是在一个偶然的机会下，在朋友的书架上看到了这本书。当时我被书名里“万物至理”这几个字深深吸引了。我一直觉得，我们生活的这个世界，虽然表面上看起来千姿百态，但背后一定存在着一些共通的、深刻的规律，是支配着一切的“至理”。而“大强子对撞机”这个词，则给我一种前所未有的科技感和震撼力。我猜想，这本书很可能是一部关于现代物理学前沿探索的力作，它可能会深入浅出地介绍粒子物理学的最新进展，以及大强子对撞机是如何在其中扮演关键角色的。我非常好奇，科学家们通过碰撞粒子，究竟能“看见”什么？他们是如何从这些碰撞中解读出宇宙最底层的奥秘的？这本书会讲述一些关于希格斯粒子、夸克、轻子等基本粒子的故事吗？是否会涉及暗物质、暗能量这样引人遐想的宇宙未解之谜？我希望这本书能够带我走进一个我从未触及过的科学领域，让我能够站在巨人的肩膀上，去仰望和理解那些最宏大、最根本的科学问题。更重要的是，我希望这本书能够激发我对科学探索的热情，让我感受到人类智慧的伟大和对未知的不懈追求。

评分☆☆☆☆☆

我最近在书店里偶遇了这本书，当时被它略显“硬核”的书名吸引了。作为一个对科学，尤其是物理学充满好奇，但又非专业人士的我来说，“大强子对撞机”这个词本身就充满了神秘感，似乎是某个只能在科幻电影里才出现的高科技名词。而“探寻万物至理”，更是将这种神秘感推向了极致。我脑海中立刻浮现出无数的画面：科学家们在巨大的实验室里，操作着精密的仪器，试图理解宇宙最深层次的秘密。这本书会是关于粒子物理学的科普读物吗？它会详细解释强子对撞机的工作原理，以及它在物理学研究中的重要性吗？我有点担心里面的内容会不会过于艰深，但又抱着一丝期待，希望作者能够用一种通俗易懂，甚至带有故事性的方式来讲解。我非常希望能从中了解到，为什么建造如此庞大和昂贵的装置来研究如此微小的粒子，这种投入的意义究竟是什么。它是否能帮助我们解答一些终极问题，比如宇宙是如何开始的，物质的本质是什么，是否存在我们尚未发现的维度？我希望能在这本书中找到一些关于宇宙宏大命题的线索，同时也能领略到人类探索未知的那种执着和勇气。如果这本书能够将科学的严谨性与人文的关怀相结合，那就更妙了。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计给我留下了深刻的印象。深邃的宇宙背景，点缀着闪烁的星辰，中央是那个庞大而复杂的装置的剪影，散发着一种神秘而充满力量的光芒。光是看着这个封面，就仿佛被一种宏大的叙事所吸引，让人迫不及待地想知道，在这“大强子对撞机”的背后，究竟隐藏着怎样的“万物至理”。我猜测，这本书的作者一定是一位对物理学有着极深造诣，同时又拥有非凡的想象力和表达能力的人。他/她能够将那些常人难以理解的高深理论，用一种引人入胜的方式呈现出来。我期待着，在翻开这本书后，我能够跟随作者的笔触，在微观的粒子世界里遨游，去追寻构成我们宇宙最基本单元的奥秘。或许，这本书会像一扇窗户，让我得以窥见宇宙运行的规律，理解那些隐藏在自然现象背后的深刻原理。我尤其好奇，“大强子对撞机”这样一个庞大的科学工程，究竟是如何帮助我们“探寻万物至理”的。它是在模拟宇宙大爆炸的瞬间吗？还是在揭示粒子的基本性质？这本书是否会像科幻小说一样，将理论的探索与想象力的飞跃相结合，带领我们进行一次思想的冒险？我真的非常期待，这本书能够带给我一次智识上的震撼和心灵上的洗礼，让我对这个我们生活其间的世界，有一个全新的认识。

评分☆☆☆☆☆

不错，买来先藏了再慢慢看

评分☆☆☆☆☆

有粒子物理的基础才可以看懂

评分☆☆☆☆☆

呵呵

评分☆☆☆☆☆

自己看了才知道自己看了才知道自己看了才知道自己看了才知道自己看了才知道

评分☆☆☆☆☆

值得一读！

评分☆☆☆☆☆

值得购买值得购买值得购买

评分☆☆☆☆☆

大致看了一下感觉还不错

评分☆☆☆☆☆

好书！推荐！！！！！！！！

评分☆☆☆☆☆

包装的很好，比以前的用料不一样了，好像是尼龙防水材质。