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[荷] 韋爾特曼 著

圖書標籤:

• 粒子物理
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• 科普
• 科學
• 物理學
• 宇宙學
• 基礎科學
• 現代物理
• 粒子加速器
• 物質結構

店鋪： 文軒網少兒專營店

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030356611

商品編碼：1677105307

齣版時間：2012-11-01

作  者:(荷)韋爾特曼；丁亦兵,等 定  價:48 齣 版 社:科學齣版社 齣版日期:2012年11月01日 頁  數:229 裝  幀:平裝 ISBN:9787030356611 ●中文版前言
●譯者的話
●引言 ／1
●緻謝／4
●參考讀物 ／4
●短文 ／5
●方 程／5
● 初步知識／6
●1．1 原子、原子核和粒子／6
●1．2 光子／12
●1．3 反粒子／14
●1．4 質量和能量／16
●1．5 事例 ／19
●1．6 電子伏和其他單位／24
●1．7 粒子名稱和希臘字母／25
●1．8 科學記數法／26
●第二章 標準模型／28
●2．1 引言 ／28
●2．2 能量和電荷守恒／31
●2．3 量子數／33
●部分目錄

內容簡介

20世紀見證瞭物理學無與倫比的進步。如果說，前半葉由相對論和量子力學所，那麼毋庸置疑，後半葉的明星就是粒子物理學。毫不誇張地說，我們生活的世界乃至整個宇宙都是由這些粒子及其所遵從的物理規律決定的。
《神奇的粒子世界》由馬丁紐斯？韋爾特曼所著，本書是靠前有名物理學傢、諾貝爾物理學奬得主馬丁紐斯？韋爾特曼的科普代錶作。作者用生動通俗的語言描述瞭粒子物理的過去、現在和未來，以及那些很好的物理學傢們工作和生活的趣事，帶我們走入奇妙的粒子物理世界，也讓我們距離神奇宇宙的很終謎底更近一步。
本書適閤所有對現代物理特彆是粒子物理及其發展史感興趣的讀者閱讀。

(荷)韋爾特曼；丁亦兵,等 馬丁紐斯？韋爾特曼
1931年齣生於荷蘭瓦爾威，畢業於荷蘭烏德勒支大學。起初，他是位於瑞士日內瓦的歐洲核子研究組織(CERN)的成員，後來成為烏德勒支大學理論物理學教授。他和他的學生霍夫特一起發展瞭規範場理論的數學形式。1977年，他導齣瞭一個能給齣頂誇質量預言的方程。1981年，他受聘於密歇根大學。退休以後，他迴到瞭荷蘭。頂誇於1995年在費米國傢實驗室被發現，它的質量與所預言的一緻。1999年，霍夫特和韋爾特曼共享瞭諾貝爾物理學奬，以錶彰他們“闡明物理學中電弱相互作用的量子結構”。

粒子奧秘的宏偉序章：量子領域與宇宙之初 一部跨越微觀與宏觀的恢弘史詩，一次探尋物質最深層構造的史詩級遠徵。 本書並非聚焦於我們日常所見的宏觀世界，亦非詳述任何具體的“神奇粒子世界”的設定或情節。相反，它將帶領讀者潛入物理學的最前沿，探索那些構成我們宇宙萬物的基本元素——量子場論、粒子物理學標準模型及其延伸理論的精妙結構與深遠影響。 第一部分：微觀世界的奠基石——量子場論的恢弘圖景 本書開篇即深入量子場論（Quantum Field Theory, QFT）的理論框架。我們不再將粒子視為孤立的小球，而是理解它們是量子場激發齣的漣漪。 第一章：場的迴歸與量子的革命 本章詳細闡述瞭從經典場論（如麥剋斯韋的電磁場）到相對論性量子場論的艱難過渡。重點剖析瞭狄拉剋方程的誕生及其對電子自鏇的預言，以及如何通過正反粒子的概念統一瞭量子力學與狹義相對論。讀者將瞭解到，為什麼真空並非空無一物，而是充滿瞭零點能和無休止的虛粒子對的産生與湮滅。 第二章：費曼圖的幾何學與計算的藝術 我們詳盡解析瞭理查德·費曼所開創的費曼圖（Feynman Diagrams）在計算粒子相互作用截麵中的核心地位。這不是簡單的繪圖，而是對高階微擾修正的直觀錶達。通過對電子-電子散射（Bhabha散射）的深入剖析，讀者將理解如何使用費曼規則，將抽象的數學公式轉化為可檢驗的物理圖像。 第三章：重整化：消除無窮大的智慧 量子場論計算中不可避免地會齣現無窮大的結果，這是理論麵臨的重大挑戰。本章將深入探討“重整化”（Renormalization）的深刻物理意義。我們不再將無窮大視為理論的失敗，而是將其理解為我們對基本參數認知不足的體現。通過對量子電動力學（QED）中電子磁矩修正的詳細推導，展示瞭重整化如何使QED成為迄今為止最精確的物理理論。 第二部分：標準模型的輝煌成就與內在矛盾 在奠定瞭QFT的數學基礎後，本書轉入對粒子物理學“標準模型”（Standard Model, SM）的全麵考察。標準模型是描述除引力外所有已知基本粒子及其相互作用的最成功的理論框架。 第四章：強核力的束縛：量子色動力學（QCD） 本章聚焦於誇剋和膠子——強相互作用的載體。我們詳細解析瞭SU(3)規範群如何構建瞭量子色動力學（QCD）。關鍵概念包括：漸近自由（Asymptotic Freedom）——描述瞭高能下誇剋幾乎不受束縛的特性，以及顔色禁閉（Color Confinement）——解釋瞭為什麼我們無法單獨觀測到誇剋和膠子。本書將探討誇剋模型的建立過程及其對強子譜的成功解釋。 第五章：電弱統一：電磁力與弱核力的融閤 電弱理論是粒子物理學中的一個巨大飛躍。本章闡述瞭如何將電磁力和弱核力在早期宇宙的高能狀態下統一為一個單一的電弱規範對稱群SU(2)xU(1)。重點討論瞭希格斯機製（Higgs Mechanism）的必要性。我們將詳細剖析自發對稱性破缺如何賦予W和Z玻色子質量，同時保持光子（媒介電磁力）的無質量性，這是理論的精妙所在。 第六章：標準模型的未解之謎與局限性 盡管標準模型取得瞭巨大的成功，但它並非終極理論。本章係統地列舉並分析瞭標準模型存在的內在不完備性： 1. 引力缺失： 標準模型未能成功納入廣義相對論。 2. 中微子質量： 標準模型最初預測中微子無質量，但觀測到的中微子振蕩證明它們具有微小的質量。 3. 質量層級問題（Hierarchy Problem）： 為什麼希格斯玻色子的質量遠小於理論預期的普朗剋尺度？ 4. 暗物質與暗能量： 標準模型無法解釋宇宙中占主導地位的暗物質和暗能量的本質。 第三部分：超越標準模型的探索與前沿領域 本書的後半部分將目光投嚮物理學傢們正在積極探索的、試圖解決標準模型缺陷的新興理論框架。 第七章：超對稱：粒子的配對與穩定 超對稱性（Supersymmetry, SUSY）是解決質量層級問題最有希望的候選理論之一。本章介紹SUSY的基本思想：每一個費米子都有一個超對稱的玻色子伴侶，反之亦然。我們將探討SUSY如何通過“圈圖”修正來自然地將希格斯質量穩定在觀測值附近，並討論尋找超對稱粒子（如超伴侶）的實驗努力和挑戰。 第八章：大統一理論（GUTs）的願景 本章探討將強核力、弱核力和電磁力在極高能量下統一為一個更大規範群（如SU(5)或SO(10)）的嘗試。我們將分析GUTs帶來的重要預言，特彆是質子衰變的必然性，並迴顧當前對質子壽命的實驗限製，這些限製對不同GUT模型的排除起到瞭關鍵作用。 第九章：弦理論與圈量子引力：時空的終極形態 本書最後將觸及對量子引力本質的兩種主要競爭性理論。 弦理論（String Theory）： 將所有基本粒子視為一維的、振動的“弦”，需要額外的空間維度來保持理論的一緻性。我們將概述M理論的齣現，以及其如何試圖成為所有物理學派的“萬有理論”。 圈量子引力（Loop Quantum Gravity, LQG）： 側重於對時空本身的量子化，提齣時空在普朗剋尺度上是由離散的“量子圈”構成的，探討其對宇宙大爆炸奇點問題的潛在解決路徑。 通過對這些基礎理論的全麵梳理，本書旨在為讀者構建一個關於物質、能量和宇宙起源的宏大、嚴謹且不斷演進的知識體係。它是一部關於基礎物理學邏輯結構的深度解讀，而非對任何單一故事或設定的描述。

評分☆☆☆☆☆

這本書的名字真是太吸引人瞭，“神奇的粒子世界”！光是聽這個名字，我就忍不住想一探究竟。我一直覺得，我們所處的世界是由無數微小的粒子構成的，但它們究竟是什麼樣的？又是如何運作的？這本書似乎就是要解開這些謎團。我腦海中浮現齣各種奇妙的想象：也許會看到如同電影特效般炫目的粒子碰撞，或者在微觀世界裏探險，發現那些肉眼看不見的物質是如何組閤在一起，形成我們熟悉的萬物的。我猜想，作者一定是一位非常有想象力和科學素養的人，能夠將如此抽象的概念描繪得生動有趣。我特彆期待書中會不會有一些關於宇宙起源的猜想，或者解釋一些生活中常見的現象，比如彩虹是如何形成的，或者為什麼有些東西會發光。我還在想，書中會不會用到很多圖示，畢竟粒子世界是很抽象的，有圖的話理解起來會更容易。總而言之，“神奇的粒子世界”這個名字，已經在我心中種下瞭一顆好奇的種子，我迫不及待想要翻開它，讓我的思緒遨遊在那些不可思議的微觀領域。

評分☆☆☆☆☆

我拿到這本《神奇的粒子世界》時，內心是帶著一絲期待又有些許忐忑的。畢竟，“粒子”這個詞聽起來就充滿瞭科學感，我擔心這本書的內容會過於枯燥晦澀，充斥著我難以理解的專業術語。然而，翻開第一頁，我就被一種彆樣的敘述方式吸引住瞭。作者似乎並沒有直接拋齣那些復雜的理論，而是用一種娓娓道來的口吻，像是老朋友在和我分享一個秘密。我感覺到，他試圖通過一些貼近生活的比喻，或者講述一些曆史上的科學發現故事，來引導我逐漸走進粒子世界的門檻。我猜想，這本書可能不是一本純粹的教科書，更像是一次關於粒子科學的“故事會”。我想象著，作者或許會描繪那些偉大科學傢們在實驗室裏，是如何一點點揭開粒子麵紗的。他們是如何在一次次的實驗中，捕捉到那些轉瞬即逝的信號，又是如何用智慧和毅力，構建齣我們現在所知的粒子模型。我尤其期待，書中是否會穿插一些科學傢的軼事，他們的思考方式，甚至他們的一些“靈光一閃”的時刻，因為我覺得，瞭解科學傢的“人”的一麵，會比單純學習理論更有趣。

評分☆☆☆☆☆

“神奇的粒子世界”，這個名字聽起來就充滿瞭探索的意味。我一直對那些構成世界最基本元素的奧秘感到好奇，而這本書似乎就是一次深入這些奧秘的探險。我猜想，書中可能不僅僅是介紹粒子的種類和性質，更會講述粒子之間如何相互作用，如何形成我們所熟悉的物質。我期待書中能夠描繪齣粒子之間那些看不見的“聯係”，以及它們在宇宙演化中的作用。我甚至設想，作者可能會用一種非常戲劇化的方式，講述粒子世界裏那些令人難以置信的“事件”，比如粒子湮滅時釋放的巨大能量，或者粒子在高速運動時發生的奇妙變化。我希望這本書能讓我對“物質”這個概念有一個全新的認識，不再僅僅是眼見的固態、液態、氣態，而是更深層次的，由無數微小粒子構成的奇妙舞蹈。我期待書中能夠帶來一種震撼，一種對宇宙的敬畏，以及對科學探索的無限嚮往。

評分☆☆☆☆☆

我一看到《神奇的粒子世界》這個名字，就聯想到那些讓人驚嘆的科學發現，以及那些前沿的科學理論。我猜想，這本書一定能夠滿足我對未知的好奇心，並為我打開一扇通往現代物理學大門的窗戶。我特彆期待書中能夠涉及一些關於“量子糾纏”或者“粒子疊加態”之類的概念，因為這些是量子力學中最令人著迷，也最顛覆我們日常直覺的方麵。我很好奇，作者會如何將這些復雜而抽象的概念，用一種易於理解的方式呈現齣來。也許會用一些生動形象的比喻，或者設計一些巧妙的思維實驗，來幫助讀者理解這些“反直覺”的現象。我還在想，書中會不會對未來的科技發展做齣一些展望，比如粒子物理的研究成果，會對我們未來的能源、醫療、通訊等領域産生怎樣的影響。我希望這本書不僅僅是科普，更能激發我對於科學探索的熱情，讓我感受到科學的魅力和力量。

評分☆☆☆☆☆

《神奇的粒子世界》這個書名，讓我想象書中可能蘊含著一種關於萬物連接的哲學思考。我總覺得，我們所看到的一切，無論是宏偉的山川，還是渺小的塵埃，都由更基本的粒子組成，那麼它們之間一定存在著某種深刻的聯係。我猜想，這本書可能會從粒子的基本性質齣發，闡述它們是如何相互作用，如何組閤成更復雜的結構，最終構成瞭我們所感知的現實。我期待書中能夠探討一些關於“因果”的本質，比如一個微小的粒子運動，最終會對宏觀世界産生怎樣的影響。我甚至設想，作者會不會在這個過程中，引入一些關於“不確定性”的討論，比如量子力學中那些令人匪夷所思的現象，以及它們對我們理解“真實”的概念産生的挑戰。我希望這本書不僅能讓我瞭解粒子科學的知識，更能引發我對於宇宙運作方式的更深層次的思考。我希望它能給我帶來一種“原來如此”的豁然開朗，也可能是一種“我從未想過”的驚奇。我期待作者能夠用一種充滿詩意又兼具科學嚴謹的語言，帶領我體驗這場微觀世界的奇妙旅程。