Matter, Anti-matter and Dark Matter pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

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出版者:World Scientific Pub Co Inc

作者:International Workshop on Matter, Anti-Matter and Dark Matter (2nd

出品人:

頁數:252

译者:

出版時間:

價格:89

裝幀:HRD

isbn號碼:9789812381187

叢書系列:

圖書標籤:

• 【教材】
• Astro
• 物理學
• 宇宙學
• 物質
• 反物質
• 暗物質
• 粒子物理
• 天體物理
• 現代物理
• 科學
• 宇宙

《物質、反物質與暗物質：宇宙未解之謎的探索》 序言：叩問宇宙的深邃 自古以來，人類便仰望星空，試圖理解我們身處其中的宇宙。從古希臘哲學傢們樸素的物質觀，到現代物理學傢們對基本粒子和宇宙結構的精密描繪，我們對宇宙的認識一直在不斷深化。然而，隨著認知的拓展，我們遇到的卻是更深邃的謎團。我們賴以生存的物質，它的構成是否完整？與物質形影不離的反物質，它又去瞭何方？而籠罩在宇宙深處，影響著星係運動，卻又難以捉摸的暗物質，它究竟是什麼？《物質、反物質與暗物質：宇宙未解之謎的探索》將帶領您踏上一段激動人心的旅程，深入探尋這些 fundamental 的宇宙奧秘。這本書並非教科書，它以一種引人入勝、深入淺齣的方式，將前沿的科學理論、實驗觀測以及理論猜想娓娓道來，旨在讓每一位對宇宙充滿好奇的讀者，都能初步領略現代物理學在解開宇宙終極問題上的最新進展與挑戰。 第一章：我們所知的物質——粒子世界的奇妙圖景 我們日常所見的萬物，從微小的塵埃到浩瀚的星辰，都由物質構成。但物質的本質是什麼？本書將從構成物質的最基本單元——基本粒子齣發，為您描繪一幅精彩紛呈的粒子世界圖景。我們將介紹粒子物理學的“標準模型”，這個被譽為“二十世紀物理學最偉大的成就之一”的理論框架，它精確地描述瞭誇剋、輕子（如電子和中微子）、玻色子（如光子和希格斯玻色子）等基本粒子的性質及其相互作用。您將瞭解到，質子和中子並非基本粒子，而是由更小的誇剋組成的。電子雖然是基本粒子，但它的質量和電荷卻有著精密的數值。光子作為傳遞電磁力的媒介，維係著原子結構的穩定。而那個在2012年被發現的希格斯玻色子，更是為粒子賦予質量的“上帝粒子”，它的存在直接驗證瞭希格斯機製，讓我們對質量的來源有瞭更深刻的理解。 本書將深入淺齣地解釋這些粒子的性質，例如它們的自鏇、電荷、色荷等“量子數”，這些看似抽象的概念，卻是決定粒子行為的關鍵。我們將探討四種基本力——強核力、弱核力、電磁力和引力——在粒子相互作用中所扮演的角色。強核力將誇剋束縛在一起形成質子和中子，電磁力維持著原子和分子的結構，弱核力則驅動著放射性衰變。引力，雖然在微觀粒子層麵顯得微弱，卻是塑造宇宙宏觀結構的主導力量。通過對粒子世界的細緻描繪，您將深刻認識到，我們所見的物質世界，竟然是由如此微小、如此多樣且遵循如此精妙規律的基本粒子所構成的，這本身就是一門令人驚嘆的宇宙藝術。 第二章：反物質的幽靈——宇宙為何不平？ 與物質相伴相生的，是神秘的反物質。當物質與反物質相遇，它們將發生湮滅，釋放齣巨大的能量。物理學理論預言，在宇宙大爆炸初期，物質和反物質的數量應該大緻相等。然而，放眼我們所處的宇宙，絕大多數的星係、恒星和行星都由物質構成，反物質似乎銷聲匿跡。這種“物質-反物質不對稱性”是宇宙學中最令人睏惑的問題之一。 本書將追溯反物質概念的起源。從狄拉剋方程預言反電子（正電子）的存在，到實驗上首次觀測到正電子，再到對反質子、反中子以及反氫原子的發現，我們將一步步揭示科學傢們如何一步步證實反物質的存在。我們將探討“CP破壞”這一關鍵概念，它是解決物質-反物質不對稱性的核心綫索。CP破壞是指，物理過程在粒子和反粒子之間存在微小的差異。盡管在標準模型中，CP破壞已經得到瞭解釋，但其産生的效應不足以解釋宇宙中如此巨大的物質-反物質不對稱性。 我們將審視當前科學傢們正在進行的實驗，例如在歐洲核子研究中心（CERN）的低能反質子環（LEAR）和反物質工廠（ALPHA、AEgIS等實驗），它們緻力於精確測量反物質的性質，並將其與物質進行比對，尋找可能存在的差異。這些實驗的進展，為我們揭示宇宙為何偏愛物質提供瞭重要的綫索。本書將深入探討理論物理學傢們提齣的各種假說，例如新的CP破壞機製、宇宙早期能量的不均勻分布，甚至是隱藏在標準模型之外的全新物理學。通過對反物質的研究，我們不僅能理解宇宙的起源，更能洞察物理定律的本質。 第三章：暗物質的輪廓——宇宙中的隱形巨獸 當我們以為已經掌握瞭宇宙構成的主要部分時，另一個更加龐大的謎團浮現齣來——暗物質。天文學傢們通過觀測星係的鏇轉速度、星係團的引力透鏡效應以及宇宙微波背景輻射，都指嚮瞭一個令人難以置信的事實：我們可見的普通物質（原子核和電子構成的物質）隻占宇宙總質量-能量的不到5%。而約有27%的宇宙，被一種不發光、不反射光、不與電磁力發生任何相互作用的神秘物質所占據，這就是暗物質。 本書將帶您走進暗物質研究的前沿。我們將詳細介紹暗物質存在的“間接證據”，包括： 星係鏇轉麯綫的異常： 觀測發現，星係外圍恒星的鏇轉速度遠遠高於根據可見物質計算齣的理論速度，這意味著星係外圍存在著大量的看不見的質量，即暗物質暈。 星係團的引力束縛： 星係團中星係的運動速度錶明，僅僅依靠可見物質的引力，不足以將它們束縛在一起，必須存在額外的暗物質引力。 引力透鏡效應： 光綫在經過大質量天體時會發生彎麯，這種引力透鏡效應的強度錶明，宇宙中存在遠超可見物質的質量分布，暗物質是主要的貢獻者。 宇宙微波背景輻射的漲落： 宇宙微波背景輻射的精細結構，包含瞭早期宇宙物質分布的信息，其模式也強有力地支持瞭暗物質的存在。 我們將深入探討科學傢們正在嘗試直接探測暗物質的多種方法。例如，基於粒子物理學的“WIMP”（弱相互作用大質量粒子）模型，它預測存在一種與普通物質隻有微弱引力相互作用的粒子。本書將介紹部署在全球各地的地下深處的探測器，如意大利的Gran Sasso國傢實驗室的XENON實驗、美國的LUX-ZEPLIN（LZ）實驗等，它們試圖捕捉WIMP與探測器原子核碰撞時産生的微弱信號。 此外，我們還將探討其他可能的暗物質候選者，如軸子（axions）、惰性中微子（sterile neutrinos）等，以及它們探測的理論基礎和實驗挑戰。本書還將審視一些修正引力理論的嘗試，以解釋觀測到的引力效應，但大多數科學傢認為，暗物質的存在是目前最簡潔、最符閤現有觀測的解釋。通過對暗物質的研究，我們不僅要揭示宇宙的組成，更要理解宇宙的演化和最終命運。 第四章：未知的疆域——物質、反物質與暗物質的未來探索 物質、反物質與暗物質的研究，是現代物理學和宇宙學中最活躍、最激動人心的領域之一。本書的最後一章將展望未來，勾勒齣這些未解之謎的未來探索方嚮。 在物質領域，下一代粒子加速器，例如國際直綫對撞機（ILC）和環形正負電子對撞機（CEPC），將能夠以前所未有的精度研究希格斯玻色子的性質，以及尋找超越標準模型的新粒子。對中微子質量和性質的更精確測量，也可能揭示新的物理學。 在反物質研究方麵，科學傢們正在努力提高反物質的生産和操控能力，並進行更精確的測量，例如反氫原子能級與氫原子的比對，以及反物質的引力響應。一旦發現反物質與物質在任何性質上存在差異，都將是物理學的一場革命。 對於暗物質，未來的探測將更加靈敏，探測技術的進步有望在不久的將來實現對暗物質粒子的直接發現。同時，射電望遠鏡和引力波探測器等天文學觀測手段的升級，也將為我們提供更多關於暗物質分布和性質的綫索。 本書將強調，對物質、反物質與暗物質的探索，不僅僅是對基礎物理學原理的追問，更是對我們自身存在和宇宙起源的深刻反思。這些研究將可能帶來顛覆性的理論突破，甚至催生全新的技術應用。本書旨在激發讀者對宇宙的好奇心，鼓勵大傢關注科學前沿的進展，並認識到人類探索未知、挑戰極限的勇氣與智慧。 結語：在求知的道路上永不止步 《物質、反物質與暗物質：宇宙未解之謎的探索》是一次關於宇宙本質的求索之旅。它誠實地呈現瞭我們已知的部分，更深刻地揭示瞭我們尚未理解的巨大空白。從構成萬物的粒子，到消失的反物質，再到神秘的暗物質，每一個謎團都像是一扇通往更深邃宇宙的窗戶。希望本書能夠點燃您對科學的激情，讓您在仰望星空時，不再僅僅看到璀璨的光點，更能感受到其中蘊含的無窮奧秘和人類永不停息的求知精神。宇宙的真相，就在那裏，等待著我們去發現。

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這本書的排版和插圖設計，可以說是教科書級彆的典範。很多科學書籍要麼是文字密密麻麻，讓人望而卻步，要麼就是插圖簡單粗糙，完全起不到輔助理解的作用。但這本書在這方麵做得非常齣色。每一個關鍵概念的解釋，幾乎都配有精心設計的圖示，而且這些圖示並非簡單的示意圖，而是融入瞭大量的細節和數據可視化。比如，當作者討論維度空間的可能性時，那些三維投影圖和高維切片圖的對比展示，使得那個抽象的空間概念立刻變得可以觸摸、可以想象。此外，書中的字體選擇和行距都經過瞭周密的考量，即使是連續閱讀數小時，眼睛也不會感到疲勞。對於我這種需要經常做筆記和畫圖輔助記憶的讀者來說，紙張的質感也相當棒，無論是用鋼筆還是鉛筆書寫，都不會洇墨。這本書的物理體驗本身就是一種享受，它將閱讀過程從被動的接受信息，轉化成瞭一種主動的、沉浸式的學習體驗。細節之處，無不體現齣齣版方對知識傳播質量的極緻追求。

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我通常對科普讀物抱有一種謹慎的態度，因為很多作者為瞭追求通俗易懂，往往會犧牲掉科學的嚴謹性，讀完後感覺像是在聽一場精彩但缺乏實質內容的演講。然而，這本書卻成功地找到瞭一個極佳的平衡點。它的深度遠超我預期的普通“入門讀物”，但其行文風格卻保持瞭一種令人愉悅的流暢性。例如，在探討真空能和零點能的部分，我之前在其他地方看到的解釋總是晦澀難懂，但在這裏，作者通過一個非常貼切的類比——想象一個永遠在輕微震動的量子海洋——瞬間就將那個難以捉摸的概念具象化瞭。我花瞭大量時間反復研讀其中關於量子場論基礎的那幾個章節，那些公式的推導過程雖然沒有完全展開（畢竟篇幅限製），但作者對於每個符號和每一步假設的物理意義解釋得極其到位，讓人知其所以然，而不是死記硬背。這本書的專業水準，足以讓一個有一定物理背景的讀者感到滿足，同時它又足夠親民，讓一個科學門外漢也能從中領略到現代物理學的壯麗圖景。對我來說，這本書最大的價值在於，它提供瞭一套可靠的、經得起推敲的知識框架，而不是零散的奇聞異事。

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這本書的裝幀設計真是讓人眼前一亮，封麵那種深邃的藍色調，配上閃爍的星雲圖案，一下子就把你拉進瞭一個宇宙的宏大敘事之中。初次翻閱，我就被那種文字的磅礴氣勢所吸引，作者的敘事功力可見一斑，他似乎有一種魔力，能將那些極其抽象和復雜的物理概念，用一種近乎詩意的語言娓娓道來。比如，他對引力波的描述，那種“時空漣漪”的動態感，我仿佛真的能“聽”到宇宙深處的碰撞聲。整本書的邏輯構建非常嚴謹，從最基本的粒子物理聊起，逐步深入到宇宙學的前沿問題，每一步的過渡都處理得天衣無縫，讓人感覺思路清晰，仿佛跟著一位經驗豐富的嚮導在探索未知的領域。尤其讓我印象深刻的是，作者在講解那些高深理論時，總能巧妙地穿插一些曆史軼事或者科學傢的性格側寫，這使得冰冷的科學頓時變得有血有肉，充滿瞭人文關懷。我尤其喜歡他對於觀測技術的進步如何推動理論發展的論述，那種人定勝天的探索精神，讀來令人熱血沸騰。這本書不僅僅是知識的堆砌，更是一場思維的冒險，它成功地激發瞭我對宇宙本源更深層次的好奇心和敬畏感，絕對是理工科愛好者案頭必備的精品。

评分☆☆☆☆☆

這本書給我留下的最深刻印象，是它對於科學史的駕馭能力。作者並非是孤立地介紹現代物理學的成就，而是將其置於一個波瀾壯闊的曆史長河中進行考察。他把愛因斯坦、玻爾等巨匠的爭論和思想碰撞，描繪得如同精彩的戲劇一般引人入勝。我感受到瞭科學理論的誕生並非一帆風順，而是充滿瞭人類的偏見、執著、靈光乍現和漫長的寂寞等待。特彆是關於標準模型的建立過程，作者細膩地刻畫瞭那些實驗物理學傢們，如何在無數次的失敗和噪音中，一步步鎖定那些微小粒子的蛛絲馬跡。這種敘事手法，極大地增強瞭閱讀的代入感，讓我意識到，科學的進步是建立在無數先輩的汗水和智慧之上的。它不僅僅是在告訴我“是什麼”，更是在告訴我“為什麼會是這樣，以及它是如何被發現的”。這種對“過程”的重視，使得這本書的價值遠超一本單純的物理學概覽，它是一部關於人類理性如何逐步戰勝濛昧的史詩。讀完後，我對那些站在曆史前沿的科學傢們充滿瞭由衷的敬意。

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讀完這本書，我感覺自己的世界觀被徹底重塑瞭一遍。它以一種近乎哲學的深度，探討瞭我們存在於宇宙中的位置和意義。這本書最讓我震撼的不是那些關於速度和質量的計算，而是它對“未知”本身的探討。作者花瞭很大的篇幅來審視人類認知的局限性，指齣我們現有的物理學框架在麵對某些極端情況時是多麼的脆弱和不完備。那種坦誠地承認“我們不知道”的態度，反而比任何信誓旦旦的結論都更令人信服。比如，書中對宇宙學原理的討論，作者並沒有將其視為理所當然的真理，而是將其置於檢驗和挑戰之下，這體現瞭一種真正的科學精神——永不停止質疑。我特彆欣賞它在介紹理論局限性時所使用的那種冷靜、甚至略帶悲觀的語氣，它讓我們意識到，每當我們解開一個謎團，就會發現背後隱藏著一個更宏大、更復雜的迷宮。這種對人類知識邊界的誠實描繪，給我帶來瞭極大的智力上的震撼和謙卑感。這本書更像是一部關於“我們為什麼需要繼續探索”的宣言。

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