目 錄
序言一（葉銘漢） / i
序言二（Egil Lillestol） / iii
前言 / ix
第一部分 向內(nèi)看
第一章 對(duì)物質(zhì)認(rèn)識(shí)的開(kāi)拓 3
1.1　大宇宙與小宇宙 3
1.2　古代的原子論11
1.3　近代科學(xué)的萌芽16
1.4　光是粒子還是波？ 20
1.5　化學(xué)家從困惑到周期律發(fā)現(xiàn) 25
1.6　跨過(guò)以太的波——電磁理論 28
第二章 粒子物理的曙光 33
2.1　能透視的輻射——X射線的發(fā)現(xiàn) 33
2.2　打開(kāi)了新窗戶——放射性 36
2.3　第一個(gè)亞原子粒子——電子的發(fā)現(xiàn) 38
2.4　 是光線患了神經(jīng)分裂癥嗎？——普朗克的能量子和光電效應(yīng) 42
2.5　發(fā)現(xiàn)原子核——盧瑟福實(shí)驗(yàn) 45
2.6　玻爾的原子模型——量子躍遷 48
2.7　不確定性的奇妙世界——測(cè)不準(zhǔn)的模糊世界 52
2.8　打碎原子的第一個(gè)武器——高壓倍加器 56
2.9　核內(nèi)隱藏的力——質(zhì)子、中子與結(jié)合能 59
第三章 走進(jìn)夸克世界 66
3.1　從太空來(lái)的宇宙射線粒子——正電子、π介子μ子 66
3.2　 我們世界中的鏡像——狄拉克正反世界和正電子的發(fā)現(xiàn) 71
3.3　 難道是“無(wú)事空忙”嗎？——第一個(gè)精靈電子中微子 77
3.4　核內(nèi)核子的強(qiáng)作用膠合力和弱作用力 81
3.5　 從“兒童旋轉(zhuǎn)木馬”——第一個(gè)回旋加速器到多個(gè)世界高能物理研究中心 85
3.6　 從奇異粒子家族到粒子王國(guó)——K介子及其他 96
3.7　 第二個(gè)精靈——μ中微子的發(fā)現(xiàn) 100
3.8　在夸克海中探險(xiǎn)——物質(zhì)更深層次的夸克模型 103
3.9　 獵到了夸克——核子深度非彈性散射實(shí)驗(yàn)和τ輕子的發(fā)現(xiàn) 107
第四章 力的統(tǒng)一和標(biāo)準(zhǔn)模型的確立 114
4.1　愛(ài)因斯坦的終極夢(mèng)想——統(tǒng)一場(chǎng)論 114
4.2　微觀世界的對(duì)稱性和宇稱守恒與不守恒 117
4.3　一個(gè)大氣泡室內(nèi)的精靈——弱作用中性流被證實(shí) 123
4.4　粲夸克的發(fā)現(xiàn)及其家族 128
4.5　 粲粒子家族的研究中心——北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)和北京譜儀 132
4.6　夸克被“囚禁”——夸克之間的色力和三噴注 138
4.7　電弱作用統(tǒng)一與發(fā)現(xiàn)中間玻色子W和Z 144
4.8　b夸克與t夸克以及第三個(gè)精靈——τ中微子的發(fā)現(xiàn) 150
4.9　標(biāo)準(zhǔn)模型和基本粒子家族 161
第五章 近年來(lái)的大型粒子物理實(shí)驗(yàn)和理論的進(jìn)展 166
5.1　從CERN的SPS到LEP和LHC 166
5.2　看到“看不見(jiàn)的粒子”的藝術(shù)——粒子探測(cè)器 171
5.3　LEP上的大型實(shí)驗(yàn) 185
5.4　“上帝粒子”——希格斯粒子的發(fā)現(xiàn)和LHC上的四個(gè)大型國(guó)際合作實(shí)驗(yàn) 189
5.5　標(biāo)準(zhǔn)模型之外的粒子和超弦理論 204
5.6　夸克-膠子等離子體和相對(duì)論重離子碰撞 212
5.7　粒子-反粒子變換與 CP破壞 219
5.8　三個(gè)精靈會(huì)變臉嗎？——大亞灣中微子實(shí)驗(yàn) 225
第二部分 向外看
第六章 認(rèn)識(shí)宇宙 233
6.1　從混沌到宇宙 233
6.2　從望遠(yuǎn)鏡中看到了什么？ 236
6.3　銀河系與銀河系外的家族——宇宙在膨脹嗎？ 242
6.4　沒(méi)有昨天的今天到微波的“咝咝聲” 248
6.5　什么是宇宙暴漲？ 251
6.6　空前的大爆炸 254
第七章 從不同方式進(jìn)一步探索宇宙 258
7.1　核物理揭開(kāi)群星閃爍的天幕和恒星的生死之謎 258
7.2　 從灰燼到塵�！�—老年星熔爐中的新物質(zhì)和超新星爆發(fā)時(shí)重核產(chǎn)生 263
7.3　恒星燈塔——中子星和脈沖星 268
7.4　中微子天文學(xué)的黎明——從超新星來(lái)的精靈 272
7.5　宇宙加速器——宇宙射線源及其傳播 279
7.6　最后的坍塌——進(jìn)入黑洞 287
7.7　黑洞還是“灰洞” 291
7.8　 太空中的大眼睛——哈勃太空望遠(yuǎn)鏡和它看到的 294
7.9　狂暴的太空——遠(yuǎn)紫外線和X射線的觀測(cè) 299
7.10　神秘的太空γ射線與γ暴 304
7.11　進(jìn)一步開(kāi)拓探測(cè)宇宙太空窗口 310
第八章 無(wú)窮宇宙中的圖案與精細(xì)探索宇宙 319
8.1　萬(wàn)物中最大的結(jié)構(gòu) 319
8.2　耀眼的余燼——活躍星系核的故事 321
8.3　探索難以捕捉的暗物質(zhì) 324
8.4　 從“壯漢”“褐矮子”的暗物質(zhì)跡象到暗物質(zhì)粒子探索熱潮 326
8.5　“精密宇宙”時(shí)代研究的開(kāi)端——COBE觀測(cè)衛(wèi)星 334
8.6　 宇宙的種子——時(shí)間零點(diǎn)處的漣漪和COBE-WMAP-PLANCK 338
8.7　宇宙到底有多老？ 343
8.8　21世紀(jì)探索夸克與宇宙相聯(lián)系的11個(gè)問(wèn)題 347
結(jié)語(yǔ) 349
參考文獻(xiàn) 353
附錄 1 英文縮寫(xiě) 358
附錄 2 諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)年表 362
附錄 3 中國(guó)暨華裔相關(guān)部分科研重大貢獻(xiàn)人物簡(jiǎn)表 373
后記 377