文章吧-经典好文章在线阅读:《从夸克到宇宙》读后感锦集

当前的位置:文章吧 > 原创文章 > 原创精选 >

《从夸克到宇宙》读后感锦集

2022-05-15 00:10:03 来源:文章吧 阅读:载入中…

《从夸克到宇宙》读后感锦集

  《从夸克到宇宙》是一本由【美】唐·林肯 著著作,北京联合出版公司出版的精装图书,本书定价:128.00元,页数:596,特精心收集的读后感,希望对大家能有帮助。

  《从夸克到宇宙》读后感(一):粒子物理学帮你打开格局,重新认识宇宙

  学过中学物理的人都知道,原子并非物质的最小结构,原子仍然可分,内部存在原子核和电子,原子核内部存在质子和中子,在中子和质子内部,分别被称为夸克和胶子的粒子。这样耳熟能详的知识点,似乎很简单。

  实际上,人类研究物理的过程艰辛又漫长。从原子论的提出到夸克的认知,人类在研究物质组成的过程中,发现了宇宙的更多奥秘。由美国实验物理学家唐·林肯所著的《从夸克到宇宙》正是一本诠释夸克、轻子和支配粒子物理学的力的复杂世界的书籍也是一本帮读者打开格局,重新认识世界,认识宇宙的书籍。

  原子论从模糊的概念到被证实,历经两千多年。德谟克利特被认为是第一个提出类似于现代物理学说的人,他的猜测根据是没见到面包时他就闻到了面包的香气,他认为物质存在不可分的成分。这种想法的出现对于物理学来说难能可贵,唐·林肯在书中这样写道:“令人震惊的是,人们对于它们无法企及的规模尺度上的物质本质感兴趣。”也正是这种探索本质的精神,促使无数物理学家走上了认知粒子物理学之路。

  于是,在接下来一个多世纪里,伦琴发现了X射线,居里夫妇、贝克勒尔因发现了元素的放射性,汤姆孙发现了电子的存在。后续许多物理学家提出各种原子模型,虽然大多数并不正确,然而科研的道路就是在无数的失败之后才走向成功的。当原子结构被确认后,人类又开始探索原子内部结构的性质,由此可见,人类对于物理的探索是无止境的。如今,我们所知道的组成物质的最小结构是夸克,若干年之后,科学发展的明天,这个结论是不是还成立呢?

  物质组成之谜被解开之后,一切并没有结束。原子核与电子之间究竟以怎样的形式组成电子的?现在我们自然知道这是靠力来实现的,是力将一切聚合在一起。可是想到这些并不容易,正如阿尔伯特·圣捷尔吉所说:“所谓研究,就是看到每个人都能看到的,却想到没有人之前想到过的。”在本书第四章中,唐·林肯重点讲述了物理学家们是如何研究“力”在原子内部发挥作用的,其内容远比我们读书时课本学的深刻。

  物理学发展至今,并没有将问题全部解决,因此书中提到即将得到解决的难题,譬如:凭空出现的中微子,为什么是凭空出现?中微子为什么会发生振荡?反物质都在哪儿?这些问题还需要科学家们继续研究探索,给出答案。

  当然,除此以外,书中还介绍了一些科研领域的新发现,这一部分内容阅读起来还是有一定难读,需要更多的专业知识做基础。令人钦佩的是唐·林肯从微观到宏观的思考,构成宇宙的物质究竟是什么,宇宙又是如何诞生,演化到现在这样的?当然我们也听过一些“宇宙大爆炸”的假说,但书中有更为详细的讲解,对此有兴趣的可以去读一读。

  总之,《从夸克到宇宙》作为一本物理学科普读物,它的专业性很强,它涉及的内容很广,当然,它带给人的惊喜更多!可以说读本书最大的感受便是,它能够打开你思维的格局,重新认识宇宙!最后,对于有一定物理基础的人,本书读起来更友好。

  《从夸克到宇宙》读后感(二):粒子物理领域最前沿的实验物理学家写的一本关于粒子物理的科普

  在看这本书时首先你要知道这是一本在一线实验工作的实验物理学家所写的科普书,本书的作者所来自费米国立加速器实验室的物理学家,全世界最强大的加速器兆电子伏特加速器就位于这里,他还是费米实验室两次非常大型的碰撞试验之一的成员之一。所以在本书的主题领域内,作者实际上是位于最前沿的。要知道物理家分为实验物理学家和理论物理学家(实验室物理学家其实歧视理论物理学家),而以往市面上的物理科普书籍基本都是由理论物理学家所写,这本则是实验物理学家所写的很值得一看。

  作为一位文科专业的同学,看这本书之前是做好了十足的心理准备,因为光看标题就觉得内容会非常的硬核。结果当我读完这本书之后,意外的发现这本科普还挺上头的,没有想象中的那么难懂。

  所以真的不要被这本书名所吓倒,其实这本书的内容还挺好理解的,尤其是前六章的内容,非常的基础,讲的东西也非常的好懂。作者会告诉我们,他所讲的东西究竟是什么,为什么要研究和怎么发现这种东西,以及讲的这个东西又有什么作用,这三个回答能够帮你形成系统性的知识体系。

  书中图片

  从第八章开始,我们就会意识到,我们已经离开了知识的“舒适区”,进入了一个未知的领域。从第八章到第十章,内容就稍微有一点点复杂,但是这也并不影响我们的阅读过程,因为第八章到第十章讲述的内容,都是我们现在还没有得到确定答案的东西,就连本书作者都不知道答案,作者讲述这几章的内容是要告诉我们现在的物理学界到底在研究一个什么东西。在看前半部分时我就在想居然没有一个中国人好可惜。但是在第七章时会讲到杨振宁和李政道提出的宇称不守恒,这多牛啊,书里面出现的人物基本全都是物理学界的大佬,有此可以看出杨振宁和李政道的厉害之处。作者还专门说杨振宁和李政道1956年提出的宇称不守恒,1957年就获得了诺贝尔物理学奖,诺贝尔奖从来不会颁没有把握的奖,这就说明宇称不守恒的确定性。

  设计很舒服

  作者在讲述夸克、粒子、力等时,会用非常贴近生活的例子来帮助我们理解作者所讲的东西。举个例子,在向我们介绍引力部分重量和质量的关系时,重量其实是不等于质量的,但是重量是与质量相关的,一个重量更重的人具有更大的质量。然而,在外太空中,重量消失了,质量却依然存在。如果你站在不同的行星之上,你的重量也会发生变化,但是你的质量却是肯定的。所以我们知道了一个非常重要的概念,就是说重量会变化,但是质量不会。重量实际上是由重力引起的。这里作者说,如果你还是不懂重量和质量的关系的话啊,你就可以把重量和质量当作是同等的,但是前提条件是你要一直待在地球上。这里作者还非常幽默的说,别去跟我的物理学家同事们说,我是这么教你的。

  作者讲述的文风很幽默风趣,物理界经常有很多物理学家会在做研究时看到某种细微的东西,但大部分物理学家会直接略过,而极少的物理学家会去研究这种细微的东西。当这极少的物理学家研究这种细微的东西研究出名堂,甚至获得诺贝尔物理学奖时,这大部分的物理学家就会感到可惜。这时作者把这大部分的物理学家比做:加入了“如果...当初...”俱乐部。而在书中你会经常看到这种加入“如果...当初...”俱乐部的例子。

  除了正文内容之外后面还专门有附录ABCDEF和延伸阅读,这些都是给那些想更加深入了解物理的看的,特别像附录A希腊字符的读法对于我这种人算是帮了大忙了。必须吹一波翻译和装帧设计,这本书的翻译可谓是真的用心了,在译注中有专门提到最近已经发现的东西,而且作者在遇到不理解的单词时还会专门去问原著作者的意思然后专门写在内容的下方供学者阅读,毕竟专业性极强很能理解。这本书的装帧设计很友好,精装锁线非常非常容易平摊开来阅读纸质也非常好,本身内容就杠杠的再加这设计阅读体验更佳。还有图片的出现能够更加容易理解作者所讲的内容。

  译者向作者请求过的内容

  整体内容很牛,看就完了,没有复杂的数学计算,你也不用看完书后去做题目,想了解了解这部分的内容这本书绝对是极佳。

  《从夸克到宇宙》读后感(三):粒子物理带你剥开果壳中的宇宙

  如果谈及粒子物理学,很多人都会觉得它是关系物理学的一门高大上研究领域,从晦涩难懂到无从下手,我想很多人会产生敬而远之的距离感。然而,美国著名物理学家唐·林肯以《从夸克到宇宙:用粒子物理打开世界真相》一书,为我们带来了对于粒子物理学系统科学又通俗耐懂的知识。与本书而言,粒子物理学作为庞杂科学体系中的一门基础科学,其实与我们每个普通人都息息相关,其中的很多知识并不是不可理喻的存在,作为二十世纪物理学领域伟大的成果,粒子物理学的出现改变了未来研究发展的走向和趋势。在当今社会下,即便是我们作为该领域内的非专业人士,也可以通过像唐·林肯这样的书籍帮助我们做好此方面知识的积累,从而对物理学乃至整个科学、人类社会产生更加清晰的认识。

  连续几天的集中阅读虽说是一件不轻松的旅程,但合上书之后总会觉得,当再次提及到这个话题时,脑海中已不再是空空如也或者是一知半解的模糊与空白,取而代之的是一种不同以往的知识点和框架结构,虽然可能不是很成熟的看法,但确实起到了点拨与启发的作用,也将成为我日后还会反复回顾的科普佳作之一。从本书整体的构成体系来看,我们不难看出,唐·林肯的出发点旨在针对非专业领域的读者群体,告诉人们以粒子物理学为代表的相关知识,解释这些知识背后的原因,以及为何要了解它们的意义所在。在基于目前研究成果的铺垫下,能够让感兴趣的读者进一步加深相关知识点的印象,提高更加合理的思考方式,无疑是将读者的认知抬高了一个新的层次,我想这样的效果是值得我们拿出时间和精力去好好阅读的。

  很多人对于这张著名的合影应该不会陌生

  对于粒子物理而言,可以整体概述或者某项专题叙述都是可以的,回到这本书中我们可以看到,作者在铺展这方面的功底是深厚的,凭借着多年来这方面的研究材料以及理解,将这门科学囊括进一本书内进行集中展示。第一章节论述的是横跨千年对其认识和研究事实,从古希腊到20世纪初期,善于思考和发现的人们开始逐渐触摸、探索到了物理学的大门,虽然仅仅是理论或者表象上的改观,但那些曾经的发现也是划时代的存在,无疑为日后的研究奠定了基础。

  夸克、轻子等等存在于粒子物理世界的构成

  第二章节以电子、X射线、原子、中微子等方面的研究展开,这一时期的发现虽然徘徊在20世纪,但推进的脚步无疑已大大加快,成为了打开了现代粒子物理学的开端和标志。第三章节着重介绍了夸克、轻子的发现和认识,其复杂多变的演进过程是漫长而艰难的,6种夸克,两两成对,并具有相对应的反夸克,有成百上千种粒子可以被理解为这些夸克的各种组合。对轻子来说,作为不参与强相互作用的自旋为 ћ/2 的费米子,它既不参与强力的相互作用,也在遵守着轻子数守恒,关于上述两者的论述将会贯穿本书。第四章节主要是我们目前发现和研究的基本力,无论是引力、磁力、强力、弱力等等,都是影响和改变粒子物理学领域的助推器和加速器,成为必不可或缺的重要组成部门。第五章节我们认识到了希格斯玻色子,作为具有独特属性的粒子,它的出现为目前关于的研究带来了些许的设想和预测,其结果的论证有待于日后的研究实验揭示。

  希格斯玻色子与宇宙息息相关

  第六章节本书介绍了关于粒子物理实验技术,无论是加速器还是探测器,都可以称之为打开粒子物理学的重要工具,随着设备的改进提升,相应的改变也必将是巨大的。第七章节所带来的两个谜团,是唐·林肯借助此书想要告诉我们的两个问题,不管是中微子还是反物质,对于两者的研究有很多可以研究和探讨的知识点,无论最终答案是什么,这样的疑问为物理学的发现提供了更加有趣的过程。第八章节的内容基于大胆的设想,虽然不一定是得到完整论证过的命题,但是作为当下研究的新前沿,对于其探索的过程仍将继续,也凸显了人类追求新境界、新领域的勇气和创新。第九章节可以理解为延伸至宇宙学领域的知识,宇宙学和粒子物理学存在着密不可分的联系,两者之间互相影响的共通性,扩展了我们对于物理学的研究视角。

  位于大型强子对撞机中的"阿特拉斯(atlas)"探测器

  认识、了解、研究物理学是一项任重道远的工作,面对着许多不确定性和尚未可知的答案,很多时候人类总要面对取舍的各种选择,哪怕是在没有明确的目的导向性情况下,人类都要秉持着尊重过程、享受发现、寻求突破的意义,从更加广阔和深远的角度上进行探索,正如末章亨利·庞加莱所说的“科学家研究自然不是因为这样做有用;而是因为他能从中感到愉悦,而他之所以能够感到愉悦,是因为自然是如此美丽”,科学的美丽无疑是富有魅力的精彩风景,在付出与努力的背后,将会是对科学诚挚的礼赞和敬畏。

  《从夸克到宇宙》读后感(四):从稍纵即逝的沧海一粟到光年飞驰的无垠宇宙,粒子物理学带你见微知著、心系宇宙

  小跳蚤待在大跳蚤身上,层层往上,有更大的跳蚤等着它们,直至宇宙尽头;小跳蚤身上有更小的跳蚤,层层向下,始终有更小的跳蚤潜伏在身边,直至粒子尽头。

  图片来源网络

  科学家奥古斯塔斯·德摩根,在“跳蚤”诗句中窥见了尺度大小对物质结构的影响,认为只要人类仔细观测,所有名义上的无结构物质都会呈现出丰富的底层结构。作为顶夸克粒子的共同发现者,物理学家唐·林肯编著了《从夸克到宇宙》一书,不仅为读者讲述了粒子的前世今生,还同我们一起探讨了宇宙万物。

  从夸克到宇宙

  评价人数不足

  【美】唐·林肯 著 / 2022 / 北京联合出版公司

  接下来,就让我们一起跟随唐·林肯的步伐,去了解更小的跳蚤、更精细的粒子,感受粒子物理学的魅力所在吧。

  2000多年前,古希腊哲学家德谟克利特经历了一次漫长的斋戒,一位朋友给了他一块面包,以慰藉他空荡荡的肚子。其实,在朋友拿出面包之前,德谟克利特就已经闻到了面包的香味,他猜测,一定是面包里的细小颗粒通过空气传播,传到了自己的鼻子里。随后,德谟克利特还拿奶酪做实验,试图将它切到无法再分割的地步,他曾经认为的“不可切分的”物质,正是现今我们称之“原子”的物质,德谟克利特也成为了世界公认的第一个提出类似于现代物质理论学说的科学家。

  图片来源网络

  19世纪,约翰·道尔顿在前人的肩膀上继续作业,提出某些物质是由氢气、氧气、氮气等元素构成,且这些元素都有最小的粒子,这些粒子可以统称为原子。原子论观点一出,让物理学家有了研究的新方向,也让人类对物质的组成构造有了更清晰的认知。

  1897年5月,科学家约瑟夫·约翰·汤姆孙发表论文,指出:“在阴极附近的非常强烈的电场中,气体的分子被解离并且分裂,不是分解成普通的化学原子,而是分解成这些本初粒子,我们将其简称为微粒。”自此,人类对原子的认知重新刷新,原子不再是最小的粒子,它的内部存在结构,现代粒子物理时代正向人类迎面走来。

  随后,众多的物理学家开始探索原子的内部结构,研究放射性的物理学家欧内斯特·卢瑟福在经历大量的实验后,正确推导出原子的基本性质:原子内部有一个直径约为米的原子核,以及环绕原子核做运动的电子云。随后,曼彻斯特大学的学生詹姆斯·查德威克在成为卢瑟福的研究助理后,一边攻读剑桥大学的博士学位,一边进一步研究原子核的内部结构,他通过测量离开氢气的质子的能量来反推该中性粒子的质量,最终找到了是质子质量的1.006倍的中子。至此,由质子和中子构成的原子核结构也被物理学家们揭开了面纱。

  图片来源网络

  20世纪,是粒子物理学全面开花的世纪。1925年,罗伯特·密立根发现了宇宙射线;1931年,沃尔夫冈·泡利提出了中微子的可能性;1932年,卡尔·戴维·安德森观测到了正电子;1934年,恩里科·费米发现了β衰变的现象;1956年,弗雷德里克·莱茵斯和克莱德·科温观测到了中微子。随着基本粒子数量越来越多,普通的实验已经满足不了物理学家对粒子的观测,于是大型粒子加速器和探测器开始登上历史舞台。

  1960年后,物理学家已经观测到了数百种粒子,有质量较大的强子、质量较轻的介子,以及质量更轻的轻子,只是它们之间都缺少一个统一的原则,加州理工学院的默里·盖尔曼和欧洲核子研究中心的乔治·茨威格提出,如果强子和介子中还包含了更小的粒子,那么它们的行为模式规律就有迹可循了。

  为了制造新的、大质量的粒子,物理学家必须将传统的粒子加速到很高的能量级,然后让它们撞到一起,以观察是否会有新的粒子被碰撞出来。与我们生活最切近的粒子加速器就是我们常用的电视或电脑显示屏。电子在加速到大约35keV(千伏特)的能量时,就会撞倒屏幕上,快速变化的电场能让电子束扫过屏幕,我们就能看到画面了。如果没有这些快速变化的电场,电子束就会沿着直线移动,并在屏幕中心形成一个白点。

  图片来源网络

  1967年,以诺贝尔物理学奖得主恩利克·费米的名字命名的费米国家加速器实验室,在美国伊利诺斯州巴达维亚附近草原上建立。该实验室占地约6800英亩,它不仅立志恢复原始草原上的植物群和动物群,还是世界上最顶级的粒子物理研究中心,拥有兆电子伏特加速器和粒子碰撞探测器。2011年,费米实验室的兆电子伏特加速器停止了运行,现在最新最强的粒子加速器,是位于瑞士日内瓦郊区的大型强子对撞机,此外还有欧洲核子研究中心的大型正负电子对撞机和高能加速器研究机构的KEK B对撞机。

  除了加速器,物理学家们还需要粒子探测器。这种被称为世界上最大的照相机,可以帮助物理学家们观测到,碰撞后的数百个粒子的能量和移动的方向。若将粒子之间的碰撞比作是一辆失控的汽车撞向一片小树林的话,那树木被撞飞的现象就是电子被从物质中的原子中击出的现象,汽车在撞树之后减速、直至停止的过程,也是粒子被撞掉后所停下来的过程。这一过程,我们可以测得汽车的行驶速度,物理学家也可以观测到粒子的速度。

  图片来源网络

  在加速器和探测器的共同检测下,物理学家开始对质子施加能量,让质子在某个靶上撞碎,来分解质子,进而找到了上夸克、下夸克和奇夸克等不同类型的夸克粒子。他们还发现,由于夸克携带非整数的电荷量,因此它们极其容易被分辨出来。1992年,费米实验室的D〇探测器和CDF探测器同时启动,对质子进行无数碰撞,来检测不同夸克粒子的轨迹。1994年,作者唐·林肯加入费米实验室,与其他物理学家共同研究夸克粒子。唐·林肯发现,夸克是具有最丰富的受力行为的粒子,可以受到强力、电磁力和弱力的影响。碰撞结果除了有最初找到了的夸克粒子外,林肯他们还找到了顶夸克粒子。

  对那些选择以粒子物理学为事业的人们来说,从研究生、博士生,到某实验室的工作人员,到参与某项实验,再到成为该领域的领导者,怎么也得花费20年左右的时间。

  对实验本身来说,如果由一个实验室单独完成,则需要500位物理学家共同协作,如果是几个实验室同时合作,那它就会需要上千位物理学家了。此外,实验的进行还是要相同数量的技术人员:工程师、计算机专业人员等。一项实验,一般会花5-10年的时间做计划,再花5-10年的时间来建设,最后再花5年时间做实验。

  图片来源网络

  前路漫漫,无论是对人还是对实验,都是一场拉锯战。可即便如此,依然有无数对未知充满激情的科学家,他们依然对很多事情感到好奇:

  还存在有更多代的粒子吗?

  为什么会存在夸克和轻子?

  为什么物质粒子是费米子,携带力的粒子就是玻色子?

  广义相对论和量子之间是否能实现统合?

  宇宙学与粒子物理学的关联?

  星系中的物质又有哪些?

  未来未知,但依然可期。

评价:

[匿名评论]登录注册

评论加载中……