粒子物理导论(翻译版原书第2版) pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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☆☆☆☆☆

出版者:机械工业出版社

作者:[美] 大卫 J. 格里菲斯

出品人:

页数:353

译者:王青

出版时间:2017-3-29

价格:89.00元

装帧:平装

isbn号码:9787111543428

丛书系列:时代教育·国外高校优秀教材精选

图书标签:

物理
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具体描述

本书是大卫J.格里菲斯三大作品之一（另有《量子力学概论》及《电动力学导论》），内容主要包括基本粒子物理历史介绍、基本粒子动力学、相对论运动学、对称性、束缚态、费曼算法、量子电动力学、夸克的电动力学和色动力学、弱作用、规范理论、中微子振荡等内容，并在后探讨了未来可能有所发现的某些方向。本书是物理专业高年级本科生入门教材，也可作为物理专业低年级研究生的参考教材，同时对粒子物理实验和理论研究人员也有参考价值。

《宇宙的基石：探寻基本粒子与相互作用的奥秘》内容简介本书并非旨在直接翻译介绍某一本特定书籍，而是基于我们对粒子物理学这一迷人领域的深刻理解，力图为读者勾勒出一幅更为广阔、更具启发性的全景图。我们将深入探索构成我们宇宙的最基本单元，揭示它们之间错综复杂的相互作用，并展现科学家们如何通过精巧的实验和深邃的理论，一步步揭开物质世界最深层的秘密。第一部分：量子世界的基石——基本粒子我们将从最基本的构成要素开始。不同于宏观世界中熟悉的原子、分子，粒子物理学所关注的粒子更为微小、更为基本。夸克家族：我们将介绍构成质子和中子的夸克，它们存在六种“味”（up, down, charm, strange, top, bottom）和三种“色”（red, green, blue）。虽然我们无法直接观测到自由的夸克，但它们强大的束缚力（强相互作用）使得它们如同被囚禁的囚犯，永远存在于复合粒子（如介子和重子）之中。我们将探讨为何夸克只能以这种方式存在，以及“渐近自由”的奇特现象——在极近距离下，夸克之间的强相互作用反而减弱。轻子乐章：与夸克不同，轻子可以独立存在。我们将介绍电荷为-1的电子（e）、μ子（μ）和τ子（τ），以及它们各自的中微子伴侣（νe, νμ, ντ）。这些粒子虽然质量很小，但却在宇宙的各个角落扮演着至关重要的角色，例如电子构成了原子外壳，中微子则参与了核反应并穿透了几乎所有物质。我们将讨论中微子的质量问题，这是一个长期困扰物理学家的谜团，以及它们如何在宇宙演化中留下痕迹。能量的信使——玻色子：粒子物理学中的玻色子扮演着传递相互作用力的角色。我们将逐一介绍：光子（γ）：传递电磁相互作用力的粒子，它负责我们所见的光，以及宇宙中几乎所有的电磁现象，从原子发光到无线电波。胶子（g）：传递强相互作用力的粒子，它将夸克牢牢地束缚在一起，维持着原子核的稳定。 W和Z玻色子：传递弱相互作用力的粒子，弱相互作用负责放射性衰变，是恒星内部核聚变得以进行的必要条件之一。希格斯玻色子（H）：这是一个特殊的玻色子，它的存在赋予了其他基本粒子质量。我们将深入探讨希格斯机制，理解为何有些粒子有质量，而有些（如光子）则没有，以及这个机制对宇宙结构形成的深远影响。第二部分：宇宙的四种基本力量——相互作用构成宇宙的粒子并非孤立存在，它们通过四种基本相互作用联系在一起，共同塑造了宇宙的面貌。强相互作用：这是最强大、也是作用范围最短的相互作用。它将夸克束缚成质子和中子，又将质子和中子通过剩余的强相互作用吸引在一起，形成了原子核。我们将在这一部分探讨量子色动力学（QCD），描述强相互作用的理论框架，以及夸克-胶子等离子体等极端状态。电磁相互作用：这是我们最为熟悉的相互作用。它作用于带电粒子，决定了原子和分子的结构，催生了化学反应，以及光、电、磁等一切与电荷相关的现象。我们将回顾麦克斯韦方程组的精妙，以及量子电动力学（QED）如何以极高的精度描述光与物质的相互作用。弱相互作用：尽管名字中带有“弱”，但弱相互作用在宇宙中扮演着不可或缺的角色。它负责放射性衰变，是恒星燃烧（核聚变）过程中的关键环节，也是中微子与物质相互作用的主要方式。我们将介绍弱相互作用的特性，以及它与电磁相互作用的统一。引力相互作用：这是最微弱但作用范围最广的相互作用。它塑造了星系、恒星和行星的结构，是宇宙宏观演化的主导力量。尽管我们有爱因斯坦的广义相对论来描述引力，但将其与量子理论相融合，构建一个“量子引力”理论，仍然是粒子物理学面临的最大挑战之一。第三部分：标准模型的精妙与挑战粒子物理学标准模型：标准模型是目前为止描述基本粒子及其相互作用的最成功的理论之一。它以其简洁的数学形式，高度精确地预测了大量实验结果。我们将系统性地介绍标准模型的粒子谱和三种（不包含引力）基本相互作用的描述，并展示它是如何成为现代粒子物理学的基石。超出标准模型的探索：然而，标准模型并非终极理论。我们也将指出标准模型存在的局限性，例如：暗物质与暗能量：宇宙中绝大部分的质量和能量是以我们尚未探测到的暗物质和暗能量形式存在的，标准模型对此束手无策。中微子质量：标准模型最初假设中微子没有质量，但实验已证明其具有微小但非零的质量。引力问题的统一：如何将引力纳入量子框架，实现引力与其他三种相互作用的统一，是科学界孜孜以求的目标。宇宙的起源与演化：标准模型也无法完全解释宇宙大爆炸初期的极端条件，以及物质-反物质不对称性的由来。新粒子的猜想：超对称理论、额外维度等假说，试图引入新的粒子和对称性来解决标准模型的不足，并拓展我们的认知边界。第四部分：实验的利器——粒子加速器与探测器理论的进步离不开实验的验证，而粒子物理学的实验往往是人类智慧的结晶。粒子加速器：我们将介绍各种类型的粒子加速器，如环形加速器（如大型强子对撞机LHC）和直线加速器，它们如何将粒子加速到接近光速，并让它们发生碰撞，产生新的粒子，模拟宇宙大爆炸初期的极端环境。粒子探测器：碰撞产生的粒子在探测器中留下痕迹，通过对这些痕迹的分析，科学家们可以重建粒子的性质、动量和能量。我们将介绍不同类型的探测器，如径迹探测器、量能器和缪子室，它们如何协同工作，捕捉转瞬即逝的粒子信息。精密测量与未来展望：介绍一些经典的粒子物理学实验，以及当前和未来的实验装置（如LHC的升级计划，以及未来可能建设的更高能量的对撞机），它们将如何进一步探索粒子的奥秘，寻找标准模型之外的物理现象。第五部分：粒子物理学与我们——对世界的影响科学技术：粒子物理学的研究不仅是为了满足人类的好奇心，它也催生了许多重要的技术，例如：万维网（World Wide Web）：最初是为了方便科学家共享信息而发明的。医学成像： PET（正电子发射断层扫描）等技术利用了放射性同位素和粒子探测技术。材料科学与计算：对高能物理的研究推动了超导材料、真空技术以及高性能计算的发展。宇宙观的重塑：粒子物理学的发现深刻地改变了我们对宇宙的理解，从亚原子粒子的世界到宇宙的宏大结构，都展现了其内在的统一性和复杂性。结语本书致力于为读者提供一个全面、深入且富有启发性的粒子物理学导论。我们不仅将介绍构成宇宙的基本粒子和它们之间的相互作用，还将探讨当前理论的成就与挑战，以及实验手段的进步。通过阅读本书，您将能够更清晰地理解我们所处宇宙的本质，以及科学家们如何不断挑战未知，探索最深层的物理规律。这是一场关于宇宙最基本构成要素的探索之旅，一段关于人类智慧如何揭示自然奥秘的传奇。

作者简介

大卫·格里菲斯，是里德学院（俄勒冈州珀特兰市）的物理学教授。在哈佛大学获得粒子物理博士学位后，曾在几所大学和学院任教，1978年进入里德学院。他专长于电动力学和量子力学，还有基本粒子物理，并在这三个领域都著有教科书。

目录信息

译者序
原书第1版前言
原书第2版前言
公式和常数粒子数据
引言1
第1章基本粒子物理历史介绍9
1.1经典时代（1897—1932）9
1.2光子（1900—1924）10
1.3介子（1934—1947）12
1.4反粒子（1930—1956）14
1.5中微子（1930—1962）16
1.6奇异粒子（1947—1960）20
1.7八重态（1961—1964）23
1.8夸克模型（1964）26
1.9十一月革命及其以后（1974—1983
和1995）29
1.10矢量中间玻色子（1983）32
1.11标准模型（1978—2012）33
第2章基本粒子动力学42
2.1四种力42
2.2量子电动力学（QED）43
2.3量子色动力学（QCD）47
2.4弱作用51
2.4.1中性51
2.4.2带电53
2.4.3夸克54
2.4.4W和Z的弱耦合和电磁耦合56
2.5衰变和守恒定律57
2.6统一方案60
第3章相对论运动学64
3.1洛伦兹变换64
3.2四矢量66
3.3能量和动量69
3.4碰撞71
3.4.1经典碰撞72
3.4.2相对论碰撞72
3.5例子和应用73
第4章对称性82
4.1对称性、群和守恒定律82
4.2角动量85
4.2.1角动量的相加87
4.2.2自旋1/289
4.3味对称性92
4.4分立对称性97
4.4.1宇称97
4.4.2电荷共轭102
4.4.3CP103
4.4.4时间反演和TCP定理107
第5章束缚态116
5.1薛定谔方程116
5.2氢原子118
5.2.1精细结构119
5.2.2兰姆位移121
5.2.3超精细分裂122
5.3正电子偶素123
5.4夸克偶素125
5.4.1粲偶素126
5.4.2底偶素127
5.5轻夸克介子129
5.6重子131
5.6.1重子波函数132
5.6.2磁矩137
5.6.3质量139
第6章费曼算法144
6.1衰变和散射144
6.1.1衰变率144
6.1.2截面145
6.2黄金规则148
6.2.1衰变的黄金规则149
6.2.2散射的黄金规则151
6.3玩具理论的费曼规则153
6.3.1A的寿命155
6.3.2A+A→B+B散射156
6.3.3高阶图157
第7章量子电动力学163
7.1狄拉克方程163
7.2狄拉克方程的解166
7.3双线性协变量170
7.4光子172
7.5QED的费曼规则175
7.6例子177
7.7喀什米尔窍门180
7.8截面和寿命183
7.9重整化188
第8章夸克的电动力学和色动力学199
8.1e+e-碰撞中的强子产生199
8.2电子质子弹性散射202
8.3色动力学的费曼规则206
8.4色因子209
8.4.1夸克和反夸克210
8.4.2夸克和夸克211
8.5QCD中的对湮灭213
8.6渐进自由216
第9章弱作用224
9.1带电轻子的弱作用224
9.2缪子衰变226
9.3中子衰变230
9.4π介子衰变235
9.5夸克的带电弱作用237
9.6中性弱作用240
9.7电弱统一247
9.7.1手征费米子态247
9.7.2弱同位旋和超核250
9.7.3电弱混合252
第10章规范理论259
10.1经典粒子力学的拉格朗日体系259
10.2相对论场论中的拉氏量260
10.3局域规范不变性262
10.4杨米尔斯理论265
10.5色动力学268
10.6费曼规则270
10.7质量项272
10.8对称性自发破缺274
10.9希格斯机制276
第11章中微子振荡283
11.1太阳中微子问题283
11.2振荡285
11.3证实287
11.4中微子质量289
11.5混合矩阵290
第12章最后：下面是什么？294
12.1希格斯玻色子294
12.2大统一297
12.3物质/反物质不对称性300
12.4超对称、弦和额外维302
12.4.1超对称302
12.4.2弦303
12.5暗物质/暗能量304
12.5.1暗物质304
12.5.2暗能量305
12.6结论306
附录310
附录A狄拉克Delta函数310
附录B衰变率和截面313
B.1衰变313
B.2截面314
附录C泡利和狄拉克矩阵315
C.1泡利矩阵315
C.2狄拉克矩阵315
附录D费曼规则（树图）316
D.1外线316
D.2传播子317
D.3顶角因子317
索引320
· · · · · · (收起)

读后感

评分☆☆☆☆☆

相信能看这本书的应该都懂英语，我就只贴原文，不解释了。第 6 页：如果这冒犯了你，记住对你来说相比某人去猜测应该把 ℏ 放在哪里才是正确的地方，你就很容易丢掉你不喜欢的 ℏ 。原文：If this offends you, remember that it is easier for you to ignore an ℏ yo...

评分☆☆☆☆☆

看到第6页这句就忍不住了，对于那些用自然单位制的人：如果这冒犯了你，记住对你来说相比某人去猜测应该把h放在哪里才是正确的地方，你就很容易丢掉你不喜欢的h ？？？？？？这句话是什么意思，看了半天都不懂，然后看了原文这里的意思是，如果冒犯了你，请记住，对你来说忽...

评分☆☆☆☆☆

用户评价

评分☆☆☆☆☆

这本“粒子物理导论”的翻译版，虽然我还没来得及翻完，但光是翻阅目录和前几章的粗略感受，就觉得它像是一张通往微观世界观光票，虽然票价不菲（指阅读的专注度），但绝对值回票价。我尤其欣赏它在概念引入上的那种循序渐进的节奏感，不像有些教科书，上来就给你一堆公式轰炸，搞得你仿佛在学高深的数学而不是物理。这本书的处理方式更像是请了一位耐心十足的向导，先带你看看宏观世界的参照物，比如我们熟悉的电磁力、引力，然后才慢慢地把你引向那些看不见摸不着的夸克和轻子。它在解释基本对称性和守恒律时，那种逻辑推演的严密性让人赞叹，让你明白为什么这些看似抽象的规则，却是支撑整个粒子物理大厦的基石。特别是它对标准模型建立的铺垫，不是简单地罗列粒子，而是着重强调了实验证据是如何一步步推动理论发展的，这种历史的厚重感，让冷冰冰的理论仿佛有了鲜活的生命力。对于初学者而言，这种处理方式无疑是极大的福音，它有效降低了早期理解上的畏难情绪，让人愿意沉下心去探索更深层次的奥秘。

评分☆☆☆☆☆

从一个资深物理爱好者的角度来看，这本书的价值不仅在于它提供了标准的课程内容，更在于它在某些专题上展现出的超越性的洞察力。它不仅仅是“是什么”的罗列，更是“为什么是这样”的深刻探讨。特别是当它触及到超对称性（SUSY）或额外维度等前沿猜想时，作者的处理方式非常成熟老练。他们没有将这些尚未被完全证实的理论描绘成确定的事实，而是清晰地界定了它们存在的理论动机、面临的实验检验困境，以及它们可能带来的美学上的吸引力。这种客观、审慎的态度，对于培养年轻一代科学工作者的批判性思维至关重要。它教会读者区分已经被扎实数据支持的物理学，和尚处于探索阶段的理论前沿，这种区分能力在信息爆炸的时代显得尤为可贵。这本书的视野是开阔的，它鼓励读者在掌握现有框架的同时，保持对未知领域的敬畏和好奇。

评分☆☆☆☆☆

这本书的配图和习题设计也值得特别提及。很多物理书的图表往往只是为了美观而存在，信息量不足，或者反过来，图表过于复杂，反而成了阅读的障碍。然而，这本导论中的插图，尤其是那些关于粒子散射过程的费曼图，清晰明了，逻辑性极强，它们有效地将复杂的四维时空相互作用可视化了。更不用说那些习题了，它们简直就是为检验学习效果量身定做的“试金石”。这些习题的难度设置很有层次感，从最基础的概念应用，到需要综合运用多章知识的综合题，难度递进非常自然。完成其中的一些中等难度的习题，往往能带来一种“茅塞顿开”的巨大满足感，让你确信自己真正掌握了该章节的核心思想，而不是仅仅“读懂了”文字描述。可以说，这本书的习题部分，是其教学系统不可分割的重要一环，对于内化知识起到了决定性的作用。

评分☆☆☆☆☆

我对这本书的整体编排布局感到非常满意，它在理论的深度和广度之间找到了一个精妙的平衡点。很多教材为了追求覆盖面广，往往是蜻蜓点水，每一个分支都只讲一点皮毛，结果就是读者什么都懂一点，但什么都不精。这本书的厉害之处在于，它敢于在几个核心领域——比如量子色动力学（QCD）的基本原理、电弱理论的构建过程——进行深入的剖析，而不是浅尝辄止。它没有回避那些计算的复杂性，而是选择在关键的推导步骤给出详尽的说明，这对于真正想从事理论研究的读者来说，是至关重要的财富。每当读到某个关键的计算，我总能感觉到作者的良苦用心，他们似乎在耳边轻声指导：“看，这里的正则化处理非常巧妙，你得理解它背后的物理意图。”这种“手把手”的教学感，让原本高不可攀的理论细节变得触手可及，也让我开始相信，即便是如此高深的领域，只要有好的引导，人人皆可窥其堂奥。

评分☆☆☆☆☆

老实说，作为一本引进的教材，翻译质量往往是决定生死的关键。很多时候，我们看到一些原版很精彩的著作，一经翻译就变得佶屈聱牙，仿佛是机器硬翻的结果，完全丧失了原作者的语感和韵味。但这本书的翻译工作，我个人感觉是相当上乘的。它在处理那些高度专业化的术语时，既保证了科学上的准确性，又努力贴合中文读者的阅读习惯。例如，某些抽象的场论概念，如果逐字对应翻译，可能晦涩难懂，但译者显然是下了功夫去寻找最恰当的中文表达，使得那些复杂的数学结构在文字描述下变得相对直观可感。当然，即便如此，粒子物理的难度依然摆在那里，偶尔遇到一两处需要反复研读才能消化的句子，但那更多是源于学科本身的复杂性，而非翻译上的失误。这种高质量的呈现，极大地提升了阅读体验，让跨越语言障碍去学习前沿物理成为一种享受而非煎熬。它成功地架起了一座坚实的桥梁，连接了世界顶尖的物理知识与国内的科研学习者。

评分☆☆☆☆☆

翻了下，感觉翻译得拗口，多处不通顺。。

评分☆☆☆☆☆

为本科生写的，数学推导不多，但物理图像讲解清晰，入门经典之作。

评分☆☆☆☆☆

这翻译是没学过英语还是没学过中文啊！机翻的吧！机翻的吧！机翻的吧！

评分☆☆☆☆☆

翻译得貌似并不是很好

评分☆☆☆☆☆

这翻译是没学过英语还是没学过中文啊！机翻的吧！机翻的吧！机翻的吧！