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导读
引用
Close, F. (2023). Particle Physics: A Very Short Introduction (2nd ed.). Oxford University Press.
章节概要
第二版共十章,另有延伸阅读、术语表和索引,出版社所列的平装本为176页。出版社介绍说,这是希格斯玻色子发现之后的一次大幅修订:带读者深入原子,考察夸克、电子和中微子,解释希格斯玻色子的作用,并展示粒子物理学的发现究竟是怎样做出的。下面的描述不超出章节标题和出版社介绍所能支持的范围。
第1–2章:向宇宙中心的旅程;大和小到底有多大多小?
开头两章通过逐层深入物质的结构,并确立所涉及的尺度来铺垫背景。第2章的标题表明,它关注的是这门学科所处的大小和距离。
第3–4章:我们如何得知物质由什么构成,以及我们发现了什么;物质的核心
第3章把方法与结果结合在一起:物理学家如何弄清物质由什么组成,以及他们发现了什么。第4章涉及物质的内部结构。据出版社介绍,书中考察的粒子包括夸克、电子和中微子。
第5–6章:加速器:宇宙的与人造的;探测器:照相机与时间机器
这两章讲出版社所强调的实验方面:提供高能粒子的机器(天然的和人造的),以及记录所发生之事的探测器。
第7章:自然界的力
讲粒子之间作用的基本力。
第8–9章:奇异物质(与反物质);物质从何而来?
从标题可以看出,叙述转向奇异物质和反物质,然后是物质的起源。出版社把反物质之谜列为本书收尾的主题之一。
第10章:21世纪的问题
最后一章展望未来。出版社说,它涉及关于反物质和有质量中微子的新想法,以及未来50年的研究可能揭示的希格斯场的本质。
核心概念
第1–6章:物质、尺度与方法
- 夸克、电子和中微子:出版社点名的书中例子。
- 加速器:第5章的主题。
- 探测器:第6章的主题。
第7–10章:力、反物质与未解之题
- 基本力:第7章。
- 反物质:第8章,以及出版社对收尾主题的描述。
- 希格斯玻色子与希格斯场:据出版社介绍,是此次修订的重点。
评析
优点
- 短小而有条理。 袖珍的篇幅中有十章,从物质结构讲到实验方法,再讲到力与未决问题,一两次就能看到整个学科的全貌。
- 实验是故事的一部分。 有两章专讲加速器和探测器,出版社也强调书中展示了发现究竟是怎样做出的。
- 在希格斯发现之后更新。 据出版社介绍,第二版的修订考虑到了希格斯玻色子及其留下的问题。
- 不需要数学。 该丛书自称是迅速进入新学科的途径,出版社把本书描述为一本引人入胜、生动活泼的一卷本导论。
局限
- 深度有限,这是设计使然。 全书176页,不要求读者懂方程,书中提到粒子和力,但不展开计算;想要自己算点什么的读者需要教科书。
- 独立评价很少。 没有找到关于第二版的期刊书评,所以这里的判断依据的是目录和出版社的介绍,而不是外部评价。
- 版次日期不一。 出版社的列表给出英国版为2023年,同一ISBN的印度印本则标有较晚的日期,请核对手头的印次。
在课程中的定位
这是核物理与粒子物理书单中最容易读的一本,也是自然的第一本。Dodd 与 Gripaios 的 The Ideas of Particle Physics 篇幅更长,是按时间顺序、更详细地讲述同一个故事的概念性综述,其前言明言书中没有推导。Griffiths 的 Introduction to Elementary Particles 和 Martin 与 Shaw 的 Nuclear and Particle Physics 是带有计算的本科教材;后者假定读者学过入门量子力学和狭义相对论。
Krane 的 Introductory Nuclear Physics 讲核的性质、衰变和反应,Close 主要是通过物质结构来触及这些内容。出版社在 Close 这本书的介绍中提到同一丛书里有一册配套的核物理分册。
如何使用本书
页面元数据说,除中学科学知识外没有其他先修要求,也不需要数学。本书适合在读教科书之前想先了解全貌的读者、正在考虑是否专攻这个方向的学生,以及想把希格斯粒子的发现放到背景中去理解的人。
实用的安排:
- 从头读到尾。 十章前后相承,全书很短,几次就能读完。
- 利用书后部分。 术语表有助于理解术语,延伸阅读指出接下来可读的书。
- 记下未解之题。 第10章指出了反物质、中微子质量和希格斯场等话题,后续的教科书会深入处理。
- 继续前进。 接着读 Dodd 与 Gripaios 了解更长的故事,或者在具备数学基础之后读以计算为主的教材。
