隱匿的宇宙 用基本粒子揭開宇宙之謎 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

簡體網頁||繁體網頁

☆☆☆☆☆

[日] 村山齊 著，逸寜 譯

圖書標籤:

• 物理學
• 粒子物理
• 宇宙學
• 科普
• 科學
• 天文學
• 量子力學
• 物質
• 時空
• 宇宙之謎

齣版社： 人民郵電齣版社

ISBN：9787115453365

版次：01

商品編碼：12152089

包裝：平裝

叢書名： 圖靈新知

開本：大32開

齣版時間：2017-07-01

頁數：201

正文語種：中文

編輯推薦

日本新書大奬 ***（2011年）
日文版纍計銷量突破32萬冊
日本東京大學Kavli數學物理學聯閤宇宙研究機構 所長
Coursera人氣課程“從大爆炸到暗能量”講授者
村山齊 科普力作

從“基本粒子”到“黑暗繁星”
從“極小世界”到“無窮未知”
逆溯星光，探索宇宙的起源與黑暗秘密

中國科學院高能物理所研究員 曹俊 作序推薦

內容簡介

隱匿的宇宙 為知名物理學傢村山齊教授關於“宇宙是什麼”的暢銷科普讀物。書中以迴答“宇宙由什麼構成”以及“我們為什麼存在”這兩個人類原始、樸素的疑問為綫索，通過結閤全新的基本粒子物理和天體物理研究，用風趣幽默的語言和比喻，從全新的視角講述瞭“宇宙的本原結構”和“自然的本原法則”，清晰描繪齣瞭當前人類研究體係下的宇宙整體圖景，並講解瞭宇宙中“暗物質”“暗能量”等概念，是瞭解自然和宇宙“黑暗秘密”的科普佳作。

作者簡介

村山齊（Hitoshi Murayama）
1964年齣生。
1986年東京大學畢業。
1991年修完東京大學博士課程，專業為基本粒子物理學。
曾任日本東北大學助教，自2000年開始擔任加利福尼亞大學伯剋利分校教授。
2002年，榮獲西宮湯川紀念奬。
2007年，日本文部科學省創立世界 級彆的研究基地——東京大學卡弗裏數學物理聯閤宇宙研究機構（IPMU），村山先生擔任第1代所長職務。
主要研究課題為超對稱性理論、中微子、初期宇宙、粒子加速器實驗的現象論等。與世界頂 尖科學傢共同協作，推動宇宙研究的發展，同時為將研究成果迴報給社會，積極投身市民講座和科學教室等演講活動。

目錄

序章　極小又極大的世界 001
1．宇宙是用數學語言書寫的 002
2． 從1027到10-35的世界 004
3．世界是一條“銜尾蛇” 010

第1章　宇宙是由什麼構成的 013
1．蘋果和行星遵循同樣的運動法則 014
2．蘋果皮上的宇宙空間站 016
3．“旅行者號”的20年與“4光時”外的冥王星 018
4．分析太陽光，就會知曉其結構 020
5．曾被預言“存在卻無法發現”的中微子 022
6．每秒有數十萬億個中微子穿過我們的身體 025
7．所有天體的質量僅占宇宙的0．5% 029
8．“暗物質”占據瞭整個宇宙的23% 031
9．占據宇宙主體的神秘能量 035
10．遠古的餘燼——大爆炸理論的證據 038
11．宇宙一直在加速膨脹 042
12． 21世紀發現的未解之謎 043

第2章　探尋最終的基本粒子！ 045
1．日全食證明瞭愛因斯坦理論 046
2．為什麼能夠繪製齣不可見的暗物質“地圖” 047
3．觀察遙遠的宇宙就等於觀察過去的宇宙 050
4．光和無綫電波無法通行的“牆壁” 052
5．從物質的本原追溯宇宙的起源 056
6．通過撞擊電子的波來觀測極小的世界 058
7． 量子力學的開端——光是波還是粒子？ 060
8．圍繞原子核鏇轉的電子是波！ 063
9． 電子顯微鏡——縮短電子的波長提升分辨率 067
10．用粒子加速器構造誕生初期的宇宙 068
11．我們的身體由超新星爆炸産生的星塵構成 070
12．盧瑟福的實驗驗證瞭原子的土星模型 072
13．誇剋——不可再分割的基本粒子 074
14．“標準模型”是20世紀物理學的金字塔 075
15．第1代誇剋——“上誇剋”與“下誇剋” 077
16．意外發現的神秘基本粒子 078
17．預言存在3代以上誇剋的“小林-益川理論” 082
18．負責傳遞“力”而非構成物質的基本粒子 085

第3章　揭開“四種力”的神秘麵紗——引力、電磁力 089
1．引力、電磁力、強力、弱力 090
2．粒子以投接球方式傳遞力 095
3．質量可以轉換成能量的大發現 097
4． “質量守恒定律”的破綻與不列顛百科全書編寫者的興奮 099
5．性質相同、電荷相反的“反物質” 101
6．太陽的核聚變反應——每秒50億韆剋的質量轉換成能量 103
7．不確定性原理——位置和速度無法同時測定嗎 107
8．應用到電子技術的“隧道效應” 109
9． 哥本哈根解釋——上帝似乎會擲骰子 111
10．可以“同室而居”的玻色子與彼此“水火不容”的費米子 112
11．結閤原子與原子的力——電磁力 114
12．電磁力的傳遞源自粒子吞吐光子 116
13．電磁力的作用距離取決於不確定性原理 118
14．物理學史上最精確的理論值 121

第4章　從湯川理論到小林-益川理論——強力、弱力 125
1．預言瞭未知粒子及其質量的湯川理論 126
2．湯川粒子是在安第斯山山頂發現的 128
3．發現新粒子的熱潮令研究者們手足無措 130
4．如何解釋“不會衰變的粒子” 132
5．質子的壽命要遠遠長於宇宙的曆史 133
6．奇怪的“奇異數守恒定律” 135
7．質子與中子由3個誇剋構成，介子由2個誇剋構成 136
8．誇剋分為3種顔色？無法單獨取齣誇剋？ 139
9．證明誇剋理論的“11月革命” 141
10．傳遞強力的粒子為膠子 144
11．無法取齣誇剋的原因在於膠子的色荷 145
12．因誇剋精神飽滿而導緻體重增加？ 147
13．“弱力”點燃瞭太陽 148
14． 大型粒子加速器中的月球和TGV 149
15．傳遞弱力的W及Z玻色子 151
16．宇稱不守恒的“τ-θ之謎” 153
17． 存在本質區彆的“左”與“右”！ 155
18． 小林-益川理論解釋瞭“CP對稱性破缺” 158
19．誇剋並非隻有2代，而是存在3代以上 160
20．日美兩國圍繞“三角形”展開激烈的實驗競爭 163
21．神秘的希格斯玻色子——基本粒子的質量之源？ 166
22．右撇子多的原因是“對稱性自發破缺”？ 168

第5章　暗物質、消失的反物質以及暗能量之謎 171
1． 以為接近瞭目標，卻又齣現新的謎題 172
2．如果沒有暗物質，就不會誕生恒星和生命 173
3．“超弦理論”實現“大統一理論”的夢想 175
4．真正的時空具有10個維度？ 177
5．哪裏會率先檢測齣暗物質？ 179
6． 0．25剋反物質相當於原子彈的能量 183
7．物質以十億分之二的微弱優勢在生存競爭中險勝反物質 185
8．草莓味還是巧剋力味？中微子振蕩的真相 186
9．從東海村嚮神岡發射中微子束！ 189
10．收縮還是膨脹？——宇宙的終結 191
11．多樣的宇宙未來假說 194
12．基本粒子物理學與每個人的人生息息相關 197

後記 199
作者簡介 202

躍遷的疆域：探索時空、物質與意識的邊界 簡介： 我們對宇宙的認知，如同在無盡的黑暗中點燃瞭一支微弱的蠟燭。盡管現代物理學已為我們勾勒齣宏偉的圖景——從誇剋的微觀世界到星係團的浩瀚尺度，但在這幅圖景的邊緣，仍潛藏著無數未解的謎團。本書並非探尋粒子層麵的基礎構造，而是將視角提升至更廣闊的哲學與物理交匯地帶，緻力於拆解那些橫亙在人類認知前沿的根本性問題：時間是否真的單嚮流動？空間在本質上是連續的還是離散的？意識，作為宇宙中最奇特的現象之一，是否隻是大腦皮層上復雜電化學反應的副産品，抑或它攜帶著某種深植於宇宙結構中的信息？ 《躍遷的疆域》是一次對現有物理學框架的深刻審視與大膽的推演，它聚焦於那些尚未被標準模型完全囊括的“宏大躍遷”——即從已知規律過渡到未知領域時的關鍵性飛躍。本書將帶領讀者穿梭於理論物理學的尖端議題，探討從時空幾何的內在性質到信息在宇宙動力學中的核心角色。 --- 第一部分：時空的幾何與韌性 我們習慣於將時間視為一條不可逆轉的河流，將空間視為一個被動的容器。然而，在愛因斯坦的廣義相對論揭示瞭時空與物質的相互塑形後，對時空本質的理解進入瞭一個更為復雜的階段。本書首先深入剖析瞭時空在極端條件下的行為模式。 1. 彎麯的尺度與拓撲結構： 我們將審視黑洞視界之外的“奇點問題”，並探討超弦理論和圈量子引力等前沿理論如何嘗試在普朗剋尺度上重塑時空的幾何結構。時空是否由最小的、不可分割的“量子”組成？如果是，這種離散性如何在大尺度上“湧現”齣我們所感知的平滑連續性？我們將研究拓撲學在描述宇宙結構中的潛力，例如，我們的宇宙是否擁有某種隱藏的、非平凡的拓撲結構，這些結構可能解釋暗物質和暗能量的某些間接效應。 2. 時間之箭的睏境： 時間的方嚮性是物理學中最令人睏惑的現象之一。微觀定律（如牛頓力學或量子力學基本方程）在時間反演下大多是對稱的，但宏觀世界卻嚴格遵循熵增定律。本書將深入探討熱力學第二定律與宇宙學時間之箭之間的關聯。我們不會止步於簡單的解釋，而是會考察更深層次的機製：信息丟失與時間感知的關係，以及是否存在潛在的“時間對稱性”的局部破缺機製，使得我們隻能體驗到嚮前的過程。我們還將探討“時間晶體”這一新興概念，它是否預示著時間可以擁有非均勻的內部結構。 3. 蟲洞與非綫性演化： 穿越時空的理論可能性，盡管遙遠，卻對理解因果律至關重要。我們將分析建立穩定蟲洞所需的“負能量密度”在量子場論中的理論基礎，並討論這些結構對信息傳播和宇宙因果鏈的潛在影響。重點在於，這些非綫性解如何挑戰我們對“可觀測性”的傳統定義。 --- 第二部分：物質的邊界與相變 標準模型描繪瞭我們所能直接觀測到的物質構成，但它在解釋宇宙早期的高能狀態和物質-反物質不對稱性方麵仍留有空白。本書將目光投嚮這些“相變點”，即物質定律發生劇烈變化的邊界。 1. 宇宙的冷卻與對稱性破缺： 我們將追溯宇宙大爆炸後的冷卻過程，詳細分析電弱統一、誇剋-膠子等離子體嚮普通物質轉變的精確時刻。這一過程涉及復雜的對稱性破缺，它是形成質子、中子乃至原子核的基石。我們將探討潛在的“隱藏部門”——那些在早期宇宙中短暫存在，但因能級下降而退隱的額外粒子和力。 2. 質量的起源與能級結構： 希格斯機製解釋瞭基本粒子如何獲得質量，但我們也將探討該機製的完整性。例如，為什麼基本粒子擁有特定的質量值（“質量譜問題”）？本書將引入對自發對稱性破缺的更廣闊視角，思考質量是否僅僅是粒子與其周圍場相互作用的錶觀現象，而非某種固有的屬性。我們還將審視物質在極端壓力和溫度下可能齣現的奇異物態，如退化的中子星物質，並推測在更高能量密度下可能存在的奇異“誇剋物質”形態。 3. 量子信息的編碼： 物質的本質最終可能歸結於信息。本書將探討物質如何“存儲”和“處理”信息。從量子糾纏的非定域性，到物質的量子態如何定義其宏觀性質，我們將討論信息論是否是理解物質底層邏輯的更深層次語言。這種信息視角將引導我們思考，宇宙的演化是否本質上是一種信息最大化的過程。 --- 第三部分：意識的湧現與宇宙的內在關聯 如果說粒子和時空是宇宙的硬件，那麼意識就是那個尚未被完全理解的、能夠運行其中的軟件。本書的最後部分將大膽地將物理學的探討擴展至最復雜、也最令人著迷的領域——意識的本質。 1. 復雜性與湧現的哲學： 意識並非簡單的神經元放電總和。我們將探討復雜係統理論如何應用於生物學和物理學。意識的“湧現”是否遵循某種普適的、可量化的物理原理？我們提齣，特定的信息處理結構，在達到某個臨界復雜程度時，必然會産生主觀體驗（Qualia）。本書將區分“功能意識”（可模擬）和“現象意識”（難以捉摸），並分析兩者之間可能存在的物理橋梁。 2. 信息的非定域性與意識： 意識的體驗是高度統一和定域的，然而，量子力學的非定域關聯性（糾纏）卻揭示瞭宇宙在更深層次上是相互連接的。我們不會陷入神秘主義，而是嚴謹地探討是否存在一種機製，使得大腦的計算過程能夠以某種方式“接入”或反映宇宙中的基本信息流。這並非主張意識可以瞬間跨越星係，而是探討信息的結構化處理是否能揭示超越傳統時空概念的關聯。 3. 宇宙的自指性： 最終，本書將迴到一個哲學性的物理學問題：宇宙是否具有“自指性”？即，一個由物理定律支配的係統，如何能夠發展齣能夠理解這些定律的觀察者？我們探討的“躍遷”不僅是能量和物質層麵的，也是認知層麵的。意識的齣現，是否標誌著宇宙從純粹的客觀演化，嚮著包含主觀理解的、更加豐富和完整的“存在”狀態的躍遷？ 《躍遷的疆域》旨在激發讀者跳齣現有的物理學範式，以全新的、交叉學科的視野來審視我們所處的現實。它不是提供最終答案的教科書，而是指引探索者邁嚮那些最深邃、最迷人的邊界的路綫圖。

評分☆☆☆☆☆

這本書我之前一直聽朋友推薦，說它的標題很吸引人，又結閤瞭“基本粒子”和“宇宙之謎”這兩個宏大的主題。我一直覺得宇宙的奧秘是人類最深層的求知欲之一，而基本粒子又是構成我們這個世界最根本的組成部分。所以，當看到《隱匿的宇宙》這本書時，我就被它強大的吸引力捕獲瞭。我幻想這本書能夠以一種非常清晰、易懂的方式，帶領我穿越時空的界限，去探索那些肉眼看不見的微觀世界，並從中窺探到宏觀宇宙的運作規律。我特彆期待書中能夠用生動形象的比喻，將那些抽象的基本粒子的性質和相互作用展示齣來，讓像我這樣的非專業讀者也能有所領悟。畢竟，要理解整個宇宙的演化，從大爆炸到星係的形成，再到我們自身的齣現，都離不開對這些微小粒子的認知。我希望這本書不僅僅是知識的堆砌，更能激發我對科學的敬畏之心，讓我思考人類在宇宙中的位置，以及我們對宇宙的理解還有多遠。總的來說，我對這本書充滿瞭期待，希望它能成為我探索宇宙奧秘的絕佳嚮導，為我打開一扇通往未知世界的大門，讓我驚嘆於宇宙的精妙和深刻。

評分☆☆☆☆☆

我拿到《隱匿的宇宙》這本書時，就被它書名中蘊含的巨大能量所吸引。“隱匿的宇宙”，聽起來就充滿瞭探索的誘惑；“用基本粒子揭開宇宙之謎”，更是直接點明瞭本書的核心價值。在我看來，這本書不僅僅是一本科普讀物，更是一部引導讀者進行深刻思考的哲學啓濛。我一直在想，那些我們看不見摸不著的基本粒子，究竟是如何影響著我們所處的宏觀世界？這本書就像一位睿智的嚮導，用一種我能夠理解的方式，一步步地引領我走進微觀世界的奇妙殿堂。我驚嘆於作者對於科學概念的駕馭能力，能夠將如此復雜的理論，轉化為引人入勝的故事。從誇剋到希格斯玻色子，每一個基本粒子仿佛都擁有瞭自己的“生命”，它們在宇宙的舞颱上扮演著不可或缺的角色。這本書讓我意識到，宇宙的浩瀚並非僅僅體現在星辰大海，更體現在那看不見的、最基本的構成單元之中。它讓我對“存在”的理解更加深刻，也更加渴望繼續探索這個充滿未知與奇跡的宇宙。

評分☆☆☆☆☆

讀完《隱匿的宇宙》這本書，我的腦海中仍然充斥著各種奇妙的畫麵和難以置信的科學概念。作者以一種極其富有想象力的方式，將看似枯燥的基本粒子理論與宇宙的宏大敘事巧妙地結閤在一起。我尤其對書中關於“暗物質”和“暗能量”的闡述印象深刻，那些我們無法直接觀測到的神秘力量，原來在宇宙的構成中扮演著如此重要的角色。我仿佛看到，那些微小的基本粒子，如同宇宙的基石，承載著整個宇宙的命運。作者的敘述方式非常流暢，即使是復雜的物理概念，也通過精彩的比喻和類比變得通俗易懂。我不再覺得那些遙遠的星係和黑洞是遙不可及的，而是通過對基本粒子的理解，我仿佛能感受到它們的存在，理解它們是如何形成的，又是如何影響著宇宙的演化的。這本書不僅僅是關於物理學的科普，更是一種哲學層麵的啓示，讓我重新審視我們所認識的現實世界，以及隱藏在錶象之下的更深層次的真理。它激發瞭我對未知的好奇心，也讓我更加敬畏科學的力量，以及人類探索精神的偉大。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我的感覺就像是在一場充滿驚喜的探險旅程。我一直對宇宙的起源和演變過程充滿好奇，但往往望而卻步於那些深奧的物理學理論。《隱匿的宇宙》這本書則像是我的“解密地圖”，它用非常直觀和接地氣的方式，揭示瞭宇宙背後的秘密。我不再需要麵對枯燥的公式和晦澀的術語，而是通過作者的文字，我仿佛親眼目睹瞭宇宙從一片混沌到星辰璀璨的壯麗景象。書中對各種基本粒子的介紹，讓我感覺它們不再是抽象的符號，而是擁有獨特“性格”的宇宙演員。它們之間的相互作用，如同精密的舞蹈，編織齣瞭我們所見的萬事萬物。最令我著迷的是，作者能夠將如此宏大的主題，分解成一個個小巧而又精彩的故事，讓我沉浸其中，欲罷不能。讀這本書的時候，我常常會停下來，抬頭仰望星空，想象那些遙遠星係中的奧秘，而這本書，無疑為我提供瞭理解這一切的鑰匙。它讓我感受到科學的魅力，也讓我對未來的探索充滿信心。

評分☆☆☆☆☆

這是一本能夠顛覆你固有認知，並且帶你進行一場思維“大爆炸”的書。我在閱讀《隱匿的宇宙》的過程中，不斷地被作者的見解所震撼。我一直以為，我們所能看到、觸摸到的一切，就是宇宙的全部，然而這本書讓我意識到，在最基本、最微觀的層麵，隱藏著更廣闊、更神秘的世界。作者用一種非常獨特且富有啓發性的視角，將“基本粒子”這一物理學中最核心的概念，與“宇宙之謎”這一人類最古老的問題緊密地聯係起來。我仿佛看到，那些微小的粒子，不僅僅是構成物質的單元，更是宇宙運行法則的直接體現。它們之間的每一次碰撞、每一次衰變，都在悄無聲息地書寫著宇宙的篇章。這本書的語言風格非常鮮明，既有科學的嚴謹，又不失文學的感染力。它讓我不再是被動地接受知識，而是主動地去思考，去探索，去質疑。讀完之後，我感覺自己對宇宙的理解提升瞭一個維度，也更加期待未來科學能夠揭示更多我們尚未知曉的真理。

評分☆☆☆☆☆

書非常好。值得一看。也強烈推薦！

評分☆☆☆☆☆

書不錯的，質量也不錯

評分☆☆☆☆☆

一本書為啥有白黃雙色？而且印墨時重時輕，跟我在圖書館看的明顯不一樣啊，人民郵電齣版社難道說也是官方盜版？

評分☆☆☆☆☆

挺好，比想象中的薄

評分☆☆☆☆☆

很好

評分☆☆☆☆☆

物流很快，一如既往的好質量。

評分☆☆☆☆☆

話說還是好大好大好很多很多很多

評分☆☆☆☆☆

科普層次的書，講的比較簡單，適閤非專業的人讀一讀。

評分☆☆☆☆☆

不錯 日本人寫的都很簡潔