The Particle at the End of the Universe

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出版者:Dutton Adult
作者:Sean Carroll
出品人:
页数:352
译者:
出版时间:2012-11-13
价格:USD 27.95
装帧:Hardcover
isbn号码:9780525953593
丛书系列:
图书标签:
  • 物理
  • 科普
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具体描述

Scientists have just announced an historic discovery on a par with the splitting of the atom: the Higgs boson, the key to understanding why mass exists has been found. In The Particle at the End of the Universe, Caltech physicist and acclaimed writer Sean Carroll takes readers behind the scenes of the Large Hadron Collider at CERN to meet the scientists and explain this landmark event.

The Higgs boson is the particle that more than six thousand scientists have been looking for using the Large Hadron Collider, the world’s largest and highest energy particle accelerator, which lies in a tunnel 17 miles in circumference, as deep as 575 feet beneath the Franco-Swiss border near Geneva. It took ten years to build and this search has now cost over $9 billion and required the collaboration of engineers from more than one hundred countries.

What is so special about the Higgs boson? We didn’t really know for sure if anything at the subatomic level had any mass at all until we found it. The fact is, while we have now essentially solved the mass puzzle, there are things we didn’t predict and possibilities we haven’t yet dreamed. A doorway is opening into the mind boggling, somewhat frightening world of dark matter. We only discovered the electron just over a hundred years ago and considering where that took us—from nuclear energy to quantum computing--the inventions that will result from the Higgs discovery will be world-changing.

The Particle at the End of the Universe not only explains the importance of the Higgs boson but also the Large Hadron Collider project itself. Projects this big don’t happen without a certain amount of conniving, dealing, and occasional skullduggery— and Sean Carroll explores it all. This is an irresistible story (including characters now set to win the Nobel Prize among other glories) about the greatest scientific achievement of our time.

宇宙的终点:一场跨越时空的追寻 宇宙,这个宏伟而神秘的舞台,自古以来便激起人类无尽的好奇与探索。从仰望星空,到建造精密的观测仪器,我们从未停止过对宇宙起源、演化以及终极命运的追问。而在这漫长的探索旅途中,有一些问题的出现,如同深埋于海底的沉船,带着古老的谜团,召唤着勇敢的探险家去揭开它们的面纱。 本书将带领读者踏上一段非凡的旅程,深入探索那些最根本、最令人着迷的科学难题。我们不只是在重述已知的事实,而是要深入挖掘那些促使科学家们不断突破边界、挑战极限的动力。这不仅仅是关于理论的堆砌,更是关于人类智慧、协作以及对未知世界不懈追求的生动写照。 第一章:窥探微观的本质——粒子世界的奇妙景观 在浩瀚宇宙的宏大叙事之下,隐藏着一个同样令人惊叹的微观世界。构成我们所见一切物质的,是那些肉眼无法捕捉的微小粒子。它们遵循着一套截然不同的、充满量子魅力的规则。本章将带我们走进粒子物理学的殿堂,认识那些构成宇宙基石的基本粒子,如夸克、轻子,以及传递相互作用的玻色子。我们将探讨标准模型,这个描述了基本粒子及其相互作用的最成功的理论框架。 然而,标准模型并非万能。在它成功解释了大部分实验现象的同时,也留下了一些挥之不去的谜团。例如,暗物质和暗能量的存在,它们占据了宇宙的大部分质量和能量,却与我们熟知的粒子没有任何互动。此外,中微子的质量问题,以及希格斯玻色子的发现,都为我们揭示了更深层次的粒子物理学奥秘。我们将深入剖析这些未解之谜,以及科学家们为了寻找答案所设计的宏大实验,例如欧洲核子研究组织(CERN)的大型强子对撞机(LHC)。LHC不仅仅是一个巨大的机器,更是人类智慧和协作的结晶,它以前所未有的能量碰撞粒子,试图重现宇宙诞生初期的极端环境,从而揭示隐藏在物质深处的秘密。在这里,我们不仅仅是在谈论理论,更是在讲述那些在冰冷实验室内,一群充满激情的科学家们,如何用数据和逻辑,一点点推开理解宇宙的门扉。 第二章:引力的深邃之谜——时空的涟漪与黑洞的魅影 爱因斯坦的广义相对论,彻底改变了我们对引力的理解。引力不再是牛顿描述的那种简单的“力”,而是时空本身的弯曲。巨大的质量会扭曲周围的时空,而这种时空的弯曲,就是我们所感受到的引力。本章将带领读者领略广义相对论的优雅与深刻,理解它如何解释行星的轨道、光线的偏折,以及宇宙的膨胀。 然而,广义相对论在极端条件下,例如黑洞内部或宇宙大爆炸的奇点,便会失效。黑洞,这些吞噬一切的宇宙巨兽,是广义相对论预言的最极端的天体之一。它们的视界,是信息的牢笼,任何物质和信息一旦越过视界,便再也无法逃脱。本书将深入探讨黑洞的性质,包括它们的形成、霍金辐射,以及它们在宇宙演化中所扮演的角色。我们还会关注引力波,这种由大质量天体剧烈运动产生的时空涟漪。引力波的探测,如同打开了宇宙的一扇新的窗口,使我们能够以前所未有的方式“倾听”宇宙的事件,例如黑洞的合并和中子星的碰撞。这些来自遥远宇宙深处的信号,携带了关于引力本质、暗物质分布以及宇宙早期演化的宝贵信息。我们将详细介绍引力波探测器的运作原理,以及近期引力波探测所带来的革命性发现,它们如何验证了爱因斯坦的理论,又如何为我们提出了新的挑战。 第三章:宇宙的演化图景——从大爆炸到未来的展望 宇宙并非静止不变,它是一个不断演化的动态系统。从炽热致密的开端,到如今浩瀚无垠的星辰大海,宇宙经历了漫长而壮丽的演化历程。本章将梳理宇宙学的主流模型,即大爆炸理论。我们将回顾宇宙是如何在诞生之初的极短时间内经历了暴胀,又是如何在数十亿年的时间里,通过引力作用,形成星系、恒星和行星。 然而,大爆炸理论也面临着一些挑战,例如视界问题和平坦性问题。而宇宙微波背景辐射(CMB)的发现,以及对其精细结构的分析,为大爆炸模型提供了强有力的证据,同时也揭示了宇宙早期的一些微妙细节。这些细节,如同宇宙的“婴儿照”,承载着关于宇宙起源的宝贵信息。我们将深入探讨CMB的特性,以及科学家们如何从这些微弱的辐射中解读出宇宙的年龄、成分以及早期结构的种子。 当然,宇宙的未来同样充满了不确定性。宇宙的膨胀正在加速,而这种加速的背后,是神秘的暗能量在起作用。本章将探讨几种可能的宇宙终局,例如“大撕裂”、“大挤压”或“永恒膨胀”。这些不同的结局,取决于暗能量的性质以及宇宙的整体几何结构。我们将审视当前观测数据所指向的趋势,以及这些可能性对我们理解宇宙终极命运的影响。这是一个关于时间、空间和存在本身的终极追问。 第四章:理论的边界与前沿——寻找统一的语言 物理学的终极目标之一,是找到一个能够统一描述所有基本力(强力、弱力、电磁力以及引力)的“万有理论”。标准模型成功地统一了电磁力、强力与弱力,但它与描述引力的广义相对论之间,始终存在着一道鸿沟。本章将介绍一些试图弥合这道鸿沟的前沿理论,例如弦理论和圈量子引力。 弦理论认为,构成物质的最基本单元并非粒子,而是微小的、振动的弦。不同的振动模式对应着不同的粒子。它预言了更高维度的空间,以及超对称粒子。而圈量子引力则试图将量子力学和广义相对论结合起来,将时空本身量子化。这些理论虽然充满了数学上的优雅,但目前缺乏直接的实验证据来证实。我们将探讨这些理论的数学框架,它们所带来的深刻哲学意义,以及科学家们正在努力寻找的实验途径,例如对宇宙射线、引力波以及高能粒子碰撞的观测。 此外,我们还将探讨量子计算和人工智能在物理学研究中的应用。量子计算有望解决一些传统计算机无法处理的复杂计算问题,例如模拟量子系统。人工智能则可以帮助科学家们分析海量数据,发现新的规律和模式。这些新兴技术,正在为物理学的研究带来新的工具和视角,有望加速我们对宇宙奥秘的探索。 第五章:未知的疆域——生命、意识与宇宙的意义 当我们将目光从粒子、引力、宇宙演化转移到更宏大的尺度时,一个深刻的问题浮现出来:我们在宇宙中的位置是什么?生命是如何产生的?意识又为何存在?本章将探讨天体生物学的前沿研究,搜寻系外行星上的生命迹象,以及思考生命在宇宙中是否普遍存在。 从地球生命的起源,到火星探测任务,再到对系外行星大气的分析,科学家们正在以前所未有的力度寻找地外生命的证据。是否存在其他的“蓝色星球”,孕育着我们意想不到的生命形式?生命的定义是否需要被重新审视? 而意识,这个我们最熟悉的、又最难以理解的现象,在宇宙的宏伟图景中又扮演着怎样的角色?它是宇宙演化的必然产物,还是某种更深层次的奥秘?我们将探讨意识的神经科学基础,以及哲学上关于意识本质的讨论。 最终,所有这些科学探索,都指向一个更深远的意义:我们为何在这里?宇宙的终极目标是什么?本书并非要提供现成的答案,而是要呈现人类在探索这些问题时所展现出的智慧、勇气和坚持。它是一部关于好奇心、关于求知欲、关于人类不断挑战自身认知边界的史诗。每一次的科学突破,都让我们离理解宇宙的真相更近一步,同时也让我们更加敬畏这个浩瀚而充满未知的存在。这本书,是对宇宙的敬畏,是对科学的礼赞,也是对人类不懈探索精神的致敬。

作者简介

Sean Carroll, PhD, is a theoretical physicist at the California Institute of Technology. After receiving his doctorate at Harvard, he pursued his research at MIT, the Institute for Theoretical Physics in Santa Barbara, and the University of Chicago. Also the author of From Eternity to Here, he lives in Los Angeles.

目录信息

读后感

评分

不谈翻译问题(实际阅读过程中并未感觉到由翻译造成的障碍),就介绍希格斯粒子本身而言,这部作品可以配得上五星满分评价。本书从一个煽情而不刻意的场景,即公开宣布对希格斯粒子的证实的世界大会开始,以优秀的节奏展示了这一发现的历程。除了希格斯粒子的研究历史,读者也...

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不谈翻译问题(实际阅读过程中并未感觉到由翻译造成的障碍),就介绍希格斯粒子本身而言,这部作品可以配得上五星满分评价。本书从一个煽情而不刻意的场景,即公开宣布对希格斯粒子的证实的世界大会开始,以优秀的节奏展示了这一发现的历程。除了希格斯粒子的研究历史,读者也...

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作为伦敦皇家学会2013年的获奖科普,书肯定是好书,就是中文版的第六章有些瑕疵: 1、P87,第1行,“希格斯的寿命非常短”,应该是“希格斯子”; 2、P93,倒数第6行,“接近光速运动的物体会有沿其运动方向的收缩”,把“有”去掉好些吧;原话听着好台湾腔哦~ 3、P95,第1行,...  

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路上读书解读: 化学老师告诉咱们,原子下面还有更小的单位,原子都是由质子、中子和电子这些更小的亚原子组成的,比如说轻子啊、夸克啊,等等等等。 轻子:1930年,奥地利科学家沃尔夫冈·泡利找到答案。他发现,一个正在衰亡的中子除了会发射电子,还会释放另一种叫做中微子...  

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不谈翻译问题(实际阅读过程中并未感觉到由翻译造成的障碍),就介绍希格斯粒子本身而言,这部作品可以配得上五星满分评价。本书从一个煽情而不刻意的场景,即公开宣布对希格斯粒子的证实的世界大会开始,以优秀的节奏展示了这一发现的历程。除了希格斯粒子的研究历史,读者也...

用户评价

评分

我必须承认,这本书的深度远超出了我的预期。我原本以为它会停留在对标准模型进行普及性的介绍,但很快我就发现,作者并没有满足于已有的知识框架。他大胆地挑战了我们对于现实的既有认知,探讨了那些尚未被证实的、甚至可能颠覆我们现有物理学大厦的前沿猜想。这种探索未知领域的勇气和严谨的逻辑支撑,令人印象深刻。阅读过程中,我感觉自己仿佛置身于一场思想的角力场,作者不仅呈现了主流的观点,更清晰地梳理了不同理论学派之间的争论焦点和历史脉络。它没有给出最终的答案——因为也许根本就没有最终答案——但它教会了我们如何去提出更深刻的问题,如何去质疑那些看似无可辩驳的真理。对于那些对基础科学抱有强烈好奇心,并且不惧怕被复杂信息“轰炸”的读者来说,这本书无疑是一次酣畅淋漓的智力冒险。

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这本书给我最大的触动,在于它成功地唤醒了我内心深处对宇宙的好奇心,那种不是为了考试或工作,而是纯粹因为“想知道”而产生的原始驱动力。作者的语气中带着一种真诚的、近乎于孩童般的好奇,他并不试图扮演全知全能的圣人,而是把自己定位为一个同样在探索路上的同行者。这种平等的交流姿态,极大地拉近了科学与普通读者的距离。当我读到关于物质本质的探讨时,我不再觉得那些微小的粒子是遥不可及的抽象符号,而是感受到了它们构成了我们自身,我们与宇宙万物共享着同样的起源和基本规律。这本书提供了一种强大的统一感,它将物理学的各个分支,从量子力学到宇宙学,拧成一股绳,清晰地展现了当代科学试图描绘的完整图景。读完之后,你或许无法立刻计算出薛定谔方程,但你肯定会对你脚下的土地和头顶的星空,抱持着一种截然不同的、更为深刻的敬畏。

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初读这本书时,我被那种近乎于诗意的语言风格所吸引。它不是那种冰冷、公式堆砌的教科书腔调,而是充满了对未知世界探索的敬畏与浪漫主义情怀。作者的笔触细腻得如同雕刻家对待璞玉,每一个句子都经过精心打磨,力求在准确传达科学信息的同时,最大限度地激发读者的想象力。有那么几处,我不得不停下来,重新阅读好几遍,不是因为我没看懂,而是因为那段文字本身就美得令人屏息。它成功地将科学的理性光辉与人类情感的温度巧妙地融合在一起。尤其是在探讨宇宙起源和终极命运的部分,那种对永恒的追问,不再是空泛的哲学思辨,而是建立在扎实的理论基础之上,让读者在惊叹于科学的伟大之余,也感受到作为宇宙一分子所特有的渺小与联系感。这种将深奥学问“人性化”的处理手法,是这本书最令人称道之处。

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这本书的结构安排堪称匠心独运。它不像很多科学书籍那样采用线性的、时间顺序的编排方式,而是像一个精密的钟表机械,各个部件紧密咬合,层层递进,但又允许读者在不同的“齿轮”之间进行探索。作者巧妙地设置了若干个“知识锚点”,每当引入一个新的复杂概念时,总能立刻回溯到更基础、更直观的类比,确保读者的理解不会“掉队”。特别是当他开始讲解粒子物理实验的复杂性时,他没有直接堆砌实验数据,而是通过一系列生动的、场景化的描述,让我们仿佛亲眼目睹了粒子对撞机内部发生的“戏剧性”事件。这种叙事上的张弛有度,使得即便在涉及高能物理和弦理论等晦涩主题时,阅读过程也保持着极高的可读性。整体而言,它成功地构建了一个既有广度又有深度的知识迷宫,让人流连忘返。

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这本书的叙述方式简直是一场文字的探戈,舞步轻盈却又暗藏力量。作者似乎深谙如何将那些抽象到令人头皮发麻的物理概念,编织成一张张既精美又易于理解的网。我特别欣赏他对“尺度感”的把握,一会儿带你漫步在夸克和玻色子的微观世界,体验那种近乎于虚无的边界感;转眼间又将视角拉远,让你置身于星系碰撞的宏大剧场,感受宇宙尺度的庄严与冷酷。这种在极微与极巨之间游走的叙事节奏,让阅读过程充满了意想不到的惊喜。它不像某些科普读物那样,为了追求严谨性而将读者晾在一边,反而像一位耐心且充满激情的导游,总能找到最巧妙的比喻来解释那些晦涩难懂的理论。比如,他对某种粒子衰变过程的描述,竟然用到了古典音乐中对位法的概念,这种跨学科的联想,极大地丰富了阅读体验,让人在理解知识的同时,也享受到了智力上的愉悦。我甚至觉得,这本书与其说是在解释物理学,不如说是在展现一种观察世界的新哲学。

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作者一如既往的以闲适, 从容, 准确的文笔, 将围绕着希格斯粒子的一个个故事娓娓道来

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32%处提到了None of ... has yet detected gravitational waves. 此书出版于2012年。||最新消息:LIGO证实探测到,b站链接http://www.bilibili.com/video/av3813572/?tg

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作者一如既往的以闲适, 从容, 准确的文笔, 将围绕着希格斯粒子的一个个故事娓娓道来

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