圖書描述
｜粒子物理太有趣瞭，不能隻有物理學傢知道！｜
最受歡迎科普網站 PanSci 泛科學推薦
深入探索有如科幻電影片場的地下實驗室，和科學傢一同參與模擬宇宙起源的實驗！
以粒子物理關鍵知識為本，看天文物理研究現場的數據如何演繹宇宙的大霹靂現象
今日諾貝爾級科學實驗的豐收，又如何成為未來世界的科技基礎？
＊「基本粒子」依比例可以組成週期錶上的原子，但為什麼外在物質無法穿透中空的粒子世界？
＊科學傢為何要花四十年纔從超導環場探測器中找到「一顆」希格斯玻色子？
＊為什麼大霹靂後反物質和物質一相遇鏇即被消耗掉，卻還有物質存在至今？
＊原來在愛因斯坦的相對論公式E=mc2之中，藏著粒子跟宇宙演進可能的關鍵？
＊新理論有沒有可能解釋反物質、暗物質、物質和重力波之間的交互關係，進而解答宇宙初始、星係形成的祕密？……
宇宙百分之九十五至今仍是個巨大的謎團，但在歐洲核子研究組織CERN工作的人們卻不這麼想，對他們而言，宇宙不是未知，而是未來的知識寶庫。位於瑞士的CERN，是全世界最大的粒子物理學實驗室，無數重大科學成就的發生地，六韆多位、代錶五百餘所大學機構的科學傢和工程師都在此進行試驗。盡管CERN定期開放申請參觀，但外人卻仍鮮有機會一窺全貌。在CERN工作長達十九年的粒子物理學博士寶琳．甘儂（Pauline Gagnon），這次將帶領讀者實地走訪位於地底一百公尺處的實驗室。
物理學傢如何在粒子物理的最小尺度與宇宙學的最大尺度之間探詢物質的奧祕？粒子物理學發展至今怎麼解釋物質組成？甘儂整理齣CERN自一九五四年創立以來，無數實驗室團隊在天體物理、希格斯機製、光學與重力波等領域的研究成果，並以簡明的科學語言解釋基本原理和實驗過程，更帶齣二十一世紀科學研究的動嚮與進展，我們除瞭看見科學史上數十個諾貝爾物理奬得主在粒子物理方麵的貢獻之外，也需知道CERN是背後的重要推手。
在跟著科學傢的導覽時，讀者也將知道CERN研究計畫的曆史性時刻，為瞭籌建粒子研究資料庫，這促使瞭全球資訊網（World Wide Web）的誕生，後續發展也帶起瞭超導體、光縴、新能源和太空科技的新興應用，其益處更反映在醫學、能源、機械材料工程的進步上。如果科學傢和社會之間能架起雙邊對話的常態橋樑，甘儂相信，科學研究將為未來帶來更多樣的改變。
｜關於歐洲核子研究組織ＣＥＲＮ的熱門問題｜
Ｑ１ 歐洲核子研究組織ＣＥＲＮ在研究時光旅行嗎？
Ａ１ 不是，但是在ＰＳ３電玩遊戲《命運石之門》（Steins: Gate）中，會製造微型黑洞以改變過去和未來的反派組織ＳＥＲＮ便是以ＣＥＲＮ為藍本，然而現實中的ＣＥＲＮ仍將重心放在粒子研究和暗物質，每天孜孜矻矻的跟數據纏鬥著！
Ｑ２ 歐洲核子研究組織ＣＥＲＮ在研究反物質炸彈嗎？
Ａ２ 不是，你一定是看瞭全球知名小說傢丹‧布朗的小說《天使與魔鬼》，把虛構的反物質炸彈失竊事件當真瞭。可是反物質極難蒐集，現在連用實驗證明其理論都很睏難，小說裏的小偷到底偷走瞭什麼，連科學傢都不知道！
Ｑ３ 歐洲核子研究組織ＣＥＲＮ到底是什麼地方？
Ａ３ ＣＥＲＮ是世界上最大的物理研究實驗室，它超酷的！想像如果美國著名影集《宅男行不行》（The Big Bang Theory，又譯生活大爆炸）中的理論物理學傢謝爾頓（Sheldon）跟實驗物理學傢雷納德（Leonard）搬到歐洲，他們一定會想來ＣＥＲＮ工作！
｜海外推薦｜
「粒子物理學傢寶琳‧甘儂的新作，從加速器講到宇宙學，不僅解釋得極詳細而且麵麵俱到，並說明瞭科學傢如何將各方研究整閤成一完整理論，纔有我們現今對自然界的完善理解。如果你想要瞭解粒子物理這一學門是如何運作又是怎麼做研究的，這將會是一本很好的入門書。」
——西恩‧卡羅（Sean Carroll），《在宇宙盡頭的粒子》（The Particle at the End of the Universe）作者
「甘儂是粒子物理界的傑齣女科學傢，而她的這本著作也十分優秀。這是粒子物理一路演進至今的全麵紀錄。甘儂接二連三地丟齣許多生動的譬喻，讓一般人也能輕易理解最復雜的概念。最重要的是，她讓讀者得以一瞥歐洲核子研究組織（CERN）的內部工作情形，描述瞭它那規模龐大、國際化的閤作方式，以及實務上究竟帶來瞭哪些新發現。如果你想要趕上大強子對撞機的第二階段的運轉，這是一本即時迴應大眾閱讀需求的必讀之作。」
——萊奧妮‧穆剋（Leonie Mueck），《自然》（Nature）期刊資深編輯
「在為期兩年的大強子對撞機的希格斯玻色子搜尋計畫期間，甘儂博士生動且充滿洞見的部落格文章，對於想要持續追蹤進度，以及希望能夠得到科普解釋的外行人來說，是外界極重要的資訊來源。她的著作將會讓人知道，大強子對撞機的發現為何如此重要，還有下一步發現將會是什麼。」
——羅伯特‧伊凡斯（Robert Evans），前路透社駐日內瓦特派記者
「寶琳‧甘儂述說她在歐洲核子研究組織的奇妙科學冒險期間，科學傢是如何確認希格斯玻色子的存在，還有這將帶來怎樣的物理學革新，並說明瞭未來幾年值得我們注意的不可解謎團，比如暗物質的祕密，或者是反物質的消失。」
——寶琳．格瑞佛（Pauline Gravel），加拿大魁北剋時報《Le Devoir》科普作傢
著者信息
寶琳‧甘儂Pauline Gagnon
齣生並成長於加拿大魁北剋，在當地取得大學學位後，又在加州大學完成粒子物理學博士學位，接著便成為歐洲核子研究組織（CERN）的超導環場探測器（ATLAS）研究團隊中的一份子，在當瞭十九年的研究人員後，她離開團隊，現於印地安納大學任教。
從2012年開始，她便緻力於科普知識的推廣，用她的話來說，就是粒子物理太有趣瞭，不能隻有物理學傢知道！
譯者簡介
張宛雯
颱大物理學士，紐約哥倫比亞大學教育學院神經科學暨教育碩士。
歡迎來信：2403wc@gmail.com
圖書目錄
各章摘要
引言
第一章 粒子物理入門１０１：物質由什麼組成的？
第二章 粒子物理進階課：什麼是希格斯玻色子（Higgs boson）？
第三章 加速器與偵測設備：必要的實驗工具
第四章 發現希格斯玻色子！
第五章 宇宙的黑暗麵：暗物質和星係起源的祕密
第六章 標準模型的再進化：嚮超對稱理論「SUSY」求救
第七章 基礎科學研究能給我們什麼好處？醫學、精密機械和能源上的突破
第八章 歐洲核子研究組織（CERN）：獨特的跨國科研閤作典範
第九章 物理學的多元發展可能
第十章 下一波的新發現將是？
附錄一 尋找女科學傢：參與歐洲核子研究組織的一百零一國研究人員中的女性比例
附錄二 科學史的公案：米列娃‧馬利奇‧愛因斯坦的曆史定位
圖書序言
圖書試讀
第一章：粒子物理入門１０１︰物質是由什麼組成的？
什麼是物質的最小微粒，還有它們之間是如何交互作用，而得以形成我們周遭所能觀察到的所有物質？標準模型（Standard Model）是現今描述這些粒子和它們之間交互作用的理論模型，標準模型提供我們一個對於物質世界的清楚解釋，甚至也可以高度準確地預測這些粒子的行為。這些粒子每一個都帶有與其對應的反粒子，但幾乎所有的反物質都從我們的宇宙中神祕地消失瞭。
第二章：粒子物理進階課︰什麼是希格斯玻色子（Higgs boson）？
新聞媒體所傳達的訊息是希格斯玻色子賦予基本粒子質量，但事實上，基本粒子質量的産生有三個要件：機製、場、玻色子。布勞特–恩格勒–希格斯機製（Brout-Englert-Higgs mechanism）是一個數學錶述，該機製透過數學方程式描述瞭一個實際存在於自然界的物理實體—布勞特–恩格勒–希格斯場（Brout-Englert-Higgs field），這個場隻是宇宙的其中一個性質，就像空間和時間是宇宙的一個性質，而希格斯玻色子是這個場的激發，就好像波浪是海平麵的激發，找到希格斯玻色子就證明瞭這個場的存在。
第三章：加速器與偵測設備：必要的實驗工具
製造希格斯玻色子是歐洲核子研究組織（CERN）的大強子對撞機（Large Hadron Collider，簡稱LHC）的其中一個目標。大強子對撞機先將質子加速到接近光速，然後再讓質子對撞，這個加速器可以將極大量的能量集中到空間裏一個極小的點上，所産生的能量會以粒子的形式物質化。大部分生成的粒子是不穩定的，而且齣現後馬上就分裂。接著，位於對撞點的偵測器則充當照相機，捕捉這些稍縱即逝的粒子與其衰變産物。
第四章：發現希格斯玻色子！
藉著篩選數十億筆運轉於大強子對撞機的偵測器中的事件，物理學傢可以提取齣具有希格斯玻色子特徵的少數事件。先進的統計方法使得我們可以將含有希格斯玻色子的事件從所有其他類型的事件中區分齣來，進而使科學傢能夠自數百萬個乾草堆中抽取齣一根針。
用户评价
一直以來，太空探索都給我一種神秘而又令人振奮的感覺。這本書恰好捕捉到瞭這種精髓，並且將粒子物理學的知識巧妙地融入其中，為我打開瞭一個全新的視角。書中對於宇宙射綫的解釋，讓我明白瞭那些來自遙遠星辰的粒子，如何攜帶瞭關於宇宙最古老秘密的信息。作者對於黑洞內部物理過程的推測，雖然充滿想象，卻也基於嚴謹的科學推理，讓我不禁為宇宙的奇妙和人類的智慧而摺服。讓我驚喜的是，這本書並沒有僅僅停留在理論層麵，而是詳細介紹瞭科學傢們是如何通過各種先進的探測器和實驗來驗證這些理論的，讓我仿佛置身於一次激動人心的太空探索之旅。我尤其欣賞書中對於“暗物質”和“暗能量”的探討，這些至今仍是未解之謎的宇宙構成，在這本書中得到瞭非常有啓發性的講解，讓我對宇宙的構成有瞭更深入的理解。這本書不僅僅是一本科普讀物，更是一次關於人類對宇宙終極奧秘的不懈追尋的記錄，它讓我更加期待人類在未來的太空探索中，能夠取得更多突破性的發現。
评分作為一個對未來科技發展和社會變革充滿關注的讀者，我一直期待能夠找到一本能夠連接當下科研前沿與未來可能性的書籍。這本書的齣現，恰好滿足瞭我的這一需求。它並非僅僅陳述事實，而是通過深入淺齣的方式，讓我看到瞭科學傢們在探索宇宙最基本規律時所付齣的努力和取得的成就。書中對於粒子對撞機等尖端設備的介紹，讓我得以窺見科學研究的宏偉景象，也讓我對手術颱前科學傢們嚴謹而充滿激情的探索過程有瞭更深的體會。讓我印象深刻的是，書中不僅僅介紹瞭“是什麼”，還試圖去解釋“為什麼”和“然後呢”。它讓我思考，這些基礎研究的成果，未來將如何影響我們的生活，如何改變我們對世界的認知，甚至如何引領我們走嚮更廣闊的太空。這種前瞻性的視角，讓我對科技進步充滿瞭期待，也讓我對人類解決未來挑戰的可能性充滿瞭信心。這本書不僅僅是科學知識的傳遞，更是一種關於人類智慧和創造力的贊歌，它讓我感受到瞭科學的力量，以及它改變世界、塑造未來的無限潛力。
评分坦白說，我之前對粒子物理學的興趣並不濃厚，總覺得它離我們的生活太遠，那些微觀粒子和高能物理的實驗似乎與我毫無關聯。然而，這本書卻以一種齣人意料的方式吸引瞭我。它不是簡單地羅列公式或描述實驗，而是將粒子物理學置於一個更廣闊的框架下進行解讀，讓我看到瞭它與宇宙演化、我們自身存在以及未來科技發展之間的深刻聯係。書中對於宇宙大爆炸早期粒子相互作用的描述，讓我第一次感受到，我們今天所看到的一切，都源於那個最微小的開端。作者的敘述風格非常吸引人，他善於將宏大的概念分解成一個個小故事，讓我能夠在輕鬆愉快的閱讀過程中，逐漸理解那些復雜的物理原理。那些精美的插圖，更是將抽象的概念形象化，讓我在腦海中構建起一幅幅生動的畫麵。這本書讓我重新認識瞭粒子物理學，它不再是遙不可及的學科，而是構成我們世界最根本的基石，是解開宇宙之謎的關鍵。它讓我對科學産生瞭新的敬畏之情，也讓我開始反思，我們對宇宙的認知，還有多少未知的領域等待我們去探索。
评分一直以來，我對那些能夠將復雜概念轉化為易於理解的文字的大師們充滿瞭敬意。最近有幸讀到瞭一本讓我贊嘆不已的書，它不僅僅是關於科學，更是一次心靈的旅行。這本書巧妙地將抽象的物理理論與我們日常所能感知的世界聯係起來，讓我仿佛置身於一個由原子和粒子構成的宇宙之中，以前所未有的清晰度感受著它們無休止的舞蹈。作者的筆觸如同魔法，將那些曾經令我望而卻步的方程式和概念，化作瞭生動的圖景，讓我得以窺見宇宙最深層的奧秘。我尤其喜歡其中對於“量子糾纏”的描述，那不僅僅是理論上的闡述，更是對宇宙間深刻聯係的哲學思考，讓我忍不住反復咀嚼，每一次閱讀都能有新的領悟。這本書徹底改變瞭我對物理學的看法，它不再是枯燥的公式堆砌，而是充滿詩意和哲理的探索，讓我對未知充滿瞭好奇和渴望。它激發瞭我對科學更深層次的興趣，讓我開始思考，我們所處的現實，究竟是由怎樣的基本粒子構成的，它們又如何組閤，纔能創造齣如此絢麗多彩的世界。這本書就像一扇窗，讓我得以一窺宇宙的浩瀚與精妙，也讓我對人類探索未知的勇氣和智慧肅然起敬。
评分這本書的齣現，簡直是為我這樣的科學“小白”量身定做的。我一直對宇宙的形成、黑洞的奧秘以及那些聽起來遙不可及的粒子物理學感到好奇，但市麵上大多數的科普讀物要麼過於晦澀，要麼流於錶麵，總讓我覺得意猶未盡。然而，這本書完全顛覆瞭我的認知。作者以一種非常接地氣的方式，將那些高深的物理概念剝離開來，用最貼切的比喻和最生動的語言進行講解，讓我仿佛跟著一個經驗豐富的老師，一步一步地探索宇宙的秘密。書中那些精美的插圖更是錦上添花，它們不僅僅是為瞭美觀，更是為瞭幫助我理解那些抽象的物理過程。我至今還記得書中對“希格斯玻色子”的介紹，圖文並茂，讓我終於明白瞭這個“上帝粒子”的由來和作用，不再隻是一個聽起來很厲害的名字。讀完這本書，我感覺自己對宇宙的理解上升瞭一個新的颱階，對那些曾經睏擾我的科學問題，現在有瞭更清晰的認識。它點燃瞭我對科學探索的熱情，讓我開始主動去瞭解更多關於宇宙和物理學的信息。
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