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『簡體書』走向统一:粒子物理之路

書城自編碼: 3772740
分類:簡體書→大陸圖書→科普讀物科學世界
作者: 张天蓉
國際書號(ISBN): 9787302575504
出版社: 清华大学出版社
出版日期: 2022-07-01

頁數/字數: /
書度/開本: 16开 釘裝: 平装

售價:HK$ 84.9

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为什么爱因斯坦最后三十年似乎一无所获?
他晚年所追求的“统一理论”到底是什么?
科学牛人们在物理学统一大业上都做了哪些努力?
人类未来会创造一个放之四海而皆准的“万物之理”吗?
二十世纪初物理界的两场革命,带给了我们相对论和量子理论。如今,物理学需要新一轮的革命,将两者结合统一在一起。这种微观和宇观的统一,是否能为物理学以及其他科学的统一之路,开辟出一条新的路径?相信科学家们将继续努力,让我们期待欣赏大自然更高一层次的“简约之美”!
內容簡介:
爱因斯坦逝世后,物理学家们在这条统一路上,又走过了一个甲子的历程。六十年的风风雨雨,点点滴滴,理论物理学家们作了些什么?统一之路如今走到了哪里?前途如何?本书作者从介绍牛顿力学、量子力学开始,到数学中的群论、对称守恒原理,再介绍标准模型、规范理论、量子场论、费曼路径积分、费曼图等等,让读者对理论物理中的“统一”大框架,特别是主流物理界公认的“标准模型”,有一个基本认识。然后,也探讨一下统一理论与大爆炸宇宙学、暗物质、暗能量的关系,以及标准模型的困难和局限,简要地介绍包括弦论、M理论、弦网等概念,让读者不仅领略到理论的美妙,科学家的追求,也体会到科学研究的艰辛,激励年轻人对探索自然规律的愿望和好奇心,踏进科学的大门。
關於作者:
张天蓉,女,四川成都人。科普作家,美国得州奥斯汀大学理论物理博士。研究方向黑洞辐射、费曼路径积分、毫微微秒激光、高频及微波通讯的EDA集成电路软件等。发表专业论文三十余篇。所著科普著作《永恒的诱惑:宇宙之谜》入围2016中国好书奖,并获得科技部2017年全国优秀科普作品奖。
目錄
引言物理理论的简约之美//00
第一篇从牛顿到爱因斯坦//00
1. 统一路上话牛顿//0
2. 法拉第和麦克斯韦的忘年交//0
3. 时间、空间成一统//0
4. 惯性、引力、流形与几何//0
5. 突破维数的疆界//0
6. 外尔——苏黎世一只孤独的狼//0
第二篇奇妙的量子世界//0
1. 普朗克放出量子精灵//0
2. 薛定谔的紧箍咒//0
3. “不确定”的海森伯//0
4. 哥本哈根的灵魂//0
5. 狄拉克玩数学//0
6. 泡利——上帝的鞭子//0
7. 自旋的奥秘//
8. 造物者的灵符//
9. 费曼的游戏//
10. 粒子和场//
第三篇对称和群论//
1. 少年天才创群论//
2. 奇妙的旋转//
3. 何谓“李代数”//
4. 数学才女论守恒//
5. 对称破缺之谜//
第四篇粒子动物园//
1. 追寻世界的本源//
2. 从炼金术到周期率//
3. 原子模型//
4. 粒子家族大爆炸//
5. 基本粒子知多少//
第五篇标准模型//
1. 规范理论的诞生//
2. 杨米尔斯理论//
3. 上帝是个左撇子?//
4. 俘获上帝粒子//
5. 电弱同道//
6. 夸克世界五彩缤纷//
第六篇大爆炸、统一论及其他//
1. 观察时间的起点//
2. 世界为什么是这个样子//
3. 暗物质和暗能量的启示//
4. 群星灿烂//
5. 顽固的引力//
6. 轮椅上的奇迹//
7. 威滕的菲尔兹奖//
8. 期待革命//

参考文献//
內容試閱
本书定名为《走向统一: 粒子物理之路》,其主要讲述的并不是爱因斯坦本人的工作和成就,而是记录了众多理论物理学家们在追求探索“统一理论”的道路上留下的足迹。
自古以来,科学家们就追求理论的完美,牛顿力学的经典理论算是实现了物理理论统一的第一座丰碑,法拉第和麦克斯韦将“电、磁、光”三者统一在一组漂亮而对称的方程式中。爱因斯坦在成功地建立了两个相对论之后,便萌生了“统一大梦”,企图寻找一个能够解释万物的理论,但最后以失败而告终。至今又过去了大半个世纪,数千
名物理学家前赴后继地追随爱因斯坦的梦想,探求万物之理。在这条坎坷的统一路上,虽然看起来颇有进展,却仍然未得其果。
几十年来,与统一大业有关而发展起来的理
论模型不少: 基本粒子标准模型、宇宙大爆炸学说、描写相互作用的规范场、量子引力、超弦理论、
超对称、M理论、大统一论、万有理论,哪一个算得上是统一理论呢?都是,又都不是。这些理论中固然有不少交叉和重复,但即便所有理论的总和,也远远够不上是“万物之理”。
也许所谓的万物之理并不存在!实际上,每提出一个新理论,解决了某些老问题,又往往会产生出许多新的未解之谜。其实这就是科学发展进步的正常途径,寻找万物之理,不过是代表了人类追求探索大自然秘密的一个循环上升而无限逼近的过程而已。
此外,物理学是基于实验和观测的科学,正如著名物理学家温伯格所说: “物理学并不是一个已完成的逻辑体系。”过去和现在不是,将来也不会是。物理理论必须不断地改造和修正,不断地革命,才能符合从实验和观测中得到的新数据。
尽管万物之理难以企及,但是,追求美是人类的天性,追求一个统一的“万物之理”便是这种天性在物理学中的体现。
20世纪80年代初期,广义相对论量子化的研究曾经引人瞩目,在得克萨斯州大学奥斯汀分校的相对论及理论物理中心,荟萃了研究量子引力的几位大师级人物,其中有: 费曼的老师约翰·惠勒,引力量子化的奠基人布莱斯·德威特,霍金在英国的博士指导教授丹尼斯·夏玛。此外还有属于年轻一辈的几位。后来,又来了诺贝尔奖得主温伯格教授。笔者当年在那里攻读博士学位期间感觉受益匪浅,也亲身感受到物理大师们孜孜不倦地寻求“万物之理”的奋斗精神。
几十年一晃而过,虽然几位老一辈的物理学家已经作古,当年的年轻人也人到中年,却仍然在继续努力,探索不止。
为此,笔者将这本小书奉献给渴求了解物理统一理论的广大读者们,并以此纪念那些为求万物之理而辛勤耕耘、默默奉献的无数物理学前辈们!

 

 

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