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出版者:汕头大学出版社

作者:凯恩

出品人:

页数:224

译者:

出版时间:2004-1-1

价格:22.00元

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787810366052

丛书系列:科学新视野

图书标签:

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超对称 一段关于宇宙深层秩序的探寻之旅 宇宙，浩渺无垠，却又精妙绝伦。自古以来，人类便仰望星空，试图理解这背后潜藏的规律与和谐。从古老的哲学思考，到近现代物理学的宏伟理论，我们从未停止过对世界本质的追问。在这漫长的求索过程中，一个深刻而迷人的概念逐渐浮出水面，它不仅试图统一我们对物质世界和力的认知，更指向了宇宙深处一种令人惊叹的对称性——“超对称”。 《超对称》一书，并非是一部科幻小说，也不是一本轻松的科普读物。它是一次严谨的、深入的理论物理学探索，带领读者走进一个充满挑战与魅力的思想领域。这本书将带领你穿越时空的界限，潜入微观粒子的量子海洋，去感受那驱动宇宙运转的终极法则。 第一章：粒子世界的迷宫与和谐 我们所熟知的宇宙，是由一系列基本粒子构成的。质子、中子的组成，电子的运动，光子的传递，这些构成了我们日常经验的基石。然而，当我们将目光投向更小的尺度，一个更加复杂而奇妙的世界展现在我们面前。标准模型，作为现代粒子物理学的基石，成功地描述了电磁力、弱核力和强核力这三种基本力，以及构成物质的夸克和轻子。它像一张精密的地图，绘制出了我们目前已知的粒子种类及其相互作用。 然而，即便如此成就斐然，标准模型依然存在着一些悬而未决的谜团。例如，引力为何如此微弱？中微子为何拥有质量？暗物质和暗能量又是什么？这些问题如同一块块突兀的礁石，阻碍着我们对宇宙更深层次的理解。正是这些未解之谜，催生了超越标准模型的理论设想，而超对称理论，便是其中最令人振奋的候选者之一。 在本书的第一章，我们将从标准模型出发，回顾粒子物理学的辉煌成就，并深入剖析其存在的局限性。我们会详细介绍构成物质的基本粒子（费米子）和传递力的玻色子，理解它们各自的性质和相互作用。这一部分将为读者打下坚实的基础，帮助理解后续更深奥的理论。你将了解到，我们看似稳固的现实世界，在微观层面，其实是各种量子态的概率波在不断地交互与演化。 第二章：对称性的启示——超越已知 对称性，是自然界中最普遍、最深刻的规律之一。从几何图形的旋转对称，到晶体结构的周期性重复，对称无处不在。在物理学中，对称性更是扮演着至关重要的角色。例如，能量守恒与时间平移对称性紧密相连，动量守恒与空间平移对称性相关联。这些 Noether 定理的深刻洞见，揭示了对称性与守恒律之间的内在联系，为我们理解物理定律提供了强大的工具。 超对称理论的核心，便是将这种对称性推向了一个新的高度。它提出了一种深刻的对称性，将物质粒子（费米子）与力的传递粒子（玻色子）联系起来。也就是说，每一个已知的粒子，都对应着一个“超对称伙伴”，这个伙伴具有相同的质量（在理想情况下），但自旋量子数却相差 1/2。例如，电子（费米子）将有一个对应的超对称粒子——超电子（e），而光子（玻色子）将有一个对应的超对称粒子——光微子（光子）。 本书的第二章将详细阐述超对称的数学框架，并深入探讨其基本假设。我们将循序渐进地介绍超对称算符、超空间、超场等概念，理解这些抽象的数学工具如何被用来描述超对称的性质。你将看到，这种看似“超乎寻常”的对称性，并非是凭空想象，而是建立在严谨的数学逻辑之上，并且能够为许多物理学难题提供潜在的解决方案。我们将探讨超对称为何能解决某些标准模型中存在的“等级问题”，即希格斯玻色子的质量为何如此之低，从而引发了对更深层物理规律的思考。 第三章：超对称的证据——实验的呼唤 理论的美妙，终究需要与现实的检验相结合。超对称理论的魅力，很大程度上源于它能够解释标准模型之外的一些现象，并做出新的、可检验的预言。如果超对称是真实存在的，那么在足够高的能量下，我们应该能够直接或间接观测到这些超对称粒子。 本书的第三章将聚焦于超对称的实验探索。我们将回顾粒子加速器，特别是大型强子对撞机（LHC）的探索历程。这些强大的仪器，能够将粒子加速到接近光速，并在碰撞中产生新的粒子，为我们提供了窥探微观世界极限的窗口。我们将详细介绍寻找超对称粒子（通常被称为“超伴子”）的实验策略，包括搜寻特定的衰变链、能量缺失以及不同粒子信号的组合。 尽管目前还没有直接观测到明确的超对称粒子存在的证据，但这并不意味着超对称理论是错误的。宇宙的能量尺度是巨大的，寻找超对称粒子的能量阈值可能比我们目前实验的能力还要高。本书将分析目前实验结果的限制，讨论为什么我们还没有“找到”它们，并展望未来可能进行的实验，例如更高能量的对撞机，或者利用宇宙射线、暗物质探测等间接方法来寻找超对称的痕迹。你将了解到，科学的进步往往是建立在一次次的尝试、分析和对实验结果的审慎解读之上的。 第四章：超对称宇宙——暗物质的源泉与引力的统一 如果超对称理论是正确的，它将对我们理解宇宙的整体面貌产生深远的影响。其中最引人注目的，便是它可能为暗物质的本质提供一个自然的解释。 我们知道，宇宙中约有 85% 的物质并非我们熟悉的普通物质，而是以暗物质的形式存在。暗物质不发光，不与普通物质发生电磁相互作用，但却通过引力影响着星系和星系的形成。目前，各种理论模型都在试图解释暗物质的本质，而超对称粒子，特别是被称为“中性微子”（neutralino）的粒子，是目前最有希望的暗物质候选者之一。由于其中性微子具有稳定的性质，并且能够很好地与标准模型粒子发生弱相互作用，使得它能够在大爆炸初期被大量产生，并至今仍然存在于宇宙中，对宇宙的引力结构产生显著影响。 本书的第四章将深入探讨超对称理论如何解释暗物质问题。我们将分析不同类型的超对称粒子作为暗物质候选者的可行性，以及它们与现有宇宙学观测数据的吻合程度。此外，超对称理论还可能为统一所有基本力（包括引力）提供一条途径。许多“大统一理论”和“万有理论”都将超对称作为其核心组成部分，试图在极高的能量尺度下，将电磁力、弱核力、强核力以及引力统一为一个单一的相互作用。我们将探讨超对称在这一宏伟目标中的作用，以及它如何帮助我们理解宇宙最早期和最极端的物理环境。 第五章：未来的展望——理论的演化与未知的边界 科学的探索永无止境。超对称理论，虽然已经构建了一个宏大而精妙的框架，但它本身也并非是终极理论。本书的最后一章，将带领读者眺望未来，审视超对称理论的进一步发展方向，以及那些仍未被触及的未知领域。 我们将讨论超对称理论中仍然存在的挑战和未解的问题，例如超对称破缺机制的细节、超伴子自旋的精确测量、以及如何精确地计算超对称粒子的质量谱。同时，我们也将介绍超对称理论与其他前沿物理学分支的联系，例如弦理论、M理论以及量子引力等。这些理论试图在更高的维度、更小的尺度上，构建一个更加统一和完备的物理图像，而超对称在其中扮演着关键的角色。 《超对称》一书，旨在为读者呈现一个关于理论物理学前沿探索的宏大画卷。它不是一篇简单的科普介绍，而是一次深入的、循序渐进的理论学习体验。通过阅读本书，你将不仅仅是了解“什么是超对称”，更重要的是，你将体会到科学家们如何通过严谨的数学推导、深刻的物理洞察以及不懈的实验追求，一步步逼近宇宙最深层的奥秘。 这本书适合那些对粒子物理学、宇宙学以及理论物理学有着浓厚兴趣的读者。它需要读者具备一定的数学和物理基础，但书中会尽可能地以清晰、准确的方式阐述复杂的概念，帮助你跨越理论的鸿沟，去感受那隐藏在表象之下的、令人敬畏的宇宙和谐。超对称，不仅仅是一个理论名词，它代表着一种对宇宙深层秩序的极致追求，一种对未知世界永不停歇的探索精神。翻开这本书，你将踏上一段令人着迷的旅程，去发现那个更加对称、更加和谐的宇宙。

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这本书的排版和插图设计，给我留下了非常专业且一丝不苟的印象。虽然内容本身是深奥的理论探讨，但编辑和作者在视觉呈现上做了大量工作，确保了阅读体验的流畅性。图表的清晰度和准确性，对于理解那些抽象的群论结构和费曼图的演化过程，起到了至关重要的辅助作用。我特别欣赏的是，书中对于一些关键数学概念的引入，总是先给出直观的物理图像，再逐步引入严格的数学定义，使得复杂的概念过渡显得自然而然。例如，书中对张量分析在描述时空几何中的应用解释，比我过去读过的任何教材都要来得直观。它不仅仅是在传授知识，更像是在教授一种看待和分析物理问题的思维方式。对于那些希望从“知道”到“理解”的读者来说，这本书提供了一个绝佳的桥梁，它不畏惧于展示科学的复杂性，但同时又确保了通往真理的道路是清晰可循的，值得反复阅读和参考。

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这本书给我的直观感受是“信息密度极高，需要慢读”。它显然是为那些已经具备一定物理学背景的读者量身打造的，因为它在基础概念的铺陈上几乎是跳跃式的，直接进入了理论的前沿和交叉领域。书中对某些量子场论工具的应用描述得非常到位，特别是对于那些在处理复杂相互作用时显得异常高效的数学工具，作者没有回避其技术细节，而是将其作为理解物理实在不可或缺的一部分加以阐述。我尝试着在阅读时同步进行一些笔记和图示的梳理，发现这对于消化其中关于规范场和拓扑性质的论述至关重要。它不是一本提供轻松娱乐的读物，更像是一份需要投入大量认知资源的学术研讨资料。尽管如此，它所展现出的对当前粒子物理研究方向的深刻洞察，是市面上其他同类书籍难以企及的。对于希望将知识体系进行升级、对现有理论框架进行批判性审视的严肃爱好者而言，这是个宝库。

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我最近翻阅的这本书，在叙事风格上采取了一种近乎哲学思辨的笔触，与我预想中的硬核科普读物大相径庭，这反而带来了极大的惊喜。它更多地探讨了“为什么”而非“如何做”，将物理定律的构建提升到了本体论的层面。作者似乎在引导我们思考，我们所感知的时空、物质，其基础究竟是多么精妙的数学结构所支撑。书中的案例选取极为巧妙，并没有过多纠缠于眼下热门但尚未证实的猜想，而是着重回顾了理论物理学史上那些关键的转折点，比如早期量子力学的发展如何挑战了经典的实在观。文字流畅，富于启发性，即便是初次接触这些概念的读者，也能被其宏大的视角所吸引。它成功地将科学探索中的那种“求真”的激情，转化为了一种可以被大众体会的阅读体验。我尤其喜欢它在探讨测量问题时所流露出的那种谦逊与敬畏，提醒着我们，科学的边界永远在不断拓展之中，我们所知的，永远只是冰山一角。

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我对这本书的印象是它充满了令人振奋的“未竟之业”的气息。它没有给我“一切都已解决”的错觉，反而是将物理学界目前面临的诸多难题，如引力与量子力学的调和、暗物质和暗能量的本质，进行了非常坦诚的梳理和展望。作者的笔锋犀利而又不失温和，既指出了现有理论模型的局限性，又没有陷入过度悲观的泥潭。阅读过程中，我多次停下来思考，作者提出的那些基于对称性破缺机制的推测是否可以从实验数据中找到更明确的指引。书中对于某些理论模型（例如涉及额外维度的设想）的描述，充满了动态感，仿佛读者也参与到了这场与宇宙奥秘的追逐之中。这种引人入胜的探索精神，是真正优秀科普作品的灵魂所在。它成功地将科学研究的艰辛与迷人之处结合起来，激励人不断去质疑、去探索未知的领域。

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这本新近读到的作品，简直是一场智力上的盛宴，尤其对于那些渴望在物理学前沿领域寻求深度理解的读者来说，绝对不容错过。作者以一种令人惊叹的清晰度和严谨性，将那些看似晦涩难懂的基本粒子和宇宙结构间的联系，剖析得淋漓尽致。我特别欣赏它在叙事逻辑上的精心布局，从宏观的理论框架搭建开始，逐步深入到具体的数学模型推导和实验验证的可能性探讨。书中对于不同物理学流派观点的平衡呈现，也体现了作者深厚的学术功底和公正的研究态度。读完后，我感觉自己对标准模型的局限性有了更深刻的认识，并且对未来可能出现的更完备的理论体系充满了期待。那些关于对称性如何主宰自然界基本规律的论述，不仅仅是枯燥的公式堆砌，更像是对宇宙深层秩序的诗意揭示，让人在解构复杂性的同时，也体会到了一种结构上的美感和统一性。唯一略感吃力的是，某些涉及高阶微扰计算的部分，即便有详尽的注释，也需要反复研读，但这恰恰说明了其内容的深度和专业性，绝非泛泛之作可比。

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在承认超对称理论的局限的前提下，阐明该理论所能做的，是严谨的态度。文章很清晰，有趣，易懂，是很好的科普。有效理论和原基理论的提法很有意思。

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不算高级的科普

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翻译得很不好