国家科技进步奖获奖丛书·物理改变世界 物质探微：从电子到夸克（修订版） [From Electrons to Quarks] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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陆埮，罗辽复 著

图书标签:

• 物理学
• 粒子物理
• 物质结构
• 科技进步奖
• 科普读物
• 电子
• 夸克
• 修订版
• 基础科学
• 现代物理
• 科学普及

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030477262

版次：1

商品编码：11900767

包装：平装

丛书名： 物理改变世界

外文名称：From Electrons to Quarks

开本：16开

出版时间：2016-04-01

用纸：胶版纸

页数：182

字数：161000

正文语种：中文

编辑推荐

适读人群 ：高等院校师生、中学教师、科技工作者，以及科学爱好者。
20世纪以来，物理学的发展日新月异，对诸多学科产生了重要而深远的影响，催生了一大批交叉学科，有力地推动了材料、能源、环境、信息等科学技术的进步，极大地改变了人类生产生活方式，改变了整个世界。

内容简介

　　本书通俗地阐述了粒子物理的基本知识，详细讨论了主要常见粒子如电子、光子、质子、中子、反粒子、中微子、共振子等乃至比较特殊的J／ψ等粒子的发现，生动描述了宇称不守恒、夸克模型及认识逐步走向统一的探索故事，特别是诺贝尔奖成果及其他重大发现或进展。还特别重点阐述了夸克在天文学和天体物理学上的应用，特别是关于奇异夸克星的探索和研究。
　　本书内容丰富，生动有趣．适合高等院校师生、中学教师、科技工作者，以及科学爱好者阅读。

内页插图

目录

丛书修订版前言
丛书序
再版前言
初版前言

第一章 建造物质大厦的砖石
分子·原子·粒子
人类发现的第一个基本粒子——电子
人类发现的第二个基本粒子——光子
又是波、又是粒子
放射性现象
原子模型
角动量也是量子化的
不相容原理
原子核是基本粒子吗？
建造物质大厦的砖石

第二章 粒子物理学的降生
有负质量粒子吗？
粒子世界的半边天
β衰变的能量失窃案
中微子的归案
理论预言了π介子
寻找π介子
神秘的μ子
π介子真的找到了
第二类中微子——vu≠ve
粒子物理学成为一门独立的学科
世界上总共只有四种力
粒子有四大类
粒子过程的形象化表示——费曼图

第三章 一批不速之客——奇异粒子
一批不速之客
不速之客的标记——奇异数
奇中奇——中性K介子

第四章 镜子里的世界
对称与守恒
镜像与宇称
弱作用中宇称守恒吗？
吴健雄的实验
空间真的左右不对称吗？
反粒子才是粒子在镜子里的像？
左旋中微子
CP仍有点不守恒
时间反演也有点不对称
有磁荷吗？
生命的左右不对称性

第五章 短命粒子——共振子
这么短的寿命怎么测量？
最早观测到的共振子
共振子的大量涌现
共振子的电磁衰变

第六章 到粒子内部去
强子结构的最初探索
坂田模型
八重态与十重态
粒子中的“冥王星”
夸克——一个奇怪的名字
强子由夸克组成
夸克有“色”又有“味”
色是强作用的根源
从夸克角度看粒子过程
再做“油滴”实验
卢瑟福实验的翻版
喷注——部分子的影子
通力合作

第七章 J/ψ揭开了新的序幕
J/ψ的轰动
J/ψ究竟是什么粒子？
两类实验
粲“原子”
带粲数的强子
“美丽”和“真理”
“真理”终于被发现
轻子家族也添了新成员
轻子和夸克的三个世代

第八章 走向统一
统一理论的历史回顾
四种作用的比较
杨一米尔斯场
对称性的自发破缺和质量起源
究竟有没有传递弱作用的粒子？
弱矢量流守恒
奇异数守恒与奇异数不守恒弱作用的统一描述
中徵子质量与中微子振荡
弱作用和电磁作用的统一
希格斯场与上帝粒子
强作用的渐近自由和夸克禁闭
弱、电、强三者的大统一
粒子世界，知也无涯

第九章 天上的夸克
巨大的“原子核”与巨大的“原子”
怎样发现中子星？
存在夸克物质组成的恒星吗？
奇异物质的动力学性质
奇异星的自转可以比中子星更快
一个错误的“发现”促进了奇异星物理的发展，
奇异星比中子星更密、更小？
中子星如何向奇异星转变？
裸奇异星
带壳的奇异星
奇异星与奇异矮星
奇异星的热效应
相交与爆发过程
宇宙演化中的夸克

后记

前言/序言

　　“物理改变世界”丛书由冯端、郝柏林、于渌、陆埮、章立源等著名物理学家精心创作，2005年7月出版后受到社会各界广泛好评，并于2007年一举荣获国家科学技术进步奖，帮助我社首次获此殊荣。丛书还多次重印，在海内外产生了广泛的影响，成为双效益科普图书的典范。
　　物理学是最重要的基础科学，诸多物理学成就极大地丰富了人们对世界的认知，有力地推动了人类文明的进步和经济社会的发展。丛书将物理学知识与历史、艺术、思想及科学精神融会贯通，受到科技工作者和大众读者的高度评价，近年库存不足后有不少读者通过各种方式表达了对再版的期待。
　　在各位作者的大力支持下，本次再版对部分内容进行了更新和修订，丛书在内容和形式上都更加完善，也能传承这些物理学大师博学厚德、严谨求真的精神，希望有越来越多的年轻人热爱科学，努力用科学改变世界，创造人类更加美好的未来。
　　同时，我们也以此纪念和告慰已经离开我们的陆埮院士。

探索物质的终极奥秘：一部关于粒子物理学革命的史诗 从古希腊哲学家对“原子”的猜想到二十世纪初电子的发现，人类对物质构成的好奇从未停歇。我们身处一个由原子组成的宏观世界，但隐藏在原子内部的微观世界，却充满了令人惊叹的规律与不可思议的粒子。这本书，将带领我们踏上一场波澜壮阔的科学探索之旅，揭示物质最深层的奥秘，追溯粒子物理学革命的辉煌历程，以及人类如何一步步“探微”到电子、质子、中子，直至更深层次的夸克与轻子，最终构建起我们对宇宙基本构成要素的认知。 本书并非泛泛而谈的科普读物，而是聚焦于粒子物理学这一前沿科学领域，以严谨的逻辑和生动的叙述，勾勒出科学家们如何通过不懈的实验与理论创新，层层剥开物质的神秘面纱。它将带我们回到那些奠基性的伟大发现时刻，重温那些改变人类世界观的科学思想。 第一章：微观世界的曙光——电子的发现与原子模型的演进 故事的开端，要从十九世纪末那个电磁学蓬勃发展的时代说起。电子，这个被认为是构成物质最基本单位的粒子，是如何被发现的？本书将详细介绍J.J.汤姆孙通过阴极射线管实验，巧妙地证明了电子的存在，以及他提出的“梅子布丁模型”，虽然这一模型很快被修正，但它标志着人类认识物质的第一个里程碑。 随后，卢瑟福的α粒子散射实验，如同在黑暗中点燃的火把，彻底颠覆了人们对原子结构的认知。他提出的原子核模型，将带正电的质子“锁定”在原子中心，而电子则在原子核外围运动。这一模型虽然解决了许多问题，但也随之带来了新的挑战：为什么围绕原子核运动的电子不会因为辐射能量而坠入原子核？ 第二章：量子革命的呼唤——普朗克、爱因斯坦与玻尔的突破 要回答原子结构的疑问，必须借助正在兴起的量子力学。本书将深入浅出地介绍普朗克提出的能量量子化概念，这是量子革命的奠基石。接着，爱因斯坦的光电效应解释，进一步证实了光的粒子性——光子，这为理解微观粒子的奇特性质提供了重要线索。 然而，真正将原子模型与量子理论相结合，并取得革命性突破的是尼尔斯·玻尔。他的原子模型，引入了电子的轨道量子化和能级跃迁的概念，成功解释了氢原子光谱的线状结构，也解决了电子坠入原子核的问题。玻尔的理论，虽然在一定程度上是对经典物理学的妥协，但其核心思想——量子化，成为了理解微观粒子行为的钥匙。 第三章：核的深处——质子、中子与核力的奥秘 原子模型越来越精细，但构成原子核的粒子又是什么？质子，作为带正电的原子核组成部分，其性质与电子的发现同样重要。而中子，这个不带电但具有重要质量的粒子，其发现过程同样充满了曲折与智慧。本书将讲述查德威克发现中子的故事，以及中子的存在如何帮助解释原子核的稳定性和同位素现象。 更令人着迷的是，原子核内部的粒子是如何结合在一起的？强大而神秘的核力，在原子核尺度上发挥着至关重要的作用，它克服了质子之间的静电斥力，将原子核紧密地束缚在一起。本书将探讨科学家们对核力的初步认识，以及其在原子能利用中的重要性。 第四章：粒子 zoo 的诞生——亚原子粒子的百花齐放 随着粒子探测技术的飞速发展，科学家们在宇宙射线和粒子加速器中发现了越来越多的“亚原子粒子”，一时之间，粒子物理学迎来了“粒子 zoo”的时代。质子、中子、电子，这些曾经被认为是基本粒子的概念，也逐渐被发现是由更小的粒子构成的。 本书将详细介绍介子、重子等粒子的发现，以及这些粒子之间复杂的相互作用。科学家们在整理这些海量数据时，面临着巨大的挑战，如何建立一个统一的框架来理解这些层出不穷的粒子？ 第五章：夸克模型的诞生——物质的终极积木？ 正是在“粒子 zoo”的混乱景象中，格尔曼等人提出了革命性的夸克模型。他们假定，质子、中子以及许多其他“复合粒子”，实际上是由更基本的粒子——夸克构成的。夸克有不同的“味”（flavors），如上夸克、下夸克、粲夸克、奇夸克、顶夸克、底夸克。 本书将深入剖析夸克模型的精妙之处。例如，质子由两个上夸克和一个下夸克组成，而中子则由一个上夸克和两个下夸克组成。这些看似简单的组合，却能完美解释大量已发现粒子的性质。同时，本书还将介绍胶子，作为传递强相互作用的粒子，它将夸克牢牢地束缚在一起，形成我们今天所知的强子。 第六章：标准模型的辉煌与挑战——粒子物理学的现代理论 夸克模型与轻子（如电子、中微子）以及传递相互作用的规范玻色子（如光子、W玻色子、Z玻色子、胶子），共同构成了粒子物理学最成功的理论——标准模型。本书将系统介绍标准模型的各个组成部分，以及它如何解释基本粒子及其相互作用。标准模型在描述电磁相互作用、弱相互作用和强相互作用方面取得了巨大的成功，并成功预言了许多粒子的存在，如W和Z玻色子，以及后来在大型强子对撞机上发现的希格斯玻色子。 然而，标准模型并非终极理论。本书也将坦诚地指出标准模型的局限性，例如它无法解释暗物质、暗能量，也无法统一引力，无法解释中微子质量等问题。这些未解之谜，正是驱动下一代粒子物理学研究的动力。 第七章：探测的边界——粒子加速器与探测器的发展 物理学的进步，离不开实验技术的支撑。本书将回顾粒子加速器和粒子探测器漫长而辉煌的发展历程。从最初的伦琴的X射线发现，到后来的范德格拉夫起电机、回旋加速器，再到如今的粒子对撞机，每一步技术的革新，都为科学家们提供了更强大的“显微镜”，让他们能够以前所未有的精度和能量，探测微观世界的细节。 同时，本书也将介绍各种先进的粒子探测器，它们如何捕捉到转瞬即逝的粒子踪迹，如何测量粒子的能量、动量和电荷，从而帮助科学家们重建粒子碰撞的场景，并推断出粒子的性质。 第八章：宇宙的演化与粒子物理学——从大爆炸到今天的世界 物质的基本构成要素，与宇宙的演化息息相关。本书将探讨粒子物理学如何解释宇宙大爆炸初期的极端环境，以及基本粒子的形成过程。从夸克-胶子等离子体，到质子和中子的形成，再到轻元素的核合成，粒子物理学为我们描绘了一幅壮丽的宇宙图景。 本书还将探讨粒子物理学在理解暗物质、暗能量等宇宙学难题中的作用，以及未来粒子物理学研究可能为我们揭示的宇宙终极命运。 第九章：未完的探索——未来粒子物理学的方向 尽管取得了辉煌成就，粒子物理学依然面临着诸多未解之谜。本书将展望未来的研究方向，例如：寻找超越标准模型的新粒子，如超对称粒子；探索更高能量的粒子加速器，以期发现新的基本相互作用；研究宇宙学中的观测现象，寻找新理论的证据；以及更深入地理解引力与量子力学的统一。 这本书，不仅是一部关于粒子物理学发现史的叙述，更是一部关于人类好奇心、智慧与毅力的赞歌。它展现了科学家们如何用严谨的科学方法，挑战人类认知的极限，一次又一次地“改变世界”，为我们揭示了物质最深处的奥秘。阅读本书，您将深刻体会到，我们所处的世界，是由无数微小而奇妙的粒子构成的，而对这些粒子的探索，仍在继续，永无止境。

评分☆☆☆☆☆

这本书的叙事节奏把握得相当到位，它没有那种让人昏昏欲睡的教科书式的沉闷，反而更像是一位知识渊博的导师在娓娓道来，娓娓道来中又时不时抛出令人拍案叫绝的洞见。我特别欣赏作者在处理历史发展脉络时的匠心独运。它是如何一步步从经典物理学的局限性，过渡到相对论和量子力学的诞生，再到标准模型的建立，整个过程清晰可见，脉络分明。这种“追本溯源”的写作手法，使得我们不仅理解了“是什么”，更理解了“为什么会是这样”。尤其是在讲述那些重大实验突破时，书中对实验设计和结果分析的描述，充满了张力，让人仿佛置身于那些历史性的瞬间，感受科学家们面对未知时的那种忐忑与欣喜。这种叙事策略，极大地增强了阅读的代入感和趣味性，让原本高冷的物理学变得触手可及，对非专业读者也展现出了极大的友好度，成功地架设了一座连接前沿科学与大众理解的桥梁。

评分☆☆☆☆☆

这部书给我带来了许多关于宇宙深层结构的全新视角，特别是它对物质基本构成的探讨，简直像是一场思想的探险。作者似乎非常擅长将那些极其抽象和复杂的物理概念，通过生动有趣的类比和清晰的逻辑链条呈现出来。我记得有一章专门讲解了量子场论的一些基础思想，起初我还有些望而却步，但读完之后，那种困惑感大大消退了。书中对各种基本粒子之间的相互作用力，比如强力、弱力、电磁力是如何在微观层面起作用的，描述得非常细致，让人不禁对我们周围的一切都产生了新的敬畏。它不仅仅是罗列公式和定律，更重要的是引导读者去思考这些规律背出的哲学意义和它们对整个物理学版图的影响。阅读过程中，我时常需要停下来，回味那些精妙的论述，仿佛真的能“看”到那些比原子核还小的世界正在发生着怎样波澜壮阔的‘戏剧’。对于任何对基础物理学抱有浓厚好奇心的读者来说，这本书无疑是一把绝佳的钥匙，能开启通往微观粒子世界的大门，让人在知识的海洋里畅游而不知返。

评分☆☆☆☆☆

这本书在构建理论体系的层次感方面做得尤为出色。它并没有试图一口气灌输所有知识点，而是采用了“洋葱式剥皮”的结构。从最宏观的物质构成概念入手，然后逐步深入到夸克、轻子、规范玻色子等更精细的层面。每一层次的展开都建立在前一层理解的基础上，使得知识的积累是一个自然而然、水到渠成的过程。这种循序渐进的教学法，极大地降低了学习的心理门槛。对于那些可能对物理学有一定基础，但希望系统性梳理和深化对粒子物理学理解的读者来说，这本书提供了近乎完美的学习路径。它不仅仅是知识的堆砌，更是一部精妙的思维导图，帮助读者在大脑中构建起一个逻辑严密、相互关联的物质世界模型，让人在合上书本之后，仍能清晰地把握住现代物理学对微观世界的完整描绘。

评分☆☆☆☆☆

从排版和细节设计上来说，这部作品体现出了极高的出版水准。插图和图表的质量非常高，它们不是那种可有可无的点缀，而是真正起到了解释和辅助理解核心概念的关键要素。清晰的示意图能够瞬间化解那些仅凭文字难以描述的空间关系或过程动态。此外，书中的术语处理也十分得体，对于那些专业名词，作者总能在首次出现时给出既精准又不失通俗的解释，确保了阅读的流畅性，避免了因生疏词汇而导致的阅读中断。这种对细节的打磨，显示了编者在确保科学严谨性的同时，对读者阅读体验的细致关怀。总而言之，这是一本拿在手里就让人感到愉悦，阅读过程顺畅且收获丰厚的实体书，完全配得上它所承载的深奥知识。

评分☆☆☆☆☆

真正让我感到震撼的是，这本书不仅涵盖了已知的微观粒子图景，还巧妙地引入了当前物理学前沿探索中尚未解决的重大问题。比如对暗物质和暗能量的探讨，虽然它们在书中的篇幅可能不是最多，但作者提出的那些富有洞察力的猜想和模型，极大地拓展了我的想象边界。它没有给出一个“标准答案”，而是鼓励读者以一种批判性的眼光去看待现有理论的局限性，激发了人们对未来科学突破的无限憧憬。这种对未知的坦诚和对探索精神的赞美，是许多科普读物所缺乏的深度。它让我意识到，科学的魅力不仅在于已证实的辉煌，更在于那片浩瀚无垠、等待被征服的未知领域。读完后，我感觉自己不再仅仅是一个知识的接收者，更像是一个参与到人类对宇宙终极奥秘的追问中的一员，心中充满了对那些不懈探索者的敬意。

评分☆☆☆☆☆

给儿子买点书，我估计是看不懂了

评分☆☆☆☆☆

还可以吧，当做科普读物看了

评分☆☆☆☆☆

热力学中最重要的内容，写的非常通俗易懂。

评分☆☆☆☆☆

经典之作，必读之作，必须赞一个

评分☆☆☆☆☆

写得很好的科普读物，粒子物理学起来太难，看看这书还是很有趣的。

评分☆☆☆☆☆

很不错的一本科普读物。

评分☆☆☆☆☆

此书很好，值得一读。印刷质量好。送货包装好，送货快，送货员服务质量好。

评分☆☆☆☆☆

发货挺快的，内容简介看起来不错

评分☆☆☆☆☆

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