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《物质的秘密：藏在微观粒子里的神奇世界》
内容简介
原子遵循哪些定律？为什么电子只能有某些特殊能量？辐射从哪里来？真空中充满了什么？暗物质是由什么组成的？
本书通过一连串由浅入深的问题，追溯了（从古希腊罗马时期至今）人们探索基本物质的历史。从微观粒子的角度出发，作者指引我们重新认识无处不在的辐射和神秘的四种基本作用力，同时以丰富的比喻帮助我们理解粒子物理学当前正在探索的问题。
作者简介
埃蒂安·克莱恩（Étienne Klein）
法国物理学家、科学哲学家、科普作家。毕业于巴黎中央理工学院，拥有理论物理硕士（DEA）、科学哲学博士学位以及研究指导资格（HDR）。他目前担任法国原子能与替代能委员会（CEA）研究主任以及法国材料科学研究实验室（LARSIM）负责人，曾参与欧洲核子研究委员会（CERN）大型强子对撞机的设计。科研之外，他还在法国公共电台France Culture上开设每周科普专栏，已出版《物质的秘密》（即本书）《宇宙起源演讲录》（Discours sur l’origine de l’univers）和《量子世界之旅》（Petit voyage dans le monde des quanta）等多种科普作品。
目录
引言
1 原子：从概念到发现
原子的概念是什么时候出现的？/人们在什么时候、以怎样的方式发现了原子？/原子就如樱桃，有一个核：它们不是不可分割的！/原子有多大？/原子与经典物理学定律的对抗/原子遵循哪些定律？玻尔模型及其局限/为什么电子只能有某些特殊能量？/我们能画出原子吗？/人们能“看到”原子吗？
2 放射性
放射性是如何被发现的？/放射性到底是什么？/辐射从哪里来？/放射性如何在时间中演变？/在自然中有没有与人类活动无关的放射性？/人工放射性与天然放射性有区别吗？/铀235的裂变/核反应堆和原子弹
3 自然的力
宇宙最基本的力有哪些？/四大基本力的性质在本质上不同还是可以统一？
4 基本粒子
轻子是什么？/夸克是什么？/粒子如何向我们揭示原初宇宙？/真空中充满了什么？/希格斯玻色子
5 粒子物理的一些开放性问题
自然是“超对称的”吗？/中微子也是反中微子吗？/反物质是如何消失的？/暗物质是由什么组成的？/是什么加速了宇宙膨胀？/对“超弦”理论我们应该抱有怎样的期待？
结语：令人深思的物质
术语汇编
补充阅读
译名对照表
精彩书摘
3 自然的力
不是所有人都有幸用自己的语言说出别种语言的思想。
——雅克·拉康
无论是水果落在地上还是太阳散发出光芒，无论是我们自己，桌子的平衡站立还是灯丝发出光亮，抑或是涂湿的邮票紧紧粘住信封，它们的运动状态都是自然界里各种各样的力角逐之后的结果。
根据经典物理学，如果一个粒子作用在另一个粒子上，那是因为第一个粒子所产生的场会在空间中传播，该场再作用于另一个粒子。但是考虑到量子物理学，就不得不重新审视这个概念。在量子物理学的框架下，如果两个粒子间有相互作用，那一定在这个过程中交换了某些东西，而这东西便是相互作用的特征粒子。换句话说，只有通过第三个粒子的交换才能使两个粒子之间进行相互作用，这在学术上被称为相互作用的“规范玻色子”。
打一个比方来帮助我们更好地理解。想象湖上有两只船，船上所有人都没有能指挥和调整船运行的工具（没有长桨，没有短桨也没有撑杆）。假设两条船都朝着对方行使，按这个态势发展两条船看上去是一定会撞到一起的。真的是不可避免么？也不完全是。因为如果其中一个船员有比较沉的东西，比如球，就可以朝着另一条船的乘客使劲扔过去，这样一直扔下去，两条小船便会一点点偏离开。通过这种空间中的媒介，连续的投掷重球会形成一个排斥力进而改变小船的行进轨迹。
尽管这是一个不够准确还需推敲的例子，但是它确实让我们知道一件重要的事情：就好像沉重的球只能在短距离内来回投掷，粒子相互作用的范围也将随着其介导粒子（即规范玻色子）的质量升高而缩短。
换句话说，如果规范玻色子的质量很大，那么除非两个粒子离得非常近，否则它们之间不会发生物质交换，即不会有相互作用。基于以上思考所得出的一些性质，可以用量子物理学中完全严格的方式来表示。
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