物理

物质是什么

吉姆·巴戈特

# 物质是什么 **作者**:吉姆·巴戈特(Jim Baggott) **出版信息**:本书中文版由中信出版集团于2020年出版。 我们身处的世界——从浩瀚的行星到微小的书本,乃至我们自己的身体——皆由“物质”构成。然而,若深究“物质究竟是什么”,便会发现这是一个异常复杂且深刻的科学问题。表面上,我们似乎可以通过“质量”这一属性来理解物质,即“一个物体所含物质的总量”。但物质为何具有质量?其基本性质究竟如何?这些问题远非显而易见,它们困扰着一代又一代的科学家,构成了物理学探索的核心议题之一。 英国科学史作家、牛津大学化学物理学博士吉姆·巴戈特,以其深厚的科学背景和清晰的叙述能力,在本书中系统梳理了人类对物质本质的认知历程。巴戈特博士著有《希格斯:上帝粒子的提出与发现》《量子空间》等多部科普作品,其文章常发表于《新科学人》《自然》等权威期刊。 本书以历史发展为脉络,引导读者踏上一段跨越两千多年的科学思想之旅。旅程始于古希腊哲学家对“不可分割的原子”的朴素猜想,穿越牛顿经典力学的宏伟体系,最终抵达现代物理学最前沿的量子场论与粒子物理标准模型。作者不仅阐述了关键的科学概念与理论突破,如量子理论、色荷、希格斯场等,也生动刻画了那些推动认知边界的科学家群像,展现了科学探索中怀疑、矛盾与突破交织的生动过程。 全书结构清晰,分为四个主要部分,层层递进地剖析物质之谜: **第一部分:原子与虚空** 探讨从古代原子论到近代化学确立过程中,人类对物质基本构成单元的追寻。内容涵盖德谟克利特的思辨、牛顿的力学框架,以及道尔顿等化学家如何通过实验将原子论从哲学构想转变为科学理论。 **第二部分:质量与能量** 聚焦于经典物理学对质量与能量的理解及其面临的危机。重点阐述了爱因斯坦狭义相对论带来的革命性观念——质量与能量的等价性(E=mc²),以及这一理论如何动摇了对物质和质量的传统认知。 **第三部分:波动与粒子** 深入量子力学的奇异世界,探讨物质同时具有波动性和粒子性的“波粒二象性”。本章解释了薛定谔方程、量子态等核心概念,并剖析了诸如“裸质量”与“缀饰质量”等深刻问题,揭示了微观尺度下物质行为的反直觉特性。 …

我们的世界是真实的吗

扬·韦斯特霍夫

**书名:** 《我们的世界是真实的吗》 **作者:** 扬·韦斯特霍夫 **出版社:** 牛津大学出版社 **出版年份:** 2021年 我们通常依赖感官来确认周遭世界的存在,但感知本身是否可靠?梦境中的体验同样生动,我们如何确证当下并非处于一场漫长的梦境?更进一步,我们所处的环境、人际关系乃至自我意识,是否可能源于某种虚拟构造或叙事设定?这些追问并非空想,而是触及了哲学、神经科学和物理学领域的核心议题。 本书作者扬·韦斯特霍夫是牛津大学神学与宗教学院的哲学教授,拥有剑桥大学哲学博士学位,主要研究领域涵盖语言哲学、形而上学与亚洲哲学。他此前出版的著作包括《真实世界并不存在》《幻觉十二例》等,持续关注现实本质与认知边界问题。 在本书中,韦斯特霍夫教授系统性地探讨了“真实性”这一概念。他从经典的哲学怀疑论出发,例如笛卡尔的“恶魔假设”与“缸中之脑”思想实验,引导读者审视经验证据的局限性。现代神经科学研究表明,人类对外部世界的感知并非被动接收,而是大脑基于输入信号主动构建的模型,这进一步动摇了感官经验的绝对权威。 物理学的发展也为理解现实提供了新的视角。相对论揭示了时间并非绝对流动的实体,量子力学则展现了微观粒子行为与宏观直觉的深刻背离。这些理论进展促使我们反思,日常所体验的“现实”是否仅是更深层物理规律所呈现的表象。 此外,作者还分析了当代流行的“模拟假说”——即我们可能生活在高级文明创造的计算机模拟之中。他评估了支持与反对该假说的各类论证,并探讨了其背后的哲学意涵。同时,本书也涉及叙事本体论的问题,思考个体作为虚构人物的可能性及其对身份认知的挑战。 全书融合了多学科的知识框架,旨在以严谨而清晰的方式,引导读者穿越层层思辨,审视那些关于世界本质的根本性质疑。它不提供简易答案,而是呈现探索过程本身,邀请读者共同思考人类认知的边界与“真实”的多元定义。本书原由牛津大学出版社出版,属于其重要的学术普及系列,旨在向广大读者传达前沿的哲学与科学思考。

极客物理学

瑞特·阿莱恩

**《极客物理学》** 由路易斯安那州东南大学物理学副教授瑞特·阿莱恩(Rhett Allain)所著,于2016年由人民邮电出版社引进出版。阿莱恩同时也是《连线》杂志科学版块的知名博主,长期致力于以生动有趣且富有教育意义的方式解读日常与流行文化中的物理现象,其另一部作品《愤怒的小鸟之愤怒的力量:世界风靡游戏中的物理学》亦广受欢迎。 本书的核心在于运用经典物理学原理,对流行文化、影视作品、电子游戏乃至网络迷因中那些看似荒诞或天马行空的问题进行严谨而有趣的分析。作者从个人广受欢迎的博客中精选并深化了一系列主题,旨在引导读者透过物理学的透镜,重新审视周围的世界。 全书内容涵盖广泛,例如:探讨人类是否可能借助仿生翅膀翱翔;计算需要驱车多快才能摆脱僵尸群的围攻;分析用电子设备替代纸质安全手册能否为飞机有效节油;乃至检验超人是否真有能力一拳将人击入太空。书中也深入剖析了诸多经典科幻与超级英雄题材中的场景,如绿巨人浩克起跳时对路面的破坏力、雷神之锤的运动原理、美国队长的盾牌是否符合物理定律等。 为便于读者理解,每个章节均配有清晰的插图、相关的物理学基本方程以及简单易懂的图表图解。作者通过建立简化模型并运用牛顿力学、能量守恒、流体力学等基础物理知识,逐步推演,最终给出这些“极客式”问题的科学答案。这种处理方式并非旨在精确复现复杂现实,而是侧重于展示如何将物理思维应用于非常规问题的求解过程,从而揭示隐藏在其背后的科学逻辑。 本书的叙述风格轻松明快,将严谨的科学探讨融入对电影、电视节目、视频游戏和网络热点话题的讨论之中。它打破了传统科普的边界,表明物理学并非仅仅存在于实验室和教科书中,而是无处不在,并能用于检验我们文化产品中的各种假设与设定。这种独特的切入方式,使得本书不仅适合对物理学抱有好奇心的普通读者与流行文化爱好者,也能为理科学生提供一种别开生面的补充阅读材料,激发他们应用所学知识探索现实与幻想交界地带的兴趣。 总体而言,《极客物理学》提供了一种新颖的科学普及路径。它通过回答那些看似古怪的问题,实际上潜移默化地传授了物理学的核心思维方式——建模、近似计算与逻辑推导,从而在娱乐与启发之间取得了平衡。

上帝粒子

利昂·莱德曼

# 上帝粒子 **书名:** 上帝粒子 **作者:** 利昂·莱德曼 **出版社:** 未在原始材料中提供 **出版年份:** 未在原始材料中提供(原书英文版初版于1993年) 构成宇宙万物的最基本成分是什么?这个贯穿人类科学史的终极问题,正是《上帝粒子》一书探讨的核心。本书以清晰而富有洞察力的笔触,系统梳理了人类探索物质基本构成的漫长历程。 作者从古希腊哲学家德谟克利特提出“原子”这一概念开始叙述,引领读者穿越两千年的科学思想史。书中依次回顾了伽利略、牛顿等经典物理学巨匠的奠基性工作,以及麦克斯韦和法拉第在电磁学领域的革命性贡献。这些探索为现代粒子物理学的诞生铺设了道路。 20世纪初,量子力学的出现彻底颠覆了人们对微观世界的认知,掀起了一场物理学革命。与此同时,大型粒子加速器的发明与发展,使得物理学家得以在实验上深入探究此前无法触及的微观领域,粒子物理学由此进入一个成果丰硕的新时代。书中详细介绍了在这一过程中涌现的一系列惊人发现,包括多种夸克和中微子等基本粒子的证实,以及宇称不守恒、标准模型等重要理论的建立与发展。人类对“万物理论”的追求,在此过程中不断向前推进。 本书的核心线索,最终指向了粒子物理学标准模型中最后一个被预言但长期未被直接观测到的关键粒子——希格斯玻色子。作者利昂·莱德曼在书中首次公开提出了“上帝粒子”这一后来广为流传的昵称,用以形容希格斯玻色子在赋予其他基本粒子质量方面所扮演的奠基性角色。寻找并证实“上帝粒子”的存在,被视为验证标准模型、理解质量起源的关键一步,也是人类探索宇宙基本构成道路上的一次里程碑式的飞跃。 本书作者利昂·莱德曼(1922-2018)本身就是这段历史的亲历者与重要推动者。作为著名实验物理学家、1988年诺贝尔物理学奖得主,他曾长期担任美国费米国家加速器实验室主任,并主持设计了超导超级对撞机计划。这种独特的身份与视角,使得本书的叙述不仅具有历史的纵深感,更充满了来自科学研究第一线的权威性与现场感。莱德曼擅长以生动幽默的语言和引人入胜的故事来阐释复杂的科学概念,书中穿插了大量科学史上的趣闻轶事与物理学家的鲜活形象,将粒子物理学的发展历程描绘得曲折生动、趣味盎然。 …