希格斯：“上帝粒子”的发明与发现 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[英] 吉姆·巴戈特 著，邢志忠 译

图书标签:

• 物理学
• 粒子物理
• 希格斯玻色子
• 科学史
• 科学普及
• 上帝粒子
• 探测器
• CERN
• 理论物理
• 诺贝尔奖

出版社： 上海科技教育出版社

ISBN：9787542857194

版次：1

商品编码：11296556

包装：平装

丛书名： 哲人石丛书

开本：16开

出版时间：2013-01-01

用纸：胶版纸

页数：211

正文语种：中文

内容简介

　　《希格斯：“上帝粒子”的发明与发现》遵循历史发展的脉络，以简洁生动的科普语言回顾了基本粒子物理学的百年家史，讲述了寻找“上帝粒子”之旅中交织着成功与失败的传奇故事，展现了科学家们无与伦比的探索精神、人文情怀和鲜明个性。

作者简介

    作者:(英)吉姆·巴戈特 译者:邢志忠

    吉姆·巴戈特（Jim Baggott），曾任雷丁大学讲师，在牛津大学和斯坦福大学从事过5年研究工作，还曾任职于某跨国石油公司市场部。现为某咨询公司总裁。他对科学和哲学有广泛兴趣，著有《量子理论的意义》等书。 

目录

作者序

温伯格的序言

引言 形式与实质



第一部分 发明

第一章 逻辑思想的诗篇

第二章 并非一个充分的理由

第三章 人们对它的反应会很迟钝

第四章 把正确的想法用于错误的问题

第五章 我可以做这件事



第二部分 发现

第六章 忽隐忽现的中性流

第七章 它们一定是W粒子

第八章 纵深远投

第九章 梦幻般的时刻

第十章 莎士比亚之间



后记 质量的构成

术语表

译后记

前言/序言

宇宙的基石：粒子物理学的宏伟蓝图 本书深入探讨了粒子物理学领域最核心的理论框架——标准模型及其未解之谜。它并非聚焦于特定某一位科学家的生平轶事或某一个单一粒子的发现历程，而是致力于描绘一幅完整的、关于物质最基本构成与相互作用的宏大图景。 第一部分：物质的几何学——标准模型的构建与辉煌 粒子物理学的核心目标是回答“万物由何构成？”这一古老的问题。本书从量子场论的坚实地基出发，系统性地阐述了描述自然界四种基本力（强核力、弱核力、电磁力，以及引力在理论框架中的初步尝试）的数学结构。 1. 费米子与玻色子：物质与力的区分 我们将物质粒子（费米子，包括夸克和轻子）视为宇宙的“砖块”，而力的媒介粒子（玻色子）则是将这些砖块连接起来的“胶水”。 夸克家族： 详细解析了上、下、奇、粲、底、顶六种夸克的特性、代际结构及其在质子、中子等复合粒子中的存在形式。重点讨论了色荷的概念，这是理解强相互作用的关键。 轻子家族： 涵盖了电子、缪子、陶子及其对应中微子的性质。特别对中微子振荡现象进行了详尽的阐述，指出这是标准模型在完整性上留下的第一个重大裂缝，暗示着中微子具有质量，这一点是标准模型最初未包含的。 2. 规范群与对称性：力量的语言 标准模型之所以具有惊人的预测能力，源于其对对称性的深刻依赖。本书将深入剖析 SU(3)×SU(2)×U(1) 规范群的数学结构，解释这个群如何自然而然地导出了强核力、弱核力和电磁力的作用方式和耦合常数。 量子色动力学 (QCD)： 阐述了描述夸克间强相互作用的理论。重点讨论了“渐近自由”和“夸克禁闭”这两个看似矛盾却统一存在的现象，它们构成了强核力的核心特征。 电弱统一理论： 揭示了电磁力和弱核力在极高能量下统一为单一“电弱力”的内在美感。通过对 W 和 Z 玻色子的性质分析，展现了如何通过对称性破缺来解释这两种力在日常低能环境下的显著差异。 3. 场的激发与真空的沸腾 本书不仅关注粒子本身，更关注它们如何获得质量。标准模型引入了量子场论中的一个关键概念——背景场。 自发对称性破缺： 详细介绍了电弱理论中如何通过一个标量场（即希格斯场的前身概念）的非零真空期望值，使得规范玻色子和费米子得以获得质量，而不破坏底层的规范对称性。这种机制是粒子获得质量的根本途径。 第二部分：标准模型的阴影——未竟的探索 尽管标准模型在过去半个世纪中取得了无与伦比的实验成功，但它并非终极理论。本书的后半部分将集中探讨标准模型无法解释的现象，这些“阴影”正是通往新物理学的大门。 1. 引力的缺失与量子引力之梦 标准模型完美地描述了微观世界，但它对广义相对论所描述的宏观引力视而不见。本书将解释为什么将引力子纳入量子场论框架的尝试会遭遇“不可重整化”的灾难性后果，并简要介绍如弦理论或圈量子引力等尝试统一量子力学和广义相对论的宏伟理论框架的初步构想。 2. 物质-反物质的不对称性：宇宙的底色 宇宙中几乎所有的可见物质都由粒子构成，反粒子极其稀少。标准模型中虽然存在少量的 CP 破坏（电荷宇称破坏），但其强度远不足以解释早期宇宙中如此巨大的物质过剩。本书将探讨“重子生成”（Baryogenesis）问题，并介绍如超对称性理论中可能存在的额外 CP 破坏来源。 3. 黑暗的构成：暗物质与暗能量 天文观测清晰地表明，我们熟悉的普通物质仅占宇宙总质能的不到 5%。剩余的绝大部分是神秘的暗物质和暗能量。 暗物质的性质推断： 讨论了目前最有希望的候选者，如惰性中微子或弱相互作用重粒子（WIMP），以及实验物理学家（如直接探测和间接探测实验）如何试图捕捉这些无光物质的踪迹。 暗能量与宇宙加速膨胀： 解释了第五次“宇宙学常数”危机，即理论预测的真空能量密度与实际观测到的暗能量密度之间存在惊人的 $10^{120}$ 倍的差异，这是理论物理学面临的最大量级失配。 4. 层次结构问题：为什么质量尺度如此悬殊？ 一个核心的哲学与物理学问题是：为什么电弱尺度（约 100 GeV）与普朗克尺度（引力尺度，约 $10^{19}$ GeV）之间存在如此巨大的差异？本书探讨了对这一“层次结构”问题的现有解释尝试，如超对称性理论如何通过伙伴粒子来“屏蔽”量子修正，从而稳定希格斯场的质量。 本书旨在为读者提供一个全面、严谨的现代粒子物理学认知框架，它不仅颂扬了人类理解自然界基本规律的伟大成就，更清晰地指明了前方仍有广阔的、充满挑战的未知领域等待探索。它是一份对基础物理学现状的深度剖析，而非对单一发现的叙事记录。

评分☆☆☆☆☆

拿起“希格斯：‘上帝粒子’的发明与发现”这本书，我立刻被其标题所营造出的历史感和重要性所吸引。我猜测这本书会以一种引人入胜的叙事方式，将读者带回20世纪中叶，那个物理学迎来大爆炸式发展的黄金时代。我期待能够深入了解，希格斯玻色子这个概念是如何在那个时代的大背景下逐渐成型，又是如何成为标准模型中最关键却又最难以捉摸的一环。这本书是否会详细阐述，科学家们是如何在理论层面构思出“希格斯场”和“希格斯玻色子”的存在，以及它们在宇宙中的作用？我更想知道，在实际的实验探索过程中，面对如此微小和短暂存在的粒子，研究人员们是如何克服技术上的巨大难题，设计出能够探测到它的精妙仪器。我相信这本书不会仅仅停留在科学原理的讲解，更会聚焦于科学家们作为个体，他们的思考、他们的挣扎、他们的突破，以及他们为这一发现所付出的艰辛努力，将科学探索的艰辛与辉煌淋漓尽致地展现在读者面前。

评分☆☆☆☆☆

希格斯：“上帝粒子”的发明与发现。这个名字让我联想到了一场跨越了半个世纪的科学史诗。我脑海中浮现出的，不是冷冰冰的公式和枯燥的理论，而是那些在黑板前激辩的学者，在实验室里彻夜不眠的研究者，以及他们背后无数次失败与不懈努力的画面。我好奇这本书会如何描绘出希格斯玻色子这个概念的孕育过程。它是否始于一个大胆的数学猜想，然后逐渐渗透进物理学家的思维，成为一种难以摆脱的诱惑？它又将如何展现，科学家们如何设计出那些庞大而复杂的实验设备，比如建造大型强子对撞机，来寻找这个“幽灵般”的粒子？我期望这本书能够深入浅出地解释，为什么这个粒子如此重要，它的发现又意味着什么，它如何解释了物质的质量从何而来。这本书的标题本身就暗示着一场宏大的“发明”与“发现”的双重奏，我期待能在这本书中，体验到这种从无到有、从虚到实的科学探索的完整脉络，感受人类智力在探索宇宙深处时所迸发出的巨大能量。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书名，希格斯：“上帝粒子”的发明与发现，光是听上去就充满了神秘和引人入胜的魅力。我一直对物理学，特别是宇宙的起源和基本构成元素有着浓厚的兴趣，而“上帝粒子”这个说法，更是激起了我强烈的好奇心。它似乎触及到了最核心的科学秘密，那些支撑起整个宇宙运转的根本原理。我设想着，这本书会以一种怎样的方式，将如此高深的概念，以一种普通读者也能理解的语言来呈现。是像一部侦探小说一样，一步步揭示出物理学家们是如何从理论的猜想到实验的验证，最终锁定希格斯玻色子的存在？还是会穿插大量有趣的科学史故事，讲述那些伟大的科学家们，在探索未知世界的道路上，所经历的艰辛、智慧和灵感火花？我非常期待能在这本书中，看到那些闪耀着智慧光芒的瞬间，了解到物理学发展历程中的那些关键转折点，以及科学家们是如何在充满不确定性的领域中，坚持不懈地追求真理。这本书名就像是一张邀请函，邀请我走进一个充满未知与惊喜的科学殿堂，去探索那构成万物的终极奥秘。

评分☆☆☆☆☆

“希格斯：‘上帝粒子’的发明与发现”——这个书名，对我而言，不仅仅是一个科学话题的代名词，更是一种对人类探索精神的赞颂。我设想这本书会像一部引人入胜的纪录片，通过生动的笔触，将那些抽象的物理概念具象化，让普通人也能感受到科学的魅力。我期待它能描绘出，在希格斯玻色子被提出之初，所经历的质疑、争议，以及后来科学家们如何一步步地验证这个理论的严谨性。这本书是否会讲述那些关键的科学人物，他们的思想火花是如何碰撞，又是如何在科学界激起波澜？我希望看到科学家们在面临巨大的技术挑战时，是如何凭借智慧和毅力克服困难，最终实现他们的科学目标。同时，我也好奇，书名中的“上帝粒子”这个昵称，是如何被赋予的？它背后是否有深刻的哲学思考，或者仅仅是一种形象的比喻？这本书的吸引力在于，它承诺着带我们走进一个科学界最前沿的探索历程，去理解一个可能改变我们对宇宙认知的重要发现，并从中汲取关于坚持、创新和追求真理的力量。

评分☆☆☆☆☆

“希格斯：‘上帝粒子’的发明与发现”——这个书名，让我联想到的是一场跨越时空的科学接力赛。我好奇这本书会以何种视角来讲述这个故事。是跟随某一位关键科学家的一生，从他的青年时代开始，看他如何一步步走向提出希格斯机制的伟大洞见？还是会以一个更宏观的视角，呈现出整个物理学界在寻找这个粒子的过程中，不同研究团队之间的合作与竞争？我非常期待能够了解到，在“上帝粒子”被发现之前，科学家们经历了多少次的猜想、建模、实验验证，又经历了多少次的失败和失望。这本书是否会描绘出，在大型强子对撞机等大型科学项目中，无数工程师和技术人员是如何协同工作，才能实现对如此微弱信号的探测？我希望能在这本书中，感受到科学探索的漫长与不易，以及当最终发现来临时，那种激动人心、改变世界的巨大喜悦。这本书名承诺着一段关于智慧、毅力和突破的旅程，我迫不及待地想去阅读。

评分☆☆☆☆☆

读着挺碎的一本科普书。各种名词很多。。

评分☆☆☆☆☆

不错，非专业人士也可以阅读。

评分☆☆☆☆☆

好

评分☆☆☆☆☆

写的很好，通俗易懂，有趣。翻译也很给力，毕竟是行家翻译。

评分☆☆☆☆☆

1111111111111111

评分☆☆☆☆☆

哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈

评分☆☆☆☆☆

吉姆巴戈特的作品比科普更专业更上一台阶，其《量子迷宫》更是比科普书籍专业，值得再三阅读。

评分☆☆☆☆☆

《希格斯：“上帝粒子”的发明与发现》遵循历史发展的脉络，以简洁生动的科普语言回顾了基本粒子物理学的百年家史，讲述了寻找“上帝粒子”之旅中交织着成功与失败的传奇故事，展现了科学家们无与伦比的探索精神、人文情怀和鲜明个性。

评分☆☆☆☆☆

一直对这些虚无缥缈的粒子觉得好奇，背后的数学理论用什么来描述呢？