「物質皆由原子組成。」——理察.費曼
粒子的生成、消滅,就是理解基本粒子物理學的出發點
自古以來,人類一直在追求所有物質的終極樣貌,
包含自身的肉體、眼前的東西,甚至是夜空中遙遠的星體。
「物質由原子構成」這個想法在古希臘時期便已存在,
但當時對原子的概念僅止於「無法再分解下去的粒子」而已。
後來在輾轉曲折的發展下,20世紀時終於了解到原子的正確樣貌。
本書即為在極力避免提到數學式的情況下,
盡可能描述物理學前因後果的入門書。
我們將從牛頓力學開始,一直談到20世紀的基本粒子物理學,
說明這一系列物理學的發展過程。
◎從核子到夸克
基本粒子指的是構成物質,且無法再被分解的粒子。
1930年代時,人們便已知道原子核由質子與中子構成。
那麼,質子與中子是「基本粒子」嗎?
事實上,在發現中子後的近30年內,人們確實認為中子是基本粒子。
但如果中子是基本粒子,便不能解釋後來發現的幾個現象。
後來有人提出核子是複合粒子,由3個更基本的粒子(夸克)組成。
經過輾轉曲折的過程後,這個假說終於獲得了多數人的認同。
無論如何,核子不是基本粒子,夸克才是基本粒子,
這就是目前的基本粒子標準模型。
另一方面,就目前而言,電子仍被認為是基本粒子,
至少是和夸克同一個等級的粒子。
當然,隨著學問的發展,未來不管是夸克還是電子,都有可能不再是基本粒子。
後來在輾轉曲折的發展下,20世紀時終於了解到原子的正確樣貌。
本書即為在極力避免提到數學式的情況下,
盡可能描述物理學前因後果的入門書。
我們將從牛頓力學開始,一直談到20世紀的基本粒子物理學,
說明這一系列物理學的發展過程。
◎從核子到夸克
基本粒子指的是構成物質,且無法再被分解的粒子。
1930年代時,人們便已知道原子核由質子與中子構成。
那麼,質子與中子是「基本粒子」嗎?
事實上,在發現中子後的近30年內,人們確實認為中子是基本粒子。
但如果中子是基本粒子,便不能解釋後來發現的幾個現象。
後來有人提出核子是複合粒子,由3個更基本的粒子(夸克)組成。
經過輾轉曲折的過程後,這個假說終於獲得了多數人的認同。
無論如何,核子不是基本粒子,夸克才是基本粒子,
這就是目前的基本粒子標準模型。
另一方面,就目前而言,電子仍被認為是基本粒子,
至少是和夸克同一個等級的粒子。
當然,隨著學問的發展,未來不管是夸克還是電子,都有可能不再是基本粒子。
- 書封
- 第1章 從原子到基本粒子
- 「物質皆由原子組成」
- 原子核與電子
- 質子與中子
- 從核子到夸克
- 其他基本粒子
- 粒子專欄 第1章中登場的粒子名稱
- 第2章 近代科學的確立Ⅰ——牛頓與萬有引力
- 近代科學的成就(整理)
- 地動說帶來的觀念轉換
- 牛頓力學
- 第3章 近代科學的確立Ⅱ——元素與原子/熱是什麼?
- 元素
- 原子論與反原子論
- 電子與原子核的發現
- 熱與能量
- 粒子專欄 熱力學第二定律(熵不減少定律)
- 第4章 光的歷史Ⅰ——光是波
- 光是粒子還是波?
- 光的干涉
- 波長與顏色
- 光是什麼東西的波?
- 粒子專欄 光的三原色、色的三原色
- 第5章 光的歷史Ⅱ——光是粒子
- 空腔輻射之謎
- 愛因斯坦的答案
- 普朗克與普朗克常數h
- 粒子專欄 愛因斯坦的三大奇蹟成就
- 光電效應
- 其他能證實光量子假說的現象
- 光子是波?
- 粒子專欄 如何解釋新的粒子樣貌(量子力學)
- 第6章 新的物理學——量子力學
- 新的粒子樣貌的兩個特徵
- 波耳的量子條件
- 原子結構的兩個疑問
- 德布羅意的物質波假說
- 夾在牆壁間的情況
- 薛丁格方程式
- 粒子專欄 使用電子的現代版楊格實驗
- 包立不相容原理與自旋
- 粒子專欄 電子殼層(electron shell)
- 第7章 粒子的生成與消滅/靜止能量
- 光子的生成、消滅
- 反粒子
- 靜止能量
- 光子的質量是多少?
- 能量守恆定律與動量守恆定律
- 虛擬狀態與實際狀態
- 第8章 基本粒子物理學的誕生——湯川的介子論
- 力的新觀點
- 原子核內的力
- 核力
- 湯川的介子論
- π介子的發現
- 粒子專欄 湯川理論與日本
- 強子
- 第9章 弱交互作用
- 關於原子核的另一個疑問
- β衰變與微中子
- 弱交互作用的頂點
- 微中子的發現與W玻色子的問題
- 為什麼一般的原子核不會發生β衰變
- 太陽光的由來
- 粒子專欄 人本原理
- 第10章 從核子到夸克
- 什麼是基本粒子?
- 暗示核子與介子是複合粒子的各個事實
- 夸克模型
- 夸克模型的問題
- 粒子專欄 「夸克」是鳥叫聲?
- 粒子專欄 nuclear democracy(核民主主義)
- 第11章 量子色動力學
- 夸克模型的另一個問題
- 加了「色」的夸克模型
- 反夸克與介子的色
- 規範場論
- 漸近自由性
- 關於量子色動力學
- 證明色的存在(有三種色)的實驗性「證據」
- 第12章 新粒子的發現
- 故事還沒完!
- μ與νμ
- 奇夸克(s)
- 魅夸克(c)
- τ與ντ
- 底夸克(b)
- 頂夸克(t)
- 第13章 電弱統一理論
- 電弱統一理論(溫伯格-薩拉姆理論)的誕生
- 希格斯場與希格斯粒子
- 溫伯格-薩拉姆理論
- Z玻色子產生的現象
- W玻色子、Z玻色子的發現
- 希格斯粒子的發現
- 粒子專欄 世界各大加速器
- 第14章 世代間混合/微中子振盪
- 電弱統一理論的「附註」
- 世代混合
- 小林、益川的論述
- 驗證CP對稱性的破缺
- 輕子的情況
- 微中子振盪的檢出
- 第15章 未來展望
- 大統一與質子衰變
- 階層問題與超對稱性
- 暗物質與真空能量
- 重力與超弦理論
- 補章1 兩個相對論
- 狹義相對論
- 廣義相對論
- 補章2 宇宙的物質史——膨脹宇宙與元素合成
- 宇宙膨脹說
- 從暴脹到大爆炸
- 從基本粒子到原子
- 天體的形成
- 各種天體的一生與元素合成
- 年表
- 標準理論的粒子與交互作用
- 粒子表
- 索引
- 版權頁
紙本書 NT$ 380
單本電子書
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