物质探微

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出版者:科学出版社
作者:陆埮
出品人:
页数:213
译者:
出版时间:2005-7
价格:26.00元
装帧:平装
isbn号码:9787030155504
丛书系列:物理改变世界
图书标签:
  • 科普
  • 物理
  • 粒子物理
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具体描述

粒子物理的基本知识,从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/y等粒子的发现,作了比较详细的讨论。对宇称不守恒、夸克模型以及认识逐步走向统一的探索故事,作了深入浅出和比较生动的描述。对于一些比较重要的发现或进展,特别是获得诺贝尔奖的项目,大多作了着力的说明。对于一些基本的数据,也大多作了更新。而且,还专门用一章的篇幅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。

物理世界:从宏观到微观的寻踪之旅 我们生活的世界,由无数物质构成,从浩瀚的星辰大海,到身边的一草一木,再到我们自身的肌体,无一不蕴含着物质的奥秘。然而,这些物质的本质究竟是什么?它们是如何构成这一切的?又遵循着怎样的规律?《物理世界》一书,正是为了探寻这些最 fundamental 的问题而诞生的。它并非一本简单的科普读物,也不是艰涩的理论教科书,而是一次沉浸式的、跨越时空的物理探索之旅,带领读者从熟悉的宏观现象出发,层层剥离,直至触及物质最深层的微观肌理。 本书的开篇,并非直接抛出抽象的理论,而是从我们最直观的日常经验入手。作者以充满诗意的笔触,描绘了宇宙的宏大壮阔,星系的旋转,恒星的诞生与死亡,以及行星的运行轨迹。我们所见的闪电,感受到的微风,品尝到的甘甜,触摸到的坚硬,这一切的感官体验,背后都隐藏着深刻的物理原理。本书将引导读者重新审视这些看似寻常的现象,挖掘其背后蕴含的力学、热学、光学等基本物理概念。例如,在探讨“运动”时,我们将从牛顿的惯性定律出发,理解物体为何会保持静止或匀速直线运动,又为何会改变运动状态。从苹果落地到行星绕日,引力的作用将不再是神秘莫测,而是遵循着一个精确的数学模型。我们将看到,力的概念是如何贯穿于物质世界的各个角落,从最微小的粒子相互作用,到宇宙大尺度的结构形成。 接着,本书的视角将逐渐收缩,从宏观世界的广袤走向物质结构更为精细的层面。我们熟悉的固体、液体、气体,它们的性质为何如此迥异?是什么使得水能够流动,而石头却纹丝不动?作者将带领我们进入“物质相态”的奇妙世界,探讨分子间的相互作用力,以及温度和压强如何影响物质的聚集状态。我们将理解,冰之所以融化成水,水之所以蒸发成汽,并非魔法,而是能量的传递和分子运动的剧烈程度发生了变化。热学将不再是关于“热”的模糊概念,而是关于能量的传递、转化以及熵的增长。从烧水煮饭到发动机的运转,热力学定律将揭示能量在物质世界中的种种表现形式和行为准则。 本书的精彩之处在于,它并非止步于经典物理的范畴,而是大胆地将读者引向了更为前沿的微观世界。当我们将物质不断地缩小,当我们试图去探究构成物质的最基本单元时,一系列令人惊叹的现象便展现在我们眼前。原子,这个曾经被认为是不可再分的粒子,在本书中将以其复杂的内部结构示人。电子的轨道运动,原子核的构成,以及原子之间的化学键,都将以清晰易懂的方式进行阐释。我们将理解,正是这些微观粒子的组合与相互作用,决定了我们所能触摸到的宏观物质的性质。 然而,微观世界的奥秘远不止于此。量子力学,这个颠覆了经典物理直觉的理论,将是本书浓墨重彩描绘的部分。波粒二象性、不确定性原理、量子叠加和量子纠缠,这些看似抽象的概念,在作者的笔下将变得生动有趣。我们将认识到,微观粒子并非我们想象中的微小弹珠,它们可以同时存在于多种状态,它们的运动轨迹也无法被精确预测。我们将看到,量子世界的神奇之处,如何解释了原子光谱的奥秘,如何驱动了激光的诞生,以及如何孕育了现代电子技术的蓬勃发展。从半导体的运行原理,到核能的巨大能量,量子世界的力量将以前所未有的方式展现在读者面前。 更进一步,《物理世界》将继续深入探索物质的构成。在原子核的尺度下,我们将认识到质子、中子的存在,以及它们之间强大的核力。当我们将目光投向更为微小的粒子时,标准模型中的各种基本粒子,如夸克、轻子、玻色子等,将一一亮相。我们将理解,这些看似渺小的基本粒子,如何构成了我们所知的一切物质,而它们之间的相互作用,又遵循着怎样的基本力。本书将以严谨的态度,但又以通俗易懂的语言,介绍粒子物理学的基本概念,让我们得以窥见宇宙最底层运作的机制。 除了对物质基本构成的探索,本书还将触及物质的各种奇特状态和现象。超导现象,电阻为零的神奇特性,将引领我们思考物质在极端条件下的行为。黑洞,这个引力强大的宇宙天体,以及其内部的奇异时空,将带领我们进入广义相对论的领域。宇宙的起源,大爆炸理论的证据,以及暗物质、暗能量这些神秘的存在,都将成为本书探讨的议题。我们将看到,物理学是如何试图解释宇宙的过去、现在和未来,是如何勾勒出宇宙演化的宏大图景。 《物理世界》并非旨在让读者成为物理学家,而是希望通过这次深入的探索,能够激发读者对科学的好奇心,培养科学的思维方式,并对我们所处的宇宙有一个更为深刻的理解。本书将强调物理学作为一门实验科学的本质,通过介绍重要的物理实验,让读者了解科学发现是如何一步步进行的。从伽利略的斜面实验,到卢瑟福的α粒子散射实验,再到对希格斯玻色子的发现,这些经典的实验都将成为串联起本书知识体系的重要节点。 在阅读的过程中,读者会发现,物理学并非一堆冰冷的公式和抽象的定理,而是一门与我们的生活息息相关的学科。从智能手机的芯片,到医疗领域的核磁共振,再到能源领域的核电站,现代科技的进步无一不依赖于对物理学的深刻理解。本书将适时地将物理理论与实际应用联系起来,让读者体会到科学的魅力和其对人类社会发展的巨大贡献。 本书最大的特色在于其叙事的流畅性和逻辑的严谨性。作者并非简单地罗列知识点,而是通过层层递进的叙述,将复杂的物理概念编织成一个引人入胜的故事。每一次理论的引入,都建立在之前所介绍的概念之上,确保了知识的连贯性和易理解性。同时,作者也毫不回避科学中的争议和未解之谜,鼓励读者独立思考,并对科学的未来发展保持开放的态度。 《物理世界》是一本写给所有对宇宙充满好奇的人的书。它将带领你穿越时空的界限,深入物质的肌理,感受科学的壮丽。它是一次智慧的启迪,一场思想的盛宴,让你在理解物理世界的同时,也更加理解我们自身的存在。翻开此书,你将踏上一段前所未有的探索之旅,而这段旅程,必将让你对这个奇妙的世界,产生全新的认识。

作者简介

陆埮,1932年生于江苏,1957年北京大学物理系本科毕业。1978年调入南京大学天文学系工作。连续当选为第五、六、七届全国人大代表。他在粒子物理、理论物理、天体物理等研究领域成果卓著,至今已在国内外学术刊物上发表论文230余篇,在国际上被他人引用约350篇次。八十年代开始带领研究生,特别是博士生,建立了一个研究小组,研究高能天体物理。1984年,首次研究奇异物质和奇异星的动力学行为,提示其极高的体粘滞性。1994年,首次提出脉冲星辐射的”代参数”概念。1997年国际上刚发现伽玛暴的余辉不久,就研究了余辉物理的一些基本问题:提出了既适用于极端相对论,又适用于非相对论的余辉动力学演化的统一模型;揭示了一些伽玛暴的星风环境和致密环境,有力地支持了伽玛暴起源于大质量恒星塌缩的观点;研究了喷流状态下的伽玛暴余辉的光变规律,指出其光变曲线的变陡拐折不发生于火球膨胀的极端相对论时期、而应发生于转向非相对论时期;并对伽玛暴提出了可以避免”重子污染”的能源机制等。同时,他为国家培养了一批杰出人才,由他带领的科研队伍在国际上已有相当高的显示度,并在国内获两项教育部1等奖。

目录信息

序言
前言
第一章 建造物质大厦的砖石1
分子·原子·粒子1
人类发现的第一个基本粒子——电子3
人类发现的第二个基本粒子——光子7
又是波、又是粒子11
放射性现象13
原子模型14
角动量也是量子化的20
不相容原理22
原子核是基本粒子吗?23
建造物质大厦的砖石27
第二章 粒子物理学的降生30
有负质量粒子吗?30
粒子世界的半边天32
β衰变的能量失窃案38
中微子的归案41
理论预言了π介子45
寻找π介子47
神秘的μ子47
π介子真的找到了51
第二类中微子——νμ=\νe54
粒子物理学成为一门独立的学科55
世界上总共只有四种力56
粒子有四大类58
粒子过程的形象化表示——费曼图60
第三章 一批不速之客——奇异粒子63
一批不速之客63
不速之客的标记——奇异数65
奇中奇——中性K介子70
第四章 镜子里的世界74
对称与守恒74
镜像与宇称78
弱作用中宇称守恒吗?82
吴健雄的实验84
空间真的左右不对称吗?87
反粒子才是粒子在镜子里的像?89
左旋中微子92
CP仍有点不守恒94
时间反演也有点不对称95
有磁荷吗?96
第五章 短命粒子——共振子98
这么短的寿命怎么测量?98
最早观测到的共振子99
共振子的大量涌现101
共振子的电磁衰变105
第六章 到粒子内部去108
强子结构的最初探索108
坂田模型109
八重态与十重态110
粒子中的“冥王星”112
夸克——一个奇怪的名字117
强子由夸克组成120
夸克有“色”又有“味”124
色是强作用的根源125
从夸克角度看粒子过程127
再做“油滴”实验130
卢瑟福实验的翻版131
喷注——部分子的影子134
通力合作135
第七章 J/ψ揭开了新的序幕138
J//ψ的轰动13
J//ψ究竟是什么粒子?142
两类实验146
粲“原子”148
带粲数的强子149
“美丽”和“真理”153
“真理”终于被发现154
轻子家族也添了新成员156
轻子和夸克的三个世代158
第八章 走向统一160
统一理论的历史回顾160
四种作用的比较161
杨-米尔斯场与希格斯场163
究竟有没有传递弱作用的粒子?164
弱矢量流守恒165
奇异数守恒与奇异数不守恒弱作用的统一描述168
中微子质量与中微子振荡169
弱作用和电磁作用的统一171
渐近自由175
弱、电、强三者的大统一177
粒子世界的未知海洋还在前面182
第九章 天上的夸克184
巨大的“原子核”与巨大的“原子”184
怎样发现中子星?18
存在夸克物质组成的恒星吗?190
奇异物质的动力学性质192
奇异星的自转可以比中子星更快193
一个错误的“发现”促进了奇异星物理的发展194
奇异星比中子星更密、更小?195
中子星如何向奇异星转变?198
裸奇异星199
带壳的奇异星200
奇异星与奇异矮星202
奇异星的热效应203
相变与爆发过程203
宇宙演化中的夸克206
后记
· · · · · · (收起)

读后感

评分

应该说,这是一本好书。从物理学史的角度,大致按照时间的顺序,娓娓道来,清楚地交代了粒子物理学史上的各个大事件。高中或者大学普通物理的教科书,对于粒子物理的内容,要么不讲,要么只做一些简单的交代,把结论扔给读者。这本书提供了更多的信息,介绍了每个重要模型、概...  

评分

不理解,想琢磨清楚。 为什么一个定向自转体可以违反引力运动,有些反常识。 磁力与电子又有怎么样的微观统一行为??? 我想,一种自旋动量在宏观可以影响引力的话,是不是未来的宇宙旅行,飞船在经过高质量的星球也要使得飞船内部结构形成这种自旋,从而产生对抗引力的力。 ...

评分

应该说,这是一本好书。从物理学史的角度,大致按照时间的顺序,娓娓道来,清楚地交代了粒子物理学史上的各个大事件。高中或者大学普通物理的教科书,对于粒子物理的内容,要么不讲,要么只做一些简单的交代,把结论扔给读者。这本书提供了更多的信息,介绍了每个重要模型、概...  

评分

不理解,想琢磨清楚。 为什么一个定向自转体可以违反引力运动,有些反常识。 磁力与电子又有怎么样的微观统一行为??? 我想,一种自旋动量在宏观可以影响引力的话,是不是未来的宇宙旅行,飞船在经过高质量的星球也要使得飞船内部结构形成这种自旋,从而产生对抗引力的力。 ...

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不理解,想琢磨清楚。 为什么一个定向自转体可以违反引力运动,有些反常识。 磁力与电子又有怎么样的微观统一行为??? 我想,一种自旋动量在宏观可以影响引力的话,是不是未来的宇宙旅行,飞船在经过高质量的星球也要使得飞船内部结构形成这种自旋,从而产生对抗引力的力。 ...

用户评价

评分

坦白说,我以前对“深入本质”这类书籍抱有怀疑态度,认为它们多半会虎头蛇尾。然而,《物质探微》给了我一个惊喜。它的叙事结构极其严谨,如同构建一座精密的仪器,每一个章节都是一个不可或缺的零件。作者在解释凝聚态物理中的拓扑绝缘体时,所用的图形化语言和动态演示的描述(虽然是在纸面上,但想象力足够引导),使得原本抽象的数学概念变得可触摸、可感知。这本书的专业性毋庸置疑,但其高明之处在于,它始终保持着一种对读者的尊重,即不以牺牲清晰度为代价去炫耀学识。它更像是一位经验老到的导师,耐心地引导你穿越迷雾,而不是扔给你一张地图然后让你自生自灭。对于有一定基础的读者而言,书中关于信息论与物质结构之间联系的探讨,更是提供了全新的研究视角,拓宽了思考的边界。这本书绝对值得在书架上占据一个显眼的位置,时不时地翻阅,总能汲取新的灵感。

评分

这本《物质探微》读起来真是一种知识的洗礼。它不像某些科普读物那样堆砌晦涩的术语,而是以一种非常亲和的方式,将那些平日里看似遥不可及的微观世界展现得淋漓尽致。我尤其欣赏作者在阐述量子纠缠现象时所采取的类比手法,那种将复杂理论融入日常场景的叙述方式,让即便是物理学背景薄弱的读者也能迅速捕捉到核心概念的精妙之处。书中对粒子物理学前沿探索的描绘,更是充满了画面感,仿佛我正身处大型强子对撞机(LHC)的控制室,亲眼目睹新粒子的诞生与湮灭。作者对实验细节的把握极为精准,例如对探测器工作原理的描述,既有深度又不失趣味性,使得整个阅读过程充满了探索的兴奋感。它成功地架起了一座从宏观日常到微观本源的桥梁,让人在合卷之后,看世界万物都多了一层更深邃的理解,不再仅仅是表象的堆砌。这本书的价值在于,它不仅仅是知识的传递,更是一种思维方式的启发,引导我们去质疑我们“看到”的现实的本质。

评分

我通常对这类标题宏大的书籍持谨慎态度,因为很多都名不副实,但《物质探微》在处理“微”与“宏”的辩证关系上做得非常到位。它没有停留在对基本粒子尺寸的简单描述上,而是花了大量篇幅探讨微观规律如何决定了我们宏观世界的形态和法则。例如,它对布朗运动的经典描述,如何巧妙地过渡到对气体动理论的建立,这一段的逻辑推演流畅且极富洞察力。作者在行文间偶尔流露出的对科学史的感慨,也为全书增添了一种历史的厚重感。书中对于“测量”在量子力学中的核心地位的讨论,是全书最具思辨性的部分之一,它迫使读者反思我们认知世界的方式本身是否也受限于物质的基本属性。总而言之,这是一本需要慢读、细品的书,每一页都像是一个微缩的宇宙,需要我们调动全部的智识和想象力去细细品味。它提升的不仅仅是知识水平,更是对存在本身的敬畏。

评分

初翻开这本书时,我本以为会陷入枯燥的公式推导和理论辩驳之中,但《物质探微》却以一种近乎散文诗的笔触,勾勒出了物质构成的壮丽史诗。作者对材料科学中晶格结构和缺陷的研究部分,展现了极高的美学素养。他描述原子排列的疏密有致,如同精雕细琢的微缩建筑群,而那些微小的位错和空位,则被赋予了改变物质宏观特性的“命运”。这种将科学的严谨性与人文的细腻情感相结合的写作风格,着实令人耳目一新。阅读过程中,我多次停下来,反复咀嚼那些关于“对称性破缺”的段落。作者没有简单地罗列定理,而是通过引入历史背景和哲学思考,让这些深奥的物理概念具有了生命力。全书的节奏控制得非常出色,它时而如涓涓细流,娓娓道来基础知识;时而如奔腾的江河,将读者带入高能物理的最新战场。对于想深入了解物质本质却又害怕被纯粹的学术语言劝退的读者来说,这本书无疑是最佳的引路人。

评分

这本关于物质探究的书,其最大的亮点或许在于其跨学科的广度与深度兼具的视野。它不仅仅局限于传统的固体物理或粒子物理范畴,而是巧妙地穿插了化学键的演变、生命起源中分子的作用,乃至宇宙学中暗物质的猜想。我特别欣赏作者在讨论超导现象时,引用了大量的历史轶事,比如卡末林·昂内斯最初发现低温对电阻影响时的那种惊奇和反复验证,这使得科学发现的过程不再是教科书上冰冷的结论,而是充满了人性挣扎与偶然性的真实探索。书中对“涌现现象”(Emergence)的论述尤为深刻,解释了为什么简单的基本粒子组合起来,会产生出远超其个体属性的复杂行为,比如意识和生命。这种宏大叙事的构建能力,让读者得以从一个全新的维度审视“存在”的意义。读完后,我感觉自己对周围环境的感知都变得敏锐了许多,仿佛能透过事物的表皮,窥见其内部错综复杂的相互作用网络。

评分

很遗憾这本书去年没有修订,其实Higgs粒子不该只是在Yang-Mills规范场下的一个小节,而应该更大规模的写一下。但是综合考虑这本书的成书时间,这本书还是绝对的经典,现在的中国学术环境很难有人能有这样的心情静下心来写这样好的科普作品了。

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一般

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配合核物理概论课看

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可能是为了让没物理基础的人了解于是浅显易懂更侧重追溯,没啥用

评分

这书能写得更差一些么

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