國傢科技進步奬獲奬叢書·物理改變世界 物質探微：從電子到誇剋（修訂版） [From Electrons to Quarks] pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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陸埮，羅遼復 著

圖書標籤:

• 物理學
• 粒子物理
• 物質結構
• 科技進步奬
• 科普讀物
• 電子
• 誇剋
• 修訂版
• 基礎科學
• 現代物理
• 科學普及

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030477262

版次：1

商品編碼：11900767

包裝：平裝

叢書名： 物理改變世界

外文名稱：From Electrons to Quarks

開本：16開

齣版時間：2016-04-01

用紙：膠版紙

頁數：182

字數：161000

正文語種：中文

編輯推薦

適讀人群 ：高等院校師生、中學教師、科技工作者，以及科學愛好者。
20世紀以來，物理學的發展日新月異，對諸多學科産生瞭重要而深遠的影響，催生瞭一大批交叉學科，有力地推動瞭材料、能源、環境、信息等科學技術的進步，極大地改變瞭人類生産生活方式，改變瞭整個世界。

內容簡介

　　本書通俗地闡述瞭粒子物理的基本知識，詳細討論瞭主要常見粒子如電子、光子、質子、中子、反粒子、中微子、共振子等乃至比較特殊的J／ψ等粒子的發現，生動描述瞭宇稱不守恒、誇剋模型及認識逐步走嚮統一的探索故事，特彆是諾貝爾奬成果及其他重大發現或進展。還特彆重點闡述瞭誇剋在天文學和天體物理學上的應用，特彆是關於奇異誇剋星的探索和研究。
　　本書內容豐富，生動有趣．適閤高等院校師生、中學教師、科技工作者，以及科學愛好者閱讀。

內頁插圖

目錄

叢書修訂版前言
叢書序
再版前言
初版前言

第一章 建造物質大廈的磚石
分子·原子·粒子
人類發現的第一個基本粒子——電子
人類發現的第二個基本粒子——光子
又是波、又是粒子
放射性現象
原子模型
角動量也是量子化的
不相容原理
原子核是基本粒子嗎？
建造物質大廈的磚石

第二章 粒子物理學的降生
有負質量粒子嗎？
粒子世界的半邊天
β衰變的能量失竊案
中微子的歸案
理論預言瞭π介子
尋找π介子
神秘的μ子
π介子真的找到瞭
第二類中微子——vu≠ve
粒子物理學成為一門獨立的學科
世界上總共隻有四種力
粒子有四大類
粒子過程的形象化錶示——費曼圖

第三章 一批不速之客——奇異粒子
一批不速之客
不速之客的標記——奇異數
奇中奇——中性K介子

第四章 鏡子裏的世界
對稱與守恒
鏡像與宇稱
弱作用中宇稱守恒嗎？
吳健雄的實驗
空間真的左右不對稱嗎？
反粒子纔是粒子在鏡子裏的像？
左鏇中微子
CP仍有點不守恒
時間反演也有點不對稱
有磁荷嗎？
生命的左右不對稱性

第五章 短命粒子——共振子
這麼短的壽命怎麼測量？
最早觀測到的共振子
共振子的大量湧現
共振子的電磁衰變

第六章 到粒子內部去
強子結構的最初探索
阪田模型
八重態與十重態
粒子中的“冥王星”
誇剋——一個奇怪的名字
強子由誇剋組成
誇剋有“色”又有“味”
色是強作用的根源
從誇剋角度看粒子過程
再做“油滴”實驗
盧瑟福實驗的翻版
噴注——部分子的影子
通力閤作

第七章 J/ψ揭開瞭新的序幕
J/ψ的轟動
J/ψ究竟是什麼粒子？
兩類實驗
粲“原子”
帶粲數的強子
“美麗”和“真理”
“真理”終於被發現
輕子傢族也添瞭新成員
輕子和誇剋的三個世代

第八章 走嚮統一
統一理論的曆史迴顧
四種作用的比較
楊一米爾斯場
對稱性的自發破缺和質量起源
究竟有沒有傳遞弱作用的粒子？
弱矢量流守恒
奇異數守恒與奇異數不守恒弱作用的統一描述
中徵子質量與中微子振蕩
弱作用和電磁作用的統一
希格斯場與上帝粒子
強作用的漸近自由和誇剋禁閉
弱、電、強三者的大統一
粒子世界，知也無涯

第九章 天上的誇剋
巨大的“原子核”與巨大的“原子”
怎樣發現中子星？
存在誇剋物質組成的恒星嗎？
奇異物質的動力學性質
奇異星的自轉可以比中子星更快
一個錯誤的“發現”促進瞭奇異星物理的發展，
奇異星比中子星更密、更小？
中子星如何嚮奇異星轉變？
裸奇異星
帶殼的奇異星
奇異星與奇異矮星
奇異星的熱效應
相交與爆發過程
宇宙演化中的誇剋

後記

前言/序言

　　“物理改變世界”叢書由馮端、郝柏林、於淥、陸埮、章立源等著名物理學傢精心創作，2005年7月齣版後受到社會各界廣泛好評，並於2007年一舉榮獲國傢科學技術進步奬，幫助我社首次獲此殊榮。叢書還多次重印，在海內外産生瞭廣泛的影響，成為雙效益科普圖書的典範。
　　物理學是最重要的基礎科學，諸多物理學成就極大地豐富瞭人們對世界的認知，有力地推動瞭人類文明的進步和經濟社會的發展。叢書將物理學知識與曆史、藝術、思想及科學精神融會貫通，受到科技工作者和大眾讀者的高度評價，近年庫存不足後有不少讀者通過各種方式錶達瞭對再版的期待。
　　在各位作者的大力支持下，本次再版對部分內容進行瞭更新和修訂，叢書在內容和形式上都更加完善，也能傳承這些物理學大師博學厚德、嚴謹求真的精神，希望有越來越多的年輕人熱愛科學，努力用科學改變世界，創造人類更加美好的未來。
　　同時，我們也以此紀念和告慰已經離開我們的陸埮院士。

探索物質的終極奧秘：一部關於粒子物理學革命的史詩 從古希臘哲學傢對“原子”的猜想到二十世紀初電子的發現，人類對物質構成的好奇從未停歇。我們身處一個由原子組成的宏觀世界，但隱藏在原子內部的微觀世界，卻充滿瞭令人驚嘆的規律與不可思議的粒子。這本書，將帶領我們踏上一場波瀾壯闊的科學探索之旅，揭示物質最深層的奧秘，追溯粒子物理學革命的輝煌曆程，以及人類如何一步步“探微”到電子、質子、中子，直至更深層次的誇剋與輕子，最終構建起我們對宇宙基本構成要素的認知。 本書並非泛泛而談的科普讀物，而是聚焦於粒子物理學這一前沿科學領域，以嚴謹的邏輯和生動的敘述，勾勒齣科學傢們如何通過不懈的實驗與理論創新，層層剝開物質的神秘麵紗。它將帶我們迴到那些奠基性的偉大發現時刻，重溫那些改變人類世界觀的科學思想。 第一章：微觀世界的曙光——電子的發現與原子模型的演進 故事的開端，要從十九世紀末那個電磁學蓬勃發展的時代說起。電子，這個被認為是構成物質最基本單位的粒子，是如何被發現的？本書將詳細介紹J.J.湯姆孫通過陰極射綫管實驗，巧妙地證明瞭電子的存在，以及他提齣的“梅子布丁模型”，雖然這一模型很快被修正，但它標誌著人類認識物質的第一個裏程碑。 隨後，盧瑟福的α粒子散射實驗，如同在黑暗中點燃的火把，徹底顛覆瞭人們對原子結構的認知。他提齣的原子核模型，將帶正電的質子“鎖定”在原子中心，而電子則在原子核外圍運動。這一模型雖然解決瞭許多問題，但也隨之帶來瞭新的挑戰：為什麼圍繞原子核運動的電子不會因為輻射能量而墜入原子核？ 第二章：量子革命的呼喚——普朗剋、愛因斯坦與玻爾的突破 要迴答原子結構的疑問，必須藉助正在興起的量子力學。本書將深入淺齣地介紹普朗剋提齣的能量量子化概念，這是量子革命的奠基石。接著，愛因斯坦的光電效應解釋，進一步證實瞭光的粒子性——光子，這為理解微觀粒子的奇特性質提供瞭重要綫索。 然而，真正將原子模型與量子理論相結閤，並取得革命性突破的是尼爾斯·玻爾。他的原子模型，引入瞭電子的軌道量子化和能級躍遷的概念，成功解釋瞭氫原子光譜的綫狀結構，也解決瞭電子墜入原子核的問題。玻爾的理論，雖然在一定程度上是對經典物理學的妥協，但其核心思想——量子化，成為瞭理解微觀粒子行為的鑰匙。 第三章：核的深處——質子、中子與核力的奧秘 原子模型越來越精細，但構成原子核的粒子又是什麼？質子，作為帶正電的原子核組成部分，其性質與電子的發現同樣重要。而中子，這個不帶電但具有重要質量的粒子，其發現過程同樣充滿瞭麯摺與智慧。本書將講述查德威剋發現中子的故事，以及中子的存在如何幫助解釋原子核的穩定性和同位素現象。 更令人著迷的是，原子核內部的粒子是如何結閤在一起的？強大而神秘的核力，在原子核尺度上發揮著至關重要的作用，它剋服瞭質子之間的靜電斥力，將原子核緊密地束縛在一起。本書將探討科學傢們對核力的初步認識，以及其在原子能利用中的重要性。 第四章：粒子 zoo 的誕生——亞原子粒子的百花齊放 隨著粒子探測技術的飛速發展，科學傢們在宇宙射綫和粒子加速器中發現瞭越來越多的“亞原子粒子”，一時之間，粒子物理學迎來瞭“粒子 zoo”的時代。質子、中子、電子，這些曾經被認為是基本粒子的概念，也逐漸被發現是由更小的粒子構成的。 本書將詳細介紹介子、重子等粒子的發現，以及這些粒子之間復雜的相互作用。科學傢們在整理這些海量數據時，麵臨著巨大的挑戰，如何建立一個統一的框架來理解這些層齣不窮的粒子？ 第五章：誇剋模型的誕生——物質的終極積木？ 正是在“粒子 zoo”的混亂景象中，格爾曼等人提齣瞭革命性的誇剋模型。他們假定，質子、中子以及許多其他“復閤粒子”，實際上是由更基本的粒子——誇剋構成的。誇剋有不同的“味”（flavors），如上誇剋、下誇剋、粲誇剋、奇誇剋、頂誇剋、底誇剋。 本書將深入剖析誇剋模型的精妙之處。例如，質子由兩個上誇剋和一個下誇剋組成，而中子則由一個上誇剋和兩個下誇剋組成。這些看似簡單的組閤，卻能完美解釋大量已發現粒子的性質。同時，本書還將介紹膠子，作為傳遞強相互作用的粒子，它將誇剋牢牢地束縛在一起，形成我們今天所知的強子。 第六章：標準模型的輝煌與挑戰——粒子物理學的現代理論 誇剋模型與輕子（如電子、中微子）以及傳遞相互作用的規範玻色子（如光子、W玻色子、Z玻色子、膠子），共同構成瞭粒子物理學最成功的理論——標準模型。本書將係統介紹標準模型的各個組成部分，以及它如何解釋基本粒子及其相互作用。標準模型在描述電磁相互作用、弱相互作用和強相互作用方麵取得瞭巨大的成功，並成功預言瞭許多粒子的存在，如W和Z玻色子，以及後來在大型強子對撞機上發現的希格斯玻色子。 然而，標準模型並非終極理論。本書也將坦誠地指齣標準模型的局限性，例如它無法解釋暗物質、暗能量，也無法統一引力，無法解釋中微子質量等問題。這些未解之謎，正是驅動下一代粒子物理學研究的動力。 第七章：探測的邊界——粒子加速器與探測器的發展 物理學的進步，離不開實驗技術的支撐。本書將迴顧粒子加速器和粒子探測器漫長而輝煌的發展曆程。從最初的倫琴的X射綫發現，到後來的範德格拉夫起電機、迴鏇加速器，再到如今的粒子對撞機，每一步技術的革新，都為科學傢們提供瞭更強大的“顯微鏡”，讓他們能夠以前所未有的精度和能量，探測微觀世界的細節。 同時，本書也將介紹各種先進的粒子探測器，它們如何捕捉到轉瞬即逝的粒子蹤跡，如何測量粒子的能量、動量和電荷，從而幫助科學傢們重建粒子碰撞的場景，並推斷齣粒子的性質。 第八章：宇宙的演化與粒子物理學——從大爆炸到今天的世界 物質的基本構成要素，與宇宙的演化息息相關。本書將探討粒子物理學如何解釋宇宙大爆炸初期的極端環境，以及基本粒子的形成過程。從誇剋-膠子等離子體，到質子和中子的形成，再到輕元素的核閤成，粒子物理學為我們描繪瞭一幅壯麗的宇宙圖景。 本書還將探討粒子物理學在理解暗物質、暗能量等宇宙學難題中的作用，以及未來粒子物理學研究可能為我們揭示的宇宙終極命運。 第九章：未完的探索——未來粒子物理學的方嚮 盡管取得瞭輝煌成就，粒子物理學依然麵臨著諸多未解之謎。本書將展望未來的研究方嚮，例如：尋找超越標準模型的新粒子，如超對稱粒子；探索更高能量的粒子加速器，以期發現新的基本相互作用；研究宇宙學中的觀測現象，尋找新理論的證據；以及更深入地理解引力與量子力學的統一。 這本書，不僅是一部關於粒子物理學發現史的敘述，更是一部關於人類好奇心、智慧與毅力的贊歌。它展現瞭科學傢們如何用嚴謹的科學方法，挑戰人類認知的極限，一次又一次地“改變世界”，為我們揭示瞭物質最深處的奧秘。閱讀本書，您將深刻體會到，我們所處的世界，是由無數微小而奇妙的粒子構成的，而對這些粒子的探索，仍在繼續，永無止境。

評分☆☆☆☆☆

從排版和細節設計上來說，這部作品體現齣瞭極高的齣版水準。插圖和圖錶的質量非常高，它們不是那種可有可無的點綴，而是真正起到瞭解釋和輔助理解核心概念的關鍵要素。清晰的示意圖能夠瞬間化解那些僅憑文字難以描述的空間關係或過程動態。此外，書中的術語處理也十分得體，對於那些專業名詞，作者總能在首次齣現時給齣既精準又不失通俗的解釋，確保瞭閱讀的流暢性，避免瞭因生疏詞匯而導緻的閱讀中斷。這種對細節的打磨，顯示瞭編者在確保科學嚴謹性的同時，對讀者閱讀體驗的細緻關懷。總而言之，這是一本拿在手裏就讓人感到愉悅，閱讀過程順暢且收獲豐厚的實體書，完全配得上它所承載的深奧知識。

評分☆☆☆☆☆

真正讓我感到震撼的是，這本書不僅涵蓋瞭已知的微觀粒子圖景，還巧妙地引入瞭當前物理學前沿探索中尚未解決的重大問題。比如對暗物質和暗能量的探討，雖然它們在書中的篇幅可能不是最多，但作者提齣的那些富有洞察力的猜想和模型，極大地拓展瞭我的想象邊界。它沒有給齣一個“標準答案”，而是鼓勵讀者以一種批判性的眼光去看待現有理論的局限性，激發瞭人們對未來科學突破的無限憧憬。這種對未知的坦誠和對探索精神的贊美，是許多科普讀物所缺乏的深度。它讓我意識到，科學的魅力不僅在於已證實的輝煌，更在於那片浩瀚無垠、等待被徵服的未知領域。讀完後，我感覺自己不再僅僅是一個知識的接收者，更像是一個參與到人類對宇宙終極奧秘的追問中的一員，心中充滿瞭對那些不懈探索者的敬意。

評分☆☆☆☆☆

這本書的敘事節奏把握得相當到位，它沒有那種讓人昏昏欲睡的教科書式的沉悶，反而更像是一位知識淵博的導師在娓娓道來，娓娓道來中又時不時拋齣令人拍案叫絕的洞見。我特彆欣賞作者在處理曆史發展脈絡時的匠心獨運。它是如何一步步從經典物理學的局限性，過渡到相對論和量子力學的誕生，再到標準模型的建立，整個過程清晰可見，脈絡分明。這種“追本溯源”的寫作手法，使得我們不僅理解瞭“是什麼”，更理解瞭“為什麼會是這樣”。尤其是在講述那些重大實驗突破時，書中對實驗設計和結果分析的描述，充滿瞭張力，讓人仿佛置身於那些曆史性的瞬間，感受科學傢們麵對未知時的那種忐忑與欣喜。這種敘事策略，極大地增強瞭閱讀的代入感和趣味性，讓原本高冷的物理學變得觸手可及，對非專業讀者也展現齣瞭極大的友好度，成功地架設瞭一座連接前沿科學與大眾理解的橋梁。

評分☆☆☆☆☆

這部書給我帶來瞭許多關於宇宙深層結構的全新視角，特彆是它對物質基本構成的探討，簡直像是一場思想的探險。作者似乎非常擅長將那些極其抽象和復雜的物理概念，通過生動有趣的類比和清晰的邏輯鏈條呈現齣來。我記得有一章專門講解瞭量子場論的一些基礎思想，起初我還有些望而卻步，但讀完之後，那種睏惑感大大消退瞭。書中對各種基本粒子之間的相互作用力，比如強力、弱力、電磁力是如何在微觀層麵起作用的，描述得非常細緻，讓人不禁對我們周圍的一切都産生瞭新的敬畏。它不僅僅是羅列公式和定律，更重要的是引導讀者去思考這些規律背齣的哲學意義和它們對整個物理學版圖的影響。閱讀過程中，我時常需要停下來，迴味那些精妙的論述，仿佛真的能“看”到那些比原子核還小的世界正在發生著怎樣波瀾壯闊的‘戲劇’。對於任何對基礎物理學抱有濃厚好奇心的讀者來說，這本書無疑是一把絕佳的鑰匙，能開啓通往微觀粒子世界的大門，讓人在知識的海洋裏暢遊而不知返。

評分☆☆☆☆☆

這本書在構建理論體係的層次感方麵做得尤為齣色。它並沒有試圖一口氣灌輸所有知識點，而是采用瞭“洋蔥式剝皮”的結構。從最宏觀的物質構成概念入手，然後逐步深入到誇剋、輕子、規範玻色子等更精細的層麵。每一層次的展開都建立在前一層理解的基礎上，使得知識的積纍是一個自然而然、水到渠成的過程。這種循序漸進的教學法，極大地降低瞭學習的心理門檻。對於那些可能對物理學有一定基礎，但希望係統性梳理和深化對粒子物理學理解的讀者來說，這本書提供瞭近乎完美的學習路徑。它不僅僅是知識的堆砌，更是一部精妙的思維導圖，幫助讀者在大腦中構建起一個邏輯嚴密、相互關聯的物質世界模型，讓人在閤上書本之後，仍能清晰地把握住現代物理學對微觀世界的完整描繪。

評分☆☆☆☆☆

很好的科普圖書，一次買瞭很多，先囤著，慢慢看。

評分☆☆☆☆☆

印刷質量不錯，圖文並茂

評分☆☆☆☆☆

這不是科普書！這不是科普書！！這不是科普書！！！作者的確很專業，專業到已經不習慣用語言來描述問題，滿篇都是用符號和公式來描述的，內容講的怎麼樣我不好說，因為我根本看不懂，我還是去看第一推動係列的低端科普書吧。

評分☆☆☆☆☆

這是這個係列裏寫的最糟糕的一本。

評分☆☆☆☆☆

好書，直至不錯，贊美

評分☆☆☆☆☆

一如既往的快速

評分☆☆☆☆☆

好好好好好好好好好好好好好好好好好好

評分☆☆☆☆☆

新版好像也沒修訂什麼

評分☆☆☆☆☆

正版通俗易懂印刷精美講解清晰有趣