《小宇宙探微》講述了小宇宙中物質世界層次，由分子，而原子，而原子核、原子碎片，而基本粒子，而夸克，而亞夸克……真是“庭院深深深幾許，簾幕無重數”，至小無內。大、小宇宙看似毫不相關，物質運動規律竟然殊途同歸，大有合二為一的趨向……人們感到，極微世界的許多難解之謎的謎底，也許要在茫茫宇宙的重重迷霧中找到呢。哲學家在熱烈爭論物質無限可分的古老命題，物理學家則在默默地辛勤耕耘，他們信奉的格言——讓事實說話。夸克如何“膠合”為強子的，夸克之間的相互作用，如何導致將夸克“囚禁”起來，以致幾十年人們無論如何想盡辦法，也無法直接一睹自由狀態夸克的芳容。
基本介紹
- 書名：小宇宙探微
- 類型：科學與自然
- 出版日期：2013年2月1日
- 語種：簡體中文
- ISBN：9787535179449
- 作者：張端明 何敏華
- 出版社：湖北教育出版社
- 頁數：181頁
- 開本：16
- 品牌：湖北教育出版社
內容簡介,作者簡介,圖書目錄,後記,
內容簡介
《小宇宙探微》由湖北教育出版社出版
作者簡介
張端明，男，1941年5月生，湖北武漢市人。華中科技大學物理系教授、博士生導師，享受國務院特殊津貼專家。曾任華中科技大學特聘教授、凝聚態物理——材料物理中心主任，中南理論物理中心副主任，湖北省科普作家協會副理事長，湖北省物理協會理事，中圈高能物理學會會員，美國物理學會會員，美國科學促進會會員，美國紐約科學院成員，中國理論物理基礎前沿研討會副理事長，中嘲超常教育（籌）協會常務理事。多年來主持並完成國家級、省部級重要科研項目20餘項，獲國家專利一項。主要研究方向有高能物理和量子物理的基礎研究；有序介質的缺陷和拓撲性質的研究；新型特種功能材料的製備、表征和機理研究，以及雷射脈衝沉積技術（PLD）的動力學機理的研究；分形物理以及複雜顆粒系統隨機動力學性質的研究：複雜網路和自組織系統的臨界行為和動力學規律的研究。成果卓著，在國際和國內的權成學術期刊《物理評論》、《套用物理》、《美國陶瓷協會會刊》上，累計發表論文300餘篇，撰寫專著和譯著14本。多次獲得科技和教育方面的國家級、省部級獎勵，包括自然科學成果獎、科學進步獎、優秀論文獎、教學成果獎以及科普獎。
何敏華，武漢工程大學講師，華中科技大學博士。研究領域：複雜系統與複雜網路；納米材料與脈衝雷射沉積動力學；交叉領域輿論傳播動力學。在中外學術刊物上發表論文10餘篇，參與學術著作撰寫四本，近年出版科普作品若干。
何敏華，武漢工程大學講師，華中科技大學博士。研究領域：複雜系統與複雜網路；納米材料與脈衝雷射沉積動力學；交叉領域輿論傳播動力學。在中外學術刊物上發表論文10餘篇，參與學術著作撰寫四本，近年出版科普作品若干。
圖書目錄
第一章楔子：大千世界極微勝景
行行復行行，長亭接短亭——微觀標尺
路漫漫其修遠兮—一求索場景
第二章庭院深深深幾許，簾幕無重數——小宇宙一覽
端，體之無厚而最前者也——宇宙的最小磚石
至小無內，謂之小一——基本粒子桂冠
春花秋月何時了，往事知多少——粒子王國的“興亡”
第三章象喜亦喜，象憂亦憂——“粒子王國”美的韻律
談天論地織經緯——相互作用
鏡花水月奈何天——對稱性
石破天驚起驚雷——上帝竟然是左撇子
城門失火，殃及池魚——餘波殃及反物質世界
佛國香界說天堂——CPT定理
第四章輕子世界漫遊
踏遍青山人未老，輕子家族留晚照——輕子家族素描
梨花一枝春帶雨，悠悠夢裡無覓處一筆尖下冒出來的幽靈粒子
語小，天下莫能破焉——輕子是基本粒子
忽兮恍兮，其中有象，恍兮忽兮，其中有物——中微子振盪
第五章千呼萬喚始出來，猶抱琵琶半遮面——初探夸克宮
大小相合，無窮極也——曾經輝煌的強子王國
流水落花春去也，天上人間——強子的基本粒子桂冠被摘下
春雲乍展露嬌容——夸克宮一瞥
無極復無無極，無盡復無無盡——八正道分類法
似曾相識燕歸來——“原始”夸克模型
第六章美輪美奐彩色繽紛——量子色動力學
天接雲濤連曉霧——愛因斯坦與楊振寧
東邊日出西邊雨，道是無晴卻有睛——紅外奴役與漸近自由
第七章目斷天涯上層樓——俯瞰標準模型
亂花漸欲迷人眼，早春二月傳佳音——發現b夸克
山重水複疑無路，柳暗花明又一村——弱電磁相互作用理論的建立
火樹銀花不夜天——弱電“統一宮”
欲窮千里目，更上一層隆—標準模型與“上帝粒子”
第八章纖雲四卷天無河，清風吹空月舒波——終極之夢
夢魂慣得無拘檢，又乘東風上青雲——探索簡單性
河畔青蕪堤上柳，為問新愁何事年年有——su（5）大統一理論的幻滅
衣帶漸寬終不悔，為伊消得人憔悴——終極之夢
超弦
東風吹醒英雄夢，笑對青山萬重天——展望
餘波蕩漾——中微子超光速實驗
後記
行行復行行，長亭接短亭——微觀標尺
路漫漫其修遠兮—一求索場景
第二章庭院深深深幾許，簾幕無重數——小宇宙一覽
端，體之無厚而最前者也——宇宙的最小磚石
至小無內，謂之小一——基本粒子桂冠
春花秋月何時了，往事知多少——粒子王國的“興亡”
第三章象喜亦喜，象憂亦憂——“粒子王國”美的韻律
談天論地織經緯——相互作用
鏡花水月奈何天——對稱性
石破天驚起驚雷——上帝竟然是左撇子
城門失火，殃及池魚——餘波殃及反物質世界
佛國香界說天堂——CPT定理
第四章輕子世界漫遊
踏遍青山人未老，輕子家族留晚照——輕子家族素描
梨花一枝春帶雨，悠悠夢裡無覓處一筆尖下冒出來的幽靈粒子
語小，天下莫能破焉——輕子是基本粒子
忽兮恍兮，其中有象，恍兮忽兮，其中有物——中微子振盪
第五章千呼萬喚始出來，猶抱琵琶半遮面——初探夸克宮
大小相合，無窮極也——曾經輝煌的強子王國
流水落花春去也，天上人間——強子的基本粒子桂冠被摘下
春雲乍展露嬌容——夸克宮一瞥
無極復無無極，無盡復無無盡——八正道分類法
似曾相識燕歸來——“原始”夸克模型
第六章美輪美奐彩色繽紛——量子色動力學
天接雲濤連曉霧——愛因斯坦與楊振寧
東邊日出西邊雨，道是無晴卻有睛——紅外奴役與漸近自由
第七章目斷天涯上層樓——俯瞰標準模型
亂花漸欲迷人眼，早春二月傳佳音——發現b夸克
山重水複疑無路，柳暗花明又一村——弱電磁相互作用理論的建立
火樹銀花不夜天——弱電“統一宮”
欲窮千里目，更上一層隆—標準模型與“上帝粒子”
第八章纖雲四卷天無河，清風吹空月舒波——終極之夢
夢魂慣得無拘檢，又乘東風上青雲——探索簡單性
河畔青蕪堤上柳，為問新愁何事年年有——su（5）大統一理論的幻滅
衣帶漸寬終不悔，為伊消得人憔悴——終極之夢
超弦
東風吹醒英雄夢，笑對青山萬重天——展望
餘波蕩漾——中微子超光速實驗
後記
後記
本書從基本定稿到付梓，已經半年有餘。其間從科學的角度來說，有一件事不得不提到，就是吵吵嚷嚷達大半年的所謂“中微子”超光速事件，蕩漾的微波終於風平浪靜，以喜劇形式結束。
在本書的最後一節，我們已經知道2011年9月23日，歐洲核子研究中心(CERN)宣布，由法國里昂大學的安東尼奧·埃雷迪塔托(Antonio Eredi—tato)和瑞士伯爾尼大學的達里奧·奧蒂耶羅(Dario Autiero)科學家領導的“奧普拉”(OPERA)研究團隊在實驗中發現中微子傳遞速度超過光速，轟動一時。他們測量中微子從歐洲核子研究中心到“奧普拉”所在的義大利中部的大薩索山(Gran Sasso)的傳輸(距離730千米)，發現中微子到達大薩索山時，會領先光子20米率先越過“終點線”。換句話說，中微子的運動速度比光速快了0．0025%，或者說，中微子每秒鐘跑的距離比光多7495米。對於物理學家來說，這是一件“不可思議”的事情，動搖了愛因斯坦在1905年提出的狹義相對論。狹義相對論是現代物理學大廈基礎中的基礎：在宇宙中不可能有物體的運動速度超過光速。儘管大部分物理學家對於所謂發現採取質疑的態度，但“奧普拉”研究團隊則確信他們的發現，聲稱“我們對研究成果很有信心。我們花了幾個月時間，反覆檢驗數據和設備，都沒有發現任何錯誤。”富於戲劇性的是，在發布這項“發現”專業研討會的歐洲核子中心的網路視頻(CERN)吸引了超過12萬人觀看，而平時CERN的視頻只能引來幾百人。2011年11月，“奧普拉”團隊再次確認了他們的測量結果。據說在兩個月的時間裡他們考慮了一切可能存在誤差的地方，結果依然如故：中微子還是超光速。
同樣位於義大利的大薩索山的一個叫做“伊卡洛斯”(ICARUS)的項目在2011年10月和11月間，諾貝爾物理獎獲得者、該項目發言人卡羅·魯比亞(Carlo Rubbia)宣布，他們進行的精度更高的探測來自歐洲核子研究中心的中微子速度實驗，其結果中微子的速度與光速接近，但並沒有超過光速。新的測量對這件事起了一錘定音的作用。
2012年3月末，歷時半年之久的“超光速中微子”事件接近了尾聲。作為‘尾聲”的一個標誌性事件是，兩名“奧普拉”(OPERA)研究團隊兩位領導人引咎辭職。這件事的喜劇結尾，標誌現代物理學的基石是十分牢固的。
也許應該提到，上帝粒子——“希格斯粒子”的尋找，目前有了大致的結論：該粒子有99%以上的可能性是存在的。2011年12月13日，歐洲核子中心大型強子對撞機上的兩個探測器研究組：ATLAS CMS宣布2011年的數據分析結果，他們獲得希格斯粒子的證據：這個粒子的質量大約是125Gev左右。當然這還不是最後的定論。
在本書的寫作中，兩位作者有良好的合作關係。具體的撰寫和材料採集由何敏華博士擔任，全書的總綱和結構安排由張端明教授負責，最後全書定稿由兩人合作裁定。總之，全書的工作量大部分落在何敏華博士的肩上。在本書的編輯、校對的過程中，責任編輯彭永東主任知識淵博，眼光銳利，表現出極大的敬業精神，本書在初稿中的許多疏失和不足，都由他一一指正。尤其值得感謝的是，正是由於他的鼓勵和支持，我們才敢於承擔本書的選題。同時本書的體例、結構方面，也得到他多方面的幫助。最後我們要誠摯的感謝我們的家人。本書的順利出版如果沒有我們家人的全力支持是不可想像的，在此我們向彭芳明老師、魏曉雲老師、張彤先生、牟靖文先生等致以最衷心的謝意！最後我們還要對方頻捷博士、關麗博士、鄒明清博士、楊鳳霞博士後、李智華副教授以及龔雲貴教授對於本書的選材、內容安排以及材料的校正等諸方面的大力幫助表示誠摯的感謝！
在本書的最後一節，我們已經知道2011年9月23日，歐洲核子研究中心(CERN)宣布，由法國里昂大學的安東尼奧·埃雷迪塔托(Antonio Eredi—tato)和瑞士伯爾尼大學的達里奧·奧蒂耶羅(Dario Autiero)科學家領導的“奧普拉”(OPERA)研究團隊在實驗中發現中微子傳遞速度超過光速，轟動一時。他們測量中微子從歐洲核子研究中心到“奧普拉”所在的義大利中部的大薩索山(Gran Sasso)的傳輸(距離730千米)，發現中微子到達大薩索山時，會領先光子20米率先越過“終點線”。換句話說，中微子的運動速度比光速快了0．0025%，或者說，中微子每秒鐘跑的距離比光多7495米。對於物理學家來說，這是一件“不可思議”的事情，動搖了愛因斯坦在1905年提出的狹義相對論。狹義相對論是現代物理學大廈基礎中的基礎：在宇宙中不可能有物體的運動速度超過光速。儘管大部分物理學家對於所謂發現採取質疑的態度，但“奧普拉”研究團隊則確信他們的發現，聲稱“我們對研究成果很有信心。我們花了幾個月時間，反覆檢驗數據和設備，都沒有發現任何錯誤。”富於戲劇性的是，在發布這項“發現”專業研討會的歐洲核子中心的網路視頻(CERN)吸引了超過12萬人觀看，而平時CERN的視頻只能引來幾百人。2011年11月，“奧普拉”團隊再次確認了他們的測量結果。據說在兩個月的時間裡他們考慮了一切可能存在誤差的地方，結果依然如故：中微子還是超光速。
同樣位於義大利的大薩索山的一個叫做“伊卡洛斯”(ICARUS)的項目在2011年10月和11月間，諾貝爾物理獎獲得者、該項目發言人卡羅·魯比亞(Carlo Rubbia)宣布，他們進行的精度更高的探測來自歐洲核子研究中心的中微子速度實驗，其結果中微子的速度與光速接近，但並沒有超過光速。新的測量對這件事起了一錘定音的作用。
2012年3月末，歷時半年之久的“超光速中微子”事件接近了尾聲。作為‘尾聲”的一個標誌性事件是，兩名“奧普拉”(OPERA)研究團隊兩位領導人引咎辭職。這件事的喜劇結尾，標誌現代物理學的基石是十分牢固的。
也許應該提到，上帝粒子——“希格斯粒子”的尋找，目前有了大致的結論：該粒子有99%以上的可能性是存在的。2011年12月13日，歐洲核子中心大型強子對撞機上的兩個探測器研究組：ATLAS CMS宣布2011年的數據分析結果，他們獲得希格斯粒子的證據：這個粒子的質量大約是125Gev左右。當然這還不是最後的定論。
在本書的寫作中，兩位作者有良好的合作關係。具體的撰寫和材料採集由何敏華博士擔任，全書的總綱和結構安排由張端明教授負責，最後全書定稿由兩人合作裁定。總之，全書的工作量大部分落在何敏華博士的肩上。在本書的編輯、校對的過程中，責任編輯彭永東主任知識淵博，眼光銳利，表現出極大的敬業精神，本書在初稿中的許多疏失和不足，都由他一一指正。尤其值得感謝的是，正是由於他的鼓勵和支持，我們才敢於承擔本書的選題。同時本書的體例、結構方面，也得到他多方面的幫助。最後我們要誠摯的感謝我們的家人。本書的順利出版如果沒有我們家人的全力支持是不可想像的，在此我們向彭芳明老師、魏曉雲老師、張彤先生、牟靖文先生等致以最衷心的謝意！最後我們還要對方頻捷博士、關麗博士、鄒明清博士、楊鳳霞博士後、李智華副教授以及龔雲貴教授對於本書的選材、內容安排以及材料的校正等諸方面的大力幫助表示誠摯的感謝！
