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無窮大謎題 版權信息
- ISBN：9787567577541
- 條形碼：9787567577541 ; 978-7-5675-7754-1
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
無窮大謎題 本書特色
《無窮大謎題》原著是美國學者弗蘭克·克洛斯撰寫的一部科普著作，介紹量子物理學的不確定性原理在量子場論上的應用與驗證，闡述由早期量子物理學發展而來的當代量子物理學在探索宇宙的生成過程與變化趨勢中的作用，以比較通俗的文字作量子物理學“不確定性之謎”的科學解說，是一部獨樹一幟的科普讀物。
無窮大謎題 內容簡介
一切都始于無窮大的謎題。求解答案中出現的無窮大對物理學家來說是一個難題，這代表著理論的失敗。令人沮喪的是，在20世紀30年代杰出工作的高峰——量子電動力學（QED）這一偉大理論的應用之中，無窮大不斷出現。到20世紀50年代，這個困境的解決方案引發了三十年極富創意的研究活動，這個過程伴隨著物理學家們尋求統一自然界的三種基本作用力——電磁力、弱作用力和強作用力——所做的努力。 為解決“無窮大謎題”和統一基本相互作用力而進行探索的歷史故事。《無窮大謎題》作者弗蘭克·克洛斯是一位粒子物理學家，他本人見證了這個“物理學黃金時代”的后半部分，在書中刻畫出了科研競爭中的人性方面。無論在科學上還是對個人而言，研究無窮大謎題的回報相當之高。解決這些問題的意義都很重大，帶來的是諾貝爾獎和永恒的榮耀。書中的人物包括許多20世紀后期偉大的物理學家：溫伯格，薩拉姆，特霍夫特，沃德，希格斯，等等。克洛斯的敘述展示了超群的智力、僵局、個性、政治以及相當的運氣在取得物理學重大突破的過程中是如何發揮了各自的作用，而正是這些重大突破為歐洲核子中心（CERN）進行的實驗奠定了基礎。
無窮大謎題 目錄
致謝
序言：阿姆斯特丹1971年
**部分 創世記
第1章 無窮大的點
第2章 謝爾特島和QED
第3章 費恩曼、施溫格……和朝永振一郎（以及戴森）
幕間休息1950年
第4章 阿布杜斯·薩拉姆——一個強勁的開端
第5章 楊一米爾斯……和肖
第6章 約翰·沃德恒等式
第7章 弱相互作用力和電磁作用力的結合——至1964年
幕間休息1960年
第8章 對稱性破缺
第9章 “以我名字命名的這個玻色子”，即希格斯玻色子
幕間休息20世紀60年代中期
第10章 1967年：從基布爾到薩拉姆和溫伯格
第11章 “現在，我介紹一下特霍夫特先生
幕間休息20世紀70年代初期
第二部分 啟示錄
第12章 BJ和宇宙夸克
第13章 錯誤的喜劇
幕間休息1975年
第14章 重光子
第15章 “熱烈贊美，當之無愧
第16章 大型實驗裝置
幕間休息20世紀末
第17章 通往無窮大及其之外
尾聲：無窮大的篝火盛宴
后記
參考文獻
注釋
人名中英對照表
序言：阿姆斯特丹1971年
**部分 創世記
第1章 無窮大的點
第2章 謝爾特島和QED
第3章 費恩曼、施溫格……和朝永振一郎（以及戴森）
幕間休息1950年
第4章 阿布杜斯·薩拉姆——一個強勁的開端
第5章 楊一米爾斯……和肖
第6章 約翰·沃德恒等式
第7章 弱相互作用力和電磁作用力的結合——至1964年
幕間休息1960年
第8章 對稱性破缺
第9章 “以我名字命名的這個玻色子”，即希格斯玻色子
幕間休息20世紀60年代中期
第10章 1967年：從基布爾到薩拉姆和溫伯格
第11章 “現在，我介紹一下特霍夫特先生
幕間休息20世紀70年代初期
第二部分 啟示錄
第12章 BJ和宇宙夸克
第13章 錯誤的喜劇
幕間休息1975年
第14章 重光子
第15章 “熱烈贊美，當之無愧
第16章 大型實驗裝置
幕間休息20世紀末
第17章 通往無窮大及其之外
尾聲：無窮大的篝火盛宴
后記
參考文獻
注釋
人名中英對照表
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無窮大謎題 節選
《無窮大謎題》： 經典力學的挑戰是：如果你知道物體現在所處的位置，在未來某一時刻物體的位置會在哪里？——比如確定行星的運動。17世紀，艾薩克·牛頓闡明了運動定律：在沒有外力作用的情況下，物體以勻速運動；反之，施加一個外力會給予物體加速度。這啟發了能量的概念：比如說，和運動有關的能量叫“動能”，而物體所處狀況使其有可能獲得動能時，它就具有隱藏的能量或“勢能”，勢能和動能之和是守恒的。這就是我們很多人*初接觸力學時學到的定律。我們學習牛頓的方法，運用能量守恒定律，弄清楚物體是如何移動的。 牛頓的經典力學適用于大的物體，但是在原子尺度上，它得讓位給量子力學。量子力學的*初構建模仿了牛頓的方法。然而，出生于意大利的法國數學家約瑟夫一路易斯·拉格朗日在18世紀發明了另一種技巧去解決經典力學問題。1942年，費恩曼采用拉格朗日的方法，在劍橋數學家保羅·狄拉克十年前的開拓性工作的基礎之上，重新構建了量子力學。 拉格朗日考慮的是動能和勢能的差，而不是關注動能和勢能的（守恒的）總和。在物體運動軌跡上任意一點的這個差值被稱為拉格朗日量。然后你只需把這個路徑上的拉格朗日量的數值從頭至尾全部加起來。這個總和，或者“積分”，被稱為作用量。一個顯著的特點是，一個物體在規定時間內從一點到另一點經過的路徑就是作用量*小的那一條路徑。 *小作用量原理引出了拉格朗日運動方程，借助這個方程，學生們能夠輕松解決經典力學里的問題，而這些問題如果使用牛頓的方法將會極其復雜。在所有情況下，這兩種方法得出的結果都是一樣的。 我們往往認為大物體的行為是顯而易見的，而量子世界里物體的行為卻神秘莫測。因此，彈子球以特定的方式——實際上以作用量*小的方式——相互彈開，而原子束在某些方向的散射卻比另一些方向更多。原子*后總是分布在或密集或稀疏的區域，就像通過一個開口衍射出來的水波既有波峰也有波谷。我們像孩子一樣感受宏觀世界，并建立相應的直覺，但波一樣的原子并不在其中。但是，作用量的概念揭示了存在于看似熟悉的現象中的意外秘密，并且使得那些原本顯得神秘的現象合乎情理。聚焦于作用量使量子世界顯得相對自然，而且也揭示了經典力學定律源自于作為其基礎的量子力學。 在經典力學中，作用量的意義實際上相當怪異。一個物體真的是在首先嘗試了所有可能的路徑，計算了它們的作用量，選定了神奇的解決辦案之后，才沿著一條唯一的指定軌跡運動的嗎？沒有生命的物體像蟻群一樣設法派出偵察隊，這個想法似乎很不真實。然而，系統仿佛事先就知道該怎樣去往它想去的地方。在沒有外力作用的情況下，一個物體的自然趨勢就是沿著直線運動，而不是沿著有無限多種可能的z字線或曲線運動，如此想來這確實挺神秘。費恩曼的天才之處在于，他意識到這一點對量子世界比宏觀世界更有意義，并且洞見到發展量子力學的新途徑。 量子世界之所以顯得陌生而古怪，是因為粒子似乎能去到任何地方——只是機會問題。費恩曼以此作為出發點：他假設所有的路徑都是可能的，不僅僅只有那些作用量*小的路徑。螞蟻到處散開。費恩曼想象時間被分成片段并且設問：如果一個粒子在零時刻位于某一點，那么它在指定的未來時刻位于另一個點的概率有多大？在他的公式里，概率是一個復數的平方，被稱為概率振幅，僅僅和作用量相關。“ 這里的思路是首先計算每個路徑的作用量的值，包括那些在正常的經驗里顯得很荒謬的運動軌跡。在費恩曼并合了相對論的圖象里，甚至包括粒子在時間里向前和往后的運動軌跡。事實上，在量子力學里，單個粒子有無窮多種可能的運動路徑。但是，當一群粒子聚集在一起形成一個大的物體比如一個分子時，除了非常接近經典的那些路徑以外的所有路徑，它們各自的振幅會互相抵消。而對于一個真正宏觀的物體，例如一個行星，只有經典力學的唯一運動軌跡會得以幸存。 這些想法也許看上去很奇怪，但實際上我們是相當熟悉的：它們類似于從一個輻射源向所有方向輻射出的電磁場，其呈起伏傳播的波中會出現有序的幾何形狀的光線。”費馬在17世紀發現了一條黃金法則：在從一點到另一點的所有可能的路徑中，光實際上采取的是所費時間*短的那一條。15向所有方向傳播的波，比方說，如果碰到一面鏡子，也會從所有方向被反射回來。不同的波匯合，在一些方向疊加，在另一些方向抵消。在被鏡子反射的情況下，除了沿直線到達鏡子的那些波，所有疊加的波相互抵消掉了，它們會從同樣的角度被反射回來。沿著這條路徑，波看上去就像單純的“光線”。 ……
無窮大謎題 作者簡介
趙強，1988-1998年就學于北京大學技術系。本科和碩士）和物理系（博士）。1998-2005年曾在法國和英國從事博士后研究，入選英國EPSRC基金會青年人才計劃Advanced ResearchFellow。2005年起，受 騁*****高能物理研究所“引進國外杰出人才（百人計劃）”研究員，獲國家自然科學基金委“杰出青年科學基金”資助，入選“科技部中青年科技創新領軍人才計劃”和第三批國家“萬人計劃”科技創新領軍人才。現為中國物理學會高能物理分會秘書長，中國物理學會核物理分會常務委員。主要從事中高能物理核物理、強子物理和粒子物理唯象理論研究。
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