《七堂极简物理课》_读后感1700字

七堂极简物理课

卡洛·罗韦利

17个笔记

◆ 第四课 粒子

>> 我们看到的物体都是由原子组成的。原子由一个原子核和围绕它的电子组成，原子核由紧密聚集在一起的质子和中子构成。质子和中子则由更小的粒子构成，美国物理学家默里·盖尔曼（Murray Gell-Mann）为它们取名“夸克”（quark）。

>> 他的灵感来自詹姆斯·乔伊斯的小说《芬尼根守灵夜》中一句没有意义的话里的一个没有意义的词：“给马斯特·马克来三夸克！

>> 夸克之所以能够在质子和中子里“黏”在一起，是因为一种物理学家们称作“胶子”（gluons）的粒子，它是从英文的“胶水”（glue）变化而来的，科学家们取名时似乎并没有发觉这个词有点可笑。

>> 我们身边的所有物体都是由电子、夸克、光子和胶子组成的，它们就是粒子物理学中所讲的“基本粒子”。

这几种最小的微粒

让人眼花缭乱

>> 除此之外还有几种粒子，例如中微子（neutrino）——它布满了整个宇宙，但并不跟我们发生交互作用，还有希格斯玻色子（Higgs boson）——不久前日内瓦欧洲核子研究中心的大型强子对撞机发现的粒子。但这些粒子并不多，只有不到十种。

>> 这些粒子当然并不像小石子那般真实可感，而是相应的场的“量子”，比方说光子是电磁场的“量子”。

>> 它们的消失和重现遵循量子力学的奇特定律：存在的每样东西都是不稳定的，永远都在从一种相互作用跃迁到另一种相互作用。

一个由事件

而非物体构成的世界

不是唯物而是唯心

>> 量子力学和粒子实验告诉我们，世界是物体连续的、永不停歇的涌动，是稍纵即逝的实体不断地出现和消失，是一系列的振荡，就像20世纪60年代时髦的嬉皮世界，一个由事件而非物体构成的世界。

>> 粒子理论的细节在20世纪50—70年代逐渐得到完善。参与这项工作的有20世纪最伟大的物理学家，如理查德· 费曼（Richard Feynman）和盖尔曼，还有一群举足轻重的意大利人。这些细节的建构导出了一个复杂的理论，它建立在量子力学的基础上，被称为“基本粒子标准模型”，一个不太浪漫的名字。20世纪70年代，在其所有预测被一系列实验证实之后，这个“标准模型”终于得以确立。1984年，我们意大利现在的参议员卡洛·鲁比亚（Carlo Rubbia）还凭着这个模型的首批数据获得了诺贝尔奖。2013年希格斯玻色子的发现，完成了“标准模型”确认工作的最后一环。

>> 这个理论至少第一眼看上去零零碎碎，东拼西凑。它由不同的理论和方程而成，看不出有什么清晰的秩序。它描述了某些场，通过由某些常数决定的某些力相互作用，表现出某些对称性（可为何非得是这些场、这些常数、这些力和这些对称性呢）。我们距离广义相对论和量子力学的简洁方程还很遥远。

标准模型

>> 它描述了某些场，通过由某些常数决定的某些力相互作用，表现出某些对称性（可为何非得是这些场、这些常数、这些力和这些对称性呢）

>> 近几年，标准模型还出现了一个明显的缺陷。天文学家们发现，在每一个星系的周围都存在着一团巨大的云状物。我们是通过它对星体的引力和它使光发生偏折的现象才间接发现它的。我们无法直接看到这团巨大的云，也不知道它由什么组成。

>> 今天我们把它称为“暗物质”（dark matter），一种无法用标准模型描述的东西，不然我们也不会看不见它了。它不是原子，不是中微子，也不是光子……

>> 标准模型仍然是解释物质世界最好的理论，它的预测全都得到了证实。除了暗物质和广义相对论中被描述为时空曲率的引力之外，它很好地解释了已知世界的方方面面。

>> 有一种被称为“超对称”的理论预言存在一类新粒子。在整个物理生涯中，我不断听说有同事在满怀信心地期待着这些粒子不日就被发现。但是随着时间的流逝，一天天、一月月、一年年、数十载……这些超对称粒子依然没有现身。物理学史并非只有成功。

>> 我们现在还只能依赖标准模型。它可能不太优美，但是用来解释我们周围的世界却很好用。谁知道呢，仔细想想，或许并不是这个模型不优美，而是我们还没有学会从正确的角度看待它，没有发现隐藏其中的简洁。

>> 屈指可数的几种基本粒子，不断地在存在和不存在之间振动、起伏，充斥在似乎一无所有的空间中。它们就像宇宙字母表里的字母，以无穷无尽的组合，讲述星系、繁星、阳光、山川、森林、田地，以及节日里孩子脸上的笑容和星光璀璨的夜空的漫长历史。