Quarks and Gluons A Century of Particle Charges pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:World Scientific Pub Co Inc

作者:M Y Han

出品人:

页数:158

译者:

出版时间:1999-6

价格:138.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9789810237042

丛书系列:

图书标签:

• 粒子物理
• 夸克
• 胶子
• 标准模型
• 高能物理
• 量子色动力学
• 粒子物理学史
• 电荷
• 基本粒子
• 物理学

粒子世界：量子之力与基本粒子 “粒子世界：量子之力与基本粒子” 是一本深入探索构成我们宇宙最基本组成部分——基本粒子——的奥秘的书籍。它带领读者穿越令人着迷的亚原子领域，揭示了物质和能量的本质，以及塑造宇宙运行的强大力量。 一、宇宙的基石：基本粒子家族 本书首先介绍了基本粒子家族的成员。读者将认识到，我们所熟悉的一切物质，从构成人体的原子，到遥远的星辰，其最深层的构造都由这些微小而不可分割的粒子构成。 费米子：物质的构建块。 我们将深入了解费米子家族，特别是构成物质的两个主要群体：夸克和轻子。 夸克： 这是一个引人入胜的群体，它们是构成质子和中子的基本粒子。本书将详细介绍六种不同“味”（flavor）的夸克：上夸克、下夸克、粲夸克、奇夸克、顶夸克和底夸克。我们还会探讨它们的“颜色”（color）属性，以及它们如何被强大的强核力束缚在一起，形成我们熟悉的重子（如质子和中子）。 轻子： 轻子家族包括电子、μ子、τ子，以及它们各自的中微子。电子是组成原子外壳的关键，而中微子，这些神秘的、几乎不与物质相互作用的粒子，将以其独特的性质展现。本书将解释轻子为何如此重要，以及它们在宇宙中的作用。 玻色子：传递力的信使。 与构成物质的费米子不同，玻色子是传递基本相互作用力的粒子。我们将逐一解析这些“信使”： 光子： 电磁相互作用的媒介，负责传递光和电。 胶子： 强核力的载体，将夸克紧密地结合在一起。 W和Z玻色子： 负责传递弱核力，这种力在放射性衰变等过程中扮演着关键角色。 希格斯玻色子： 这是一个特别重要的成员，它与希格斯场相互作用，为其他基本粒子赋予了质量。本书将详细阐述希格斯机制的原理，解释为何粒子会有质量，以及这一发现对粒子物理学的重大意义。 二、塑造宇宙的力量：基本相互作用 构成宇宙的基本粒子并非孤立存在，它们之间通过四种基本相互作用进行着永恒的“对话”。本书将逐一剖析这些力量的本质和运作方式： 强核力： 这是最强大的相互作用，负责将夸克束缚在质子和中子内部，并将质子和中子结合在原子核中。我们将探讨其“渐进自由”（asymptotic freedom）和“夸克禁闭”（confinement）等奇特现象，理解为何我们无法独立观测到自由的夸克。 电磁相互作用： 这是我们日常生活中最熟悉的力，它解释了电、磁、光以及原子和分子之间的结合。本书将深入浅出地介绍电荷、电场和磁场，以及它们如何塑造宏观世界。 弱核力： 虽然不如强核力和电磁力强大，但弱核力在宇宙中扮演着不可或缺的角色。它负责中子衰变成质子、电子和反中微子，是恒星产生能量的关键过程之一，并且在超新星爆发等宇宙事件中发挥着重要作用。 引力： 作为宇宙中最普遍但也最弱的作用力，引力将整个宇宙联系在一起。虽然本书的重点在于亚原子粒子，但也会简要介绍引力在粒子尺度上的影响，以及它在理解宇宙大尺度结构中的地位。 三、粒子世界的法则：量子场论与标准模型 本书将带领读者进入粒子物理学的理论殿堂，探索描述基本粒子及其相互作用的精妙框架——量子场论。 量子场论： 这是一种革命性的理论，它将粒子视为量子场的激发。读者将了解场如何渗透整个宇宙，以及粒子的产生和湮灭是如何发生的。 标准模型： 这是当今粒子物理学最成功的理论之一，它统一描述了除了引力之外的所有基本粒子及其三种基本相互作用（强核力、弱核力、电磁相互作用）。本书将详细介绍标准模型的组成部分，预测能力以及它所取得的辉煌成就。我们将了解标准模型如何成功预测了诸如顶夸克、希格斯玻色子等粒子的存在。 四、探索的边界：未解之谜与前沿研究 尽管标准模型取得了巨大的成功，但粒子物理学领域仍有许多令人着迷的未解之谜等待我们去探索。本书将在最后部分展望粒子物理学的未来，引导读者思考： 暗物质与暗能量： 宇宙中占绝大多数的暗物质和暗能量是什么？它们是否由标准模型之外的新粒子构成？ 中微子质量： 中微子为何拥有微小的质量？这是否意味着标准模型需要扩展？ 引力的问题： 如何将引力纳入量子框架，实现“万有理论”？ 物质-反物质不对称： 为什么宇宙中物质远多于反物质？ “粒子世界：量子之力与基本粒子” 将以清晰易懂的语言，配合生动的图解和恰当的比喻，让不同背景的读者都能领略到粒子世界的无穷魅力。它不仅仅是一本科普读物，更是一次挑战我们认知极限、探索宇宙最深层奥秘的旅程。通过本书，你将对我们所处的世界有一个全新的、更加深刻的理解。

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我必须说，这本书在叙事结构上采用了非常新颖的“主题交织”手法，而不是简单的线性时间轴推进。它巧妙地将电荷的演变历史，从经典电磁学的连续性视角，过渡到量子场论中离散化的“色荷”概念，这种跨越式的对比处理，极大地增强了阅读的层次感。比如，书中花了大量篇幅探讨了“手征对称性”的自发破缺，这部分内容处理得极其细腻，作者没有回避其中的数学难度，而是通过引入一系列类比和思想实验，成功地架设了一座从直觉理解到高深理论的桥梁。最让我印象深刻的是它对物理学文化侧面的描绘，那些关于不同理论流派之间的激烈辩论、诺贝尔奖背后的政治角力，都使得整本书充满了人情味，而不是冰冷的科学报告。它让我意识到，科学的进步并非总是一帆风顺的理性推演，它同样充满了人性的光辉与局限。对于那些希望深入理解粒子物理学哲学基础的读者来说，这本书提供了极为丰富的视角，它探讨的远不止“是什么”，更深层次的是“我们是如何知道的”。

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这本书的价值远超一般科普读物，它更像是一部关于“发现过程”的心理学研究报告。作者极其细致地记录了物理学家们在面对“不对称”或“不一致”时所经历的认知失调和随后的理论突破。特别是关于“味”与“代”的概念是如何被引入并最终整合进粒子图景的论述，处理得非常精彩。它展示了理论物理学家是如何在看似无关的现象中寻找深层的统一性。我尤其欣赏作者对时间尺度的把握，书中的叙事仿佛将一百年的探索浓缩在了几个下午的阅读时间里，其密度令人惊叹。它不仅教会了我夸克和胶子是什么，更重要的是，它让我理解了物理学研究的本质——那是人类理性在面对宇宙终极奥秘时，那种永不满足的、近乎执着的探索精神的体现。这本书值得反复阅读，每次都会发现新的思想火花。

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这本书最成功之处，在于它对“对称性”这一核心概念的贯穿始终的强调。作者没有将电荷视为孤立的属性，而是将其置于规范场论的宏大框架下进行考察。从最初的电荷守恒，到后来的同位旋、以及最终的色荷，这种层层递进的对称性破缺与恢复的辩证关系，被阐述得逻辑严密、令人信服。我特别喜欢其中关于“规范玻色子”的讨论，作者是如何将这些虚粒子——那些信息传递的媒介——描绘成维持宇宙结构稳定的无形之手，这种拟人化的描述，极大地拉近了读者与量子世界的距离。而且，书中对于当前物理学面临的挑战，例如暗物质和暗能量与标准模型如何共存的讨论，也处理得非常得体，既没有过度炒作，也没有避而不谈，显示了作者对当前科研态势的深刻把握。总的来说，这是一部充满洞察力、结构严谨，同时又极具人文关怀的物理学著作。

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这本书简直是粒子物理学的史诗级叙事！作者以一种近乎诗意的笔触，带领我们穿越了整个二十世纪的物理学前沿，那些关于构成物质最基本单元的探索，每一次思想的飞跃都描绘得栩栩如生。我尤其欣赏它对实验设计和理论构架之间复杂互动的精妙处理。它没有仅仅停留在那些拗口的公式推导上，而是深入挖掘了那些伟大的科学家们，比如费曼、盖尔曼，他们是如何在数据迷雾中捕捉到宇宙的低语。书中的历史脉络梳理得极为清晰，从早期的原子核模型到后来的标准模型建立，每一步都像是电影镜头一样精确地展现了科学的进步是如何充满偶然、挑战与最终的辉煌。特别是对“禁闭”这一核心概念的阐述，作者用了很多生动的比喻，将夸克和胶子那捉摸不定的特性描绘得入木三分，让一个非专业人士也能感受到那种理论上的优雅与实际操作上的艰辛。这本书不仅仅是知识的传递，更是一种智力上的冒险，它激发了我对那些看不见的微观世界的无限好奇心。读完后，感觉自己仿佛刚刚结束了一场漫长而又令人振奋的朝圣之旅。

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老实讲，我最初拿起这本书时，有点担心它会过于学术化，毕竟“夸克”和“胶子”听起来就让人头大。然而，作者的文笔出奇地流畅和富有感染力。他似乎有一种魔力，能把最抽象的场论概念，转化为可以触摸、可以想象的物理图像。例如，在描述强相互作用的“渐近自由”时，作者运用的语言充满了张力，就像在描述一个隐藏的巨人如何突然松开束缚，让粒子在极高能量下几乎自由地碰撞。这种叙事节奏的把控非常到位，时而急促，时而舒缓，让阅读体验如同坐过山车一般刺激。书中还穿插了一些早期物理学家的访谈片段和手稿摘录，这让历史的厚重感扑面而来。它成功地平衡了深度和广度，既满足了想要了解粒子电荷本质的求知欲，又不会让读者在晦涩的符号中迷失方向。这本书是那种，你需要在咖啡馆里关掉手机，全神贯注才能真正体会到其精妙之处的佳作。

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