圖解粒子物理：從牛頓力學到上帝粒子，一窺物質的究極樣貌


	「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。


	目錄第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原子結構的兩個疑問波耳的量子條件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 兩個相對論特殊相對論一般相對論補章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