人人都该懂的粒子物理学

[英] 布赖恩·马丁(Brian Martin)
测一测 你对粒子物理了解多少? · 伟大的德国物理学家马克斯·普朗克在刚进入大学时曾被建议不要学习物理。这是真的吗(  ) A.是 B.不是 · 原子是构成物质的最小单位,这种说法对吗(  ) A.对 B.不对 · 不属于自然界四种基本相互作用之一的是(  ) A.强相互作用 B.弱相互作用 C.电磁相互作用 D.摩擦相互作用 扫描下面二维码查看本书更多测试题 图片: 扫码获取全部测试题及答 案,了解粒子物理研究前沿 前言 走入粒子物理学的世界 爱因斯坦曾写道:“世界的永恒谜团是它的可理解性。”粒子物理学研究旨在揭开世间物质最小组成的奥秘。在本书中,我将完整地讲述粒子物理学的故事,从粒子物理学怎样从核物理学中分离出来,到这一领域的研究现状乃至未来的研究方向。 “物质是什么”这个基本问题由来已久。几千年来,众多不同的文明尝试过寻找它的答案。一种普遍的观点认为,物质是由无法继续分割为更小组分的单位构成的:这个最小单位通常被称为原子(atom)——源自希腊语,意指“无法被继续分割之物”。不过我们现在了解到,原子事实上是可以分割的。 鉴于这种渊源,对物质本质的最初探究沦为纯粹的哲学思辨似乎并不奇怪。在粒子物理学领域,这场探究物质本源的任务如今仍在继续。同早期一样,它被统一和简洁两个目标共同驱使着:粒子物理学家希望能用更少的假设来理解并阐释不断涌现的各种现象。他们致力于回答“物质的组成是什么”以及“粒子之间怎样产生相互作用”等基本问题。 当代粒子物理学领域最成功的理论是标准模型(standard model)。对于历史上最成功的物理学理论而言,这个名字着实显得有些谦逊。标准模型脱胎于理论创新与巧妙实验的完美结合。实验观测的重要性从17世纪开始得到重视,而成立于1660年的皇家学会(Royal Society)的座右铭也说明了实验观测的重要性。该座右铭可大致译为“不轻信任何人的说…