强力与弱力[试读]

到了近代，人类确立了“物质由原子组成”的原子论。该理论告诉我们，物质的质量是构成该物质的原子的质量总和。原子由电子和原子核构成，在原子的内部，电子围绕着原子核旋转。而原子核又可以分解为质子和中子，质子和中子又可以进一步分解为叫作夸克的基本粒子。然而，质子和中子的质量却远远大于组成它们的夸克的质量总和... 查看全部[ 1. 牛顿的代表作始于“质量”的定义 ]

进入18 世纪后半期，化学领域斩获了关于质量的重大发现。法国化学家拉瓦锡发现，化学反应前后物质整体的质量不变。参与反应的物质即使各自的质量发生变化，但它们整体的质量总和也保持不变。这就是“质量守恒定律”。 这一发现从定量分析的层面验证了原子论。原子论认为将物质分解后，最终将得到不可再分割的原子... 查看全部[ 2. 物质的质量是原子质量的总和 ]

实际上，从19 世纪末期到20 世纪初期，我们就已经知道原子是具有内部结构的。在原子的内部，带负电的电子围绕带正电的原子核旋转。在电磁力的作用下，电子与原子核结合在一起形成了原子。 但是，原子核要远远重于电子。原子核的尺寸是电子的2000 倍到20 万倍。因此，我们可以认为原子的质量基本就是原... 查看全部[ 3. 粒子发现大繁盛，希腊字母已经不够用了！ ]

理论物理学家默里•盖尔曼确立了揭示强子内部结构的理论。他认为强子由更加基本的粒子组成（我会在第三章讲述他产生这一想法的原委），质子和中子等重子由3 个粒子组成，π 介子和η、ρ、ψ等介子由2 个粒子组成，这些基本粒子被统一命名为“夸克”。实验也 验证了夸克的存在，目前普遍认为夸克是最基本的粒子。三个... 查看全部[ 4. 质子和中子的质量并非夸克质量之和 ]

同样，原子中使原子核和电子结合在一起的电磁能量也只占原子质量的一亿分之一。因此，可以说原子的质量基本等于原子核的质量。原子核的质量也基本上等于质子和中子的质量。在原子核内把质子和中子牢固结合在一起的是第三章将要讲述的“核力”。核力的能量确实非常大。一枚原子弹之所以具有相当于1.5 万吨TNT 炸药的... 查看全部[ 5. 物质质量的99% 来自“强力”的能量 ]

因为质子、中子和介子等强子是由夸克构成的，所以它们并不是最基本的粒子。在标准模型中，电子被认为是基本粒子。因此本书把夸克和电子等标准模型中的基本粒子称为“基本粒子”，除此之外的粒子只称为粒子。 标准模型的基本粒子中，仅有传播电磁力的光子（下一章会详细介绍光子）通过实验被证明了没有质量。光子以外... 查看全部[ 6. 希格斯玻色子并非“万物的质量之源” ]