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物质的秘密:藏在微观粒子里的神奇世界


物质的秘密:藏在微观粒子里的神奇世界

作  者:[法]埃蒂安·克莱恩

译  者:龚蕾 郭彦良

出 版 社:广西师范大学出版社

出版时间:2018年06月

定  价:39.00

I S B N :9787559807953

所属分类: 大众新知(科普)  >  科普读物  >  百科知识    

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TOP内容简介

    原子遵循哪些定律?为什么电子只能有某些特殊能量?辐射从哪里来?真空中充满了什么?暗物质是由什么组成的?

    本书通过一连串由浅入深的问题,追溯了(从古希腊罗马时期至今)人们探索基本物质的历史。从微观粒子的角度出发,作者指引我们重新认识无处不在的辐射和神秘的四种基本作用力,同时以丰富的比喻帮助我们理解粒子物理学当前正在探索的问题。

 

TOP作者简介

    埃蒂安·克莱恩(étienne Klein),法国物理学家、科学哲学家、科普作家。毕业于巴黎中央理工学院,拥有理论物理硕士(DEA)、科学哲学博士学位以及研究指导资格(HDR)。他目前担任法国原子能与替代能委员会(CEA)研究主任以及法国材料科学研究实验室(LARSIM)负责人,曾参与欧洲核子研究委员会(CERN)大型强子对撞机的设计。科研之外,他还在法国公共电台France Culture上开设每周科普专栏,已出版《物质的秘密》(即本书)《宇宙起源演讲录》(Discours sur l'origine de l'univers)和《量子世界之旅》(Petit voyage dans le monde des quanta)等多种科普作品。

TOP目录

引言

1 原子:从概念到发现

原子的概念是什么时候出现的?/人们在什么时候、以怎样的方式发现了原子?/原子就如樱桃,有一个核:它们不是不可分割的!/原子有多大?/原子与经典物理学定律的对抗/原子遵循哪些定律?玻尔模型及其局限/为什么电子只能有某些特殊能量?/我们能画出原子吗?/人们能“看到”原子吗?

2 放射性

放射性是如何被发现的?/放射性到底是什么?/辐射从哪里来?/放射性如何在时间中演变?/在自然中有没有与人类活动无关的放射性?/人工放射性与天然放射性有区别吗?/铀235的裂变/核反应堆和原子弹

3 自然的力

宇宙最基本的力有哪些?/四大基本力的性质在本质上不同还是可以统一?

4 基本粒子

轻子是什么?/夸克是什么?/粒子如何向我们揭示原初宇宙?/真空中充满了什么?/希格斯玻色子

5 粒子物理的一些开放性问题

自然是“超对称的”吗?/中微子也是反中微子吗?/反物质是如何消失的?/暗物质是由什么组成的?/是什么加速了宇宙膨胀?/对“超弦”理论我们应该抱有怎样的期待?

结语:令人深思的物质

术语汇编

补充阅读

译名对照表

 

 

TOP书摘

3 自然的力

    不是所有人都有幸用自己的语言说出别种语言的思想。

    ——雅克·拉康

    无论是水果落在地上还是太阳散发出光芒,无论是我们自己,桌子的平衡站立还是灯丝发出光亮,抑或是涂湿的邮票紧紧粘住信封,它们的运动状态都是自然界里各种各样的力角逐之后的结果。

    根据经典物理学,如果一个粒子作用在另一个粒子上,那是因为第一个粒子所产生的场会在空间中传播,该场再作用于另一个粒子。但是考虑到量子物理学,就不得不重新审视这个概念。在量子物理学的框架下,如果两个粒子间有相互作用,那一定在这个过程中交换了某些东西,而这东西便是相互作用的特征粒子。换句话说,只有通过第三个粒子的交换才能使两个粒子之间进行相互作用,这在学术上被称为相互作用的“规范玻色子”。

    打一个比方来帮助我们更好地理解。想象湖上有两只船,船上所有人都没有能指挥和调整船运行的工具(没有长桨,没有短桨也没有撑杆)。假设两条船都朝着对方行使,按这个态势发展两条船看上去是一定会撞到一起的。真的是不可避免么?也不完全是。因为如果其中一个船员有比较沉的东西,比如球,就可以朝着另一条船的乘客使劲扔过去,这样一直扔下去,两条小船便会一点点偏离开。通过这种空间中的媒介,连续的投掷重球会形成一个排斥力进而改变小船的行进轨迹。

    尽管这是一个不够准确还需推敲的例子,但是它确实让我们知道一件重要的事情:就好像沉重的球只能在短距离内来回投掷,粒子相互作用的范围也将随着其介导粒子(即规范玻色子)的质量升高而缩短。

    换句话说,如果规范玻色子的质量很大,那么除非两个粒子离得非常近,否则它们之间不会发生物质交换,即不会有相互作用。基于以上思考所得出的一些性质,可以用量子物理学中完全严格的方式来表示。

TOP 其它信息

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