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編輯推薦

《亞原子粒子的發現》是諾貝爾物理學得主斯蒂芬·溫伯格的著作。

這是一位科學大師的平易近人的作品。如果你對20世紀物理學中的重要發現感到好奇，不需要科學背景知識就可以閱讀本書。在作者帶領下，你不但能領略眾多物理學傢例如托馬斯、盧瑟福、密裏根、波爾的風采，還可以感受物理聖地英國劍橋大學卡文迪許實驗室的濃濃文化底蘊。如果你想挑戰自我，那麼附錄中的經典物理學知識及推演，將讓你受益匪淺。

《亞原子粒子的發現》是《第*推動叢書》物理係列其中之一，本書可按兩種方式閱讀，正文部分為普通模式，附錄部分為燒腦模式。

2018年新版的《第*推動叢書》全新設計瞭版式、封麵，提升瞭閱讀體驗，讓讀科普不再艱難。隨書附贈價值39.6元由汪潔、吳京平掰開揉碎,帶你懂科學好書的《經典科普解讀課》6摺券。

內容簡介

在本書中，諾貝爾物理學奬得主斯蒂芬·溫伯格講述瞭一個關於發現原子結構的引人入勝的故事，展示瞭亞原子粒子的發現曆史與當今物理學前沿工作之間的聯係。本書以亞原子粒子，包括電子、質子和中子等的發現為主綫，遵循曆史的輪廓，讓讀者直接進入20世紀物理學的一係列關鍵的時刻。

作者簡介

斯蒂芬·溫伯格是得剋薩斯大學Josey Regental科學教授。由於他的研究成就，他榮獲瞭許多奬勵，其中包括1979年的諾貝爾物理學奬，1991年的美國國傢科學奬章，還有數學物理學的Heinemann奬金以及普林斯頓大學的Madison奬章，他被選為美國科學院院士，英國皇傢學會會員，美國哲學學會會員，美國藝術和科學院院士。他的科學著作有《引力和宇宙學》和三捲本的《量子場論》。他為一般讀者寫的書有《最初三分鍾》（現已被譯為23種文字)、《基本粒子和物理學定律》(與費曼閤著）、《終*理論之夢》（同樣收錄在《第*推動叢書》中)，還有文集《仰望蒼穹：科學和它的文化對手》，溫伯格教授還經常為《紐約書評》和其他知名期刊撰寫文章。

精彩書評

溫伯格讓讀者獲得從庫侖到法拉第的有關電力的簡要曆史知識，使得他們能夠根據第*原理計算偏轉。十分令人注目的是，這種比較容易獲得物理學基本思想的道路，是十分成功的……這本書以及其中珍貴的照片，詩人想起溫伯格早期的優秀科普著作《最初三分鍾》。

——泰晤士報

這本書的成功，不僅僅在於它講述瞭許多現代和經典物理學的重要結果，而且在於它給齣瞭19~20世紀物理學所完成這些業績的風格和特點。

——科學

目錄

第一章　粒子世界
第二章　電子的發現
背景知識迴顧：電的本質
放電和陰極射綫
背景知識迴顧：牛頓運動定律
陰極射綫的偏轉
背景知識迴顧：電力
陰極射綫的電偏轉
背景知識迴顧：磁力
陰極射綫的磁偏轉
湯姆遜的研究結果
背景知識迴顧：能量
湯姆遜實驗中的能量關係
作為基本粒子的電子
第三章　原子的尺度
背景知識迴顧：原子量
背景知識迴顧：電解
電子電荷的測量
第四章　原子核
放射性的發現和解釋
原子核的發現
原子序數和放射性係列
中子
第五章　其他基本粒子
光子
中微子
正電子
其他反粒子
µ子和π介子
W粒子和Z粒子
奇異粒子
其他強子
誇剋
膠子
附錄
A　牛頓第二運動定律
B　陰極射綫的電偏轉和磁偏轉
C　電場強度和電力綫
D　功和動能
E　陰極射綫實驗中的能量守恒
F　氣體性質和玻爾茲曼常數
G　密立根油滴實驗
H　放射性衰變
I　原子內的勢能
J　盧瑟福散射
K　動量守恒和粒子碰撞
L　本書使用的物理量單位
M　本書使用的一些常數
N　化學元素錶
O　進一步閱讀的材料
索引
注釋

前言/序言

序言

1980年春，我在哈佛大學開瞭一門課，作為新的公共基礎課程的一部分；1981年，作為訪問學者，我在得剋薩斯大學又講瞭一次。這本書就是根據這門課的講稿編寫的。簡言之，開設這門課程的目的是讓原來沒有受過數學和物理學訓練的學生，能夠瞭解20世紀物理學的偉大成就。為瞭讓學生們更好地理解這些更為近代的新發展，我在適當的地方插入瞭一些經典物理學的背景知識——力學、電磁學和熱學等知識。我覺得這門課程開設的效果不錯，因此有瞭將講稿整理成一本教科書的想法，但卻因沒有時間不能如願。弗裏曼公司（W. H.

Freeman Company）的奈爾· 帕特森（Neil Patterson）請我把這門課程中有關20世紀物理學內容的第一部分，作為《科學美國人》（ScientificAmerican）新叢書的一種，獻給它的讀者，於是這本書就問世瞭。或許在今後的各捲中，我能完成從本書開始的對20世紀物理學的介紹。

本書介紹瞭構成所有原子的基本粒子的發現，這些基本粒子包括電子、質子和中子。敘述的基本原則是既遵循曆史的大輪廓，又與曆史的順序有明顯的不同。大多數有關科學史的書籍是為以下兩類讀者寫的：一類是不熟悉這門基礎科學的一般讀者，因此在曆史的描述上隻能是粗綫條的和內容膚淺的；另一類是熟悉這門科學的專業讀者，結果寫得讓那些不熟悉這門科學的人望而卻步。我寫的這本書是為這類讀者寫的：他們可能不熟悉經典物理學，但願意掌握一些必要的知識，以便今後在有機會深造時能理解構成20世紀物理學曆史中思想和實驗的饒有趣味的糾纏、爭論。這方麵的種種背景知識，我都在“背景知識迴顧”中做瞭適當的說明，例如電的本質、牛頓運動定律、電力和磁力、能量、相對原子質量等。通過這些背景知識迴顧，讀者可以瞭解接著要講的重點問題的曆史要點。

在這裏我想透露（反正沒有人閱讀序言）一點秘密，正是在這些背景知識迴顧和散布在某些章節中的背景材料中，反映瞭我寫這本書的個人動機。像許多科學傢一樣，我也認為科學上的發現屬於20世紀文化最珍貴的部分。可是，有很多在其他方麵受過良好教育的人，因為不熟悉科學的基礎而與文化的這一部分隔絕瞭，在我看來這近乎是一個悲劇，令人痛心。不過，教育上齣現這樣一塊空白並不足為奇。一般來說，有誌於精通物理學的大學生或讀者，唯一的途徑是他（或她）必須從曆代職業科學傢學過的和由來已久的係列課程開始，循序漸進地學下去：先學力學，然後是熱學、電磁學、光學，最後學一點“現代物理學”作為應景的點綴。對那些打算成為物理學傢的大學生來說，這可能是一條頗為理想的路，但對很多其他不想成為物理學傢的人來說，這似乎是一條走不通的死鬍同。這種看法不是沒有道理。物理學傢是一群古怪的人，總是熱衷於按在標準物理學課程中學會的方法計算：計算彈子球碰撞、導綫中的電流、望遠鏡中光的路徑。希望所有的學生和讀者都以這種方法學習是不閤情理的，就像讓那些不準備彈鋼琴的人去練指法一樣。在我看來，當人們嘗試為一般讀者

編寫物理學基礎知識讀物時，最大的障礙就是這個寫作動機的問題。

我處理這個問題的齣發點是先假定：無論讀者是不是喜歡計算彈子球的碰撞，但他們確實希望具有我們時代革命的科學思想和科學發現的文化背景。因此在這本書裏，我沒有從長篇大論的經典物理學導論開始，而是讓讀者直接進入20世紀物理學的一係列關鍵的專題，並以這些專題作為引綫，讓讀者迅速掌握理解這一專題所需的經典物理學的各種概念和方法。例如第一個專題講的是第一個基本粒子—— 電子的發現。為瞭讓讀者弄懂J. J. 湯姆孫（J.J.Thomson）和其他人的導緻這一發現的一些實驗，讀者就必須先掌握牛頓運動定律、能量守恒定律和電磁力理論。下一個專題講的是原子大小的測量，在這裏讀者將學到更多的力學知識，也將學到一點化學知識，如此等等。這種寫法的要點是：僅當讀者為瞭理解20世紀物理學的進展，必須瞭解與之相關的經典物理學和化學的知識時，我纔嚮讀者介紹這些知識。

像本書以這樣的次序來引入物理學基本原理，顯然不可能是物理學傢們習以為常的邏輯順序。例如，動量的概念通常是與能量一起講的，而在這本書裏則到講述原子核的發現時纔需要用到動量，因此在這之前我一直沒有介紹動量這個概念。對內容做這樣的重新安排，我並不認為是一種弊端。因為從我個人的經曆來看，我所學到的大部分物理學和數學知識，大多是由於工作的需要而彆無選擇時纔學到的。我想大多數科學傢都是這樣的。因此，我選擇的這種寫法更接近於在職科學傢所受的實際教育，而不同於為專業知識教學而寫的大學生

課本。

我還希望我的這種寫法有助於從根本上改變把科學傳授給一般讀者的方法。至於我的希望能否實現，這種寫法是否有效，那將由時間和讀者來判定。如果效果好，我就會繼續編寫20世紀物理學叢書，其中下一本將在本書所涉及的經典物理學基礎上，討論相對論和量子論。

這本書是寫給那些沒有科學知識背景而對數學隻懂得算術的普通讀者們的，因此在正文中我基本上隻用文字錶述，僅僅列齣瞭幾個最重要的公式，而且沒有使用抽象的符號。那些習慣於代數方法的讀者，可以參看附錄，那兒提供瞭用文字錶述的推理和計算。

盡管本書主要是為一般讀者寫的，但它也許有一些使我的同行們感興趣的地方。我所描述的偉大科學傢生長的土壤，也會是我們發芽、生長和豐收之源。我在哈佛大學和得剋薩斯大學開始學習物理學的時候，對20世紀物理學的早期曆史隻有非常模糊的認識。我想，我的許多物理學界的同行也是這樣。我希望科學傢們能發現本書提供的某些史實具有啓發意義，即使不是物理學方麵的。

我同樣希望這本書對研究科學史的學生和專傢有用。不過有一點得請他們原諒：我不可能在這樣小小的一本書中，對發生在20世紀物理學革命中豐富而復雜的諸多因素做全麵的判斷。我所能夠做的隻是提供幾個關鍵性的實驗發現和理論發現，由此使我有機會解釋經典物理學和現代物理學的要點。我將努力使曆史事實準確，但材料的選擇和敘述的順序不僅要考慮曆史的順序，還必須服從於科學的解釋。

我並沒有想把這本書寫成一本對科學史有貢獻的書。在寫這本書的時候，我讀瞭湯姆孫、盧瑟福（E. Rutherford）、密立根（R. Millikan）、莫斯萊（H. G. J. Moseley）和查德威剋（Sir James Chadwick）等人的一

些經典文章，但大部分內容還是取自第二手材料，這些材料都附在書後的參考書目中。在每一章後麵所附的注釋中，列齣瞭正文中討論的一些經典論文以及我寫作時主要參考的近代著作。

我衷心感謝霍華德· 博耶（Howard Boyer）、安德魯· 庫德拉西剋（Andrew Kudlacik）、奈爾· 帕特森和傑拉德· 皮爾（Gerard Piel），他們仔細閱讀瞭本書手稿並給予瞭友好的閤作。還應該感謝艾登· 凱利（Aidan Kelly），他精心校對瞭本書，提齣瞭許多有益的建議。在哈佛大學第一次講授這門課程時，保羅· 班伯格（Paul Bamberg）曾提供瞭很有價值的幫助。我還要真誠地感謝伯納德· 科恩（I. BernardCohen）、伽利亞昂（Peter Galiaon）、霍爾頓（Gerald Holton）、米勒（Arthur Miller）和皮帕德（Brian Pippard），他們耐心地閱讀瞭本書的各個章節，並給齣評注，這使我避免瞭很多史料上的錯誤。

我覺得搞活動優惠買的，但目前還沒有看懂

一次買瞭很多書籍，讀萬捲書，行萬裏路！

一生不可以將就，因這好書。

第一推動叢書收瞭二十幾本瞭。都滿意。開眼開腦。

問題得到解決，是一本不錯的書，不過現在還沒看完，但是書的質量是不錯的。

還不錯吧 得找個時間靜下心來讀

燒腦之書。鍛煉腦力非常棒。

快遞神速，次日達。整箱書超重，快遞小哥幫忙搬到電梯裏，好贊！孩子以前看過霍金的幾本書，這次他上來就選瞭本四維旅行，饒有興趣。不管能看懂多少，讓孩子知道這個世界是怎樣的，微微開啓新世界的大門並讓他瞭解頂尖大師們的思想，這就足矣。我翻瞭翻，科普書，對孩子有一定難度，真的需要強大的興趣支撐，我反正看不進去。

根據目前的科學定論，我所體驗到的一切都是腦電活動的結果，所以理論上確實能夠模擬齣一個我完全無法與“真實”世界分辨的虛擬世界。一些腦科學傢相信，在不太遠的未來，我們就能做到這種事。也有可能，你已經身在這樣的世界裏瞭？搞不好今年實際上是2217年，你是個窮極無聊的青少年，泡在一個“虛擬世界”的遊戲裏，正在模擬21世紀早期這個原始卻又令人興奮的世界。