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书名 一只又死又活的薛定谔的猫--当代科学漫笔
分类 文学艺术-文学-中国文学
作者 汤双
出版社 中央编译出版社
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简介
编辑推荐

《一只又死又活的薛定谔的猫--当代科学漫笔》是小品文。内容包括进化论与创世论之争;宇宙常数与暗能量;中微子趣史;闲话希尔伯特问题;沙堆模型的启示;图灵测试引发的联想;曾经发生在德国的反爱因斯坦运动;哥白尼原则之争;群星荟萃的RNA领带俱乐部等。本书由汤双著。

内容推荐

《一只又死又活的薛定谔的猫--当代科学漫笔》是小品文。

《一只又死又活的薛定谔的猫--当代科学漫笔》内容包括进化论与创世论之争;宇宙常数与暗能量;中微子趣史;闲话希尔伯特问题;沙堆模型的启示;图灵测试引发的联想;曾经发生在德国的反爱因斯坦运动;哥白尼原则之争;群星荟萃的RNA领带俱乐部等。本书由汤双著。

目录

三代人关于现代科学的对话

进化论与创世论之争

反物质之谜

信息、熵与黑洞

暗物质与薇拉·鲁宾

找寻“上帝粒子”

宇宙常数与暗能量

量子计算的过去、现在与未来

准晶体——从纸上谈兵到诺贝尔化学奖

中微子趣史

闲话希尔伯特问题

古往今来话纽结

样式雷的屋顶与悬链线

沙堆模型的启示

图灵测试引发的联想

解决孪生素数问题的一线曙光

真有“世界末日”?

曾经发生在德国的反爱因斯坦运动

马约拉纳:物理学界的一只独狼

佩雷尔曼与庞加莱猜想

哥白尼原则之争

群星荟萃的RNA领带俱乐部

试读章节

2008年8月,集20余国之力,耗时10多年,投资超过100亿美元的大型强子对撞器(Large Hadron Collider,简称LHC)终于完工了。这个由欧洲核子研究组织建造的有史以来最庞大、最复杂的超级实验装置坐落在离日内瓦不远的法国和瑞士的边境处,它的一部分在法国境内,另一部分在瑞士境内。其主体部分是一个埋在地下100米深处、将近27公里长的环形隧道。这个隧道是LHC的主加速环,两束向相反方向绕行的质子(构成原子核的基本粒子之一)将在里面被加速到极高的速度(光速的百分之99.9999991%),然后引导它们迎头对撞。为了把质子束保持在加速环内并在设定的准确位置进行对撞,LHC用了1400块巨型电磁铁,用来制成这些电磁铁线圈的铌钛合金导线就长达7500公里,重1200吨。每根导线都是由6400股只有头发的1/10粗细的铌钛合金细丝组成,如果把这些细丝连接起来,其长度是从地球到太阳距离的10倍。整个LHC有将近1万块大大小小的电磁铁,这些磁铁大部分还必须处于超导(零电阻)状态,为此使用了10080吨液态氦将它们的温度维持在摄氏零下271度。LHC很可能是宇宙里最冷的地方了,除非真的存在比人类智力更发达的外星人,以更高的技术创造出更冷的环境。除了低温,质子运行的管道里还需保持很高的真空度,否则质子会与空气分子发生碰撞而前功尽弃。要将27公里长的管道中的气压维持在不到月球表面气压的1/10,难度可想而知。

经过上万名科学家和工程技术人员十几年的努力,LHC终于在2008年8月开始运行。可是好事多磨,仅一个多月后(9月19日),LHC就发生了一次重大意外——大量用于维持电磁铁超导状态的液氦泄漏,引起一块接一块的电磁铁停止工作,最后导致LHC不得不停机。除了技术原因,这次大事故据说与当时欧洲核子研究组织的总干事法国人艾玛(Robert Aymar)的官僚主义也颇有关系。艾玛的任期为2004至2008年,他一心想让LHC能在他离任之前运转起来,所以一个劲地要“大干快上”,以致酿成大祸。为了杜绝类似意外再次发生,科学家和技术人员花了一年多的时间对LHC进行了结构性的修改。LHC的第二次开机则已经是2009年的11月了。到目前为止,LHC一直运转正常,并且在2010年3月30日达到了最高设计能量的一半(7TeV),远远超过了此前美国费米实验室保持了8年之久的世界纪录(1.96TeV)。

建造LHC的最直接目的是寻找一种叫做希格斯玻色子(Higgs boron)的粒子,物理圈里常称它为“上帝粒子”。按照目前被物理学界普遍认可的所谓“标准模型”,基本粒子之所以有质量,全是拜希格斯玻色子之赐。而质量是构成我们生存的现实世界的最基本因素之一,这大概就是物理学家们会把找寻希格斯玻色子列为重中之重的主要原因吧。最近列出的2011年科学界可能发生的十件大事之首就是在LHC的实验中发现“上帝粒子”。

要想了解“标准模型”的来龙去脉,我们必须从宇宙间的各种基本相互作用力讲起。

人类对自然界中存在的基本相互作用力的认识,经历了一个从宏观到微观的过程。牛顿(1643—1727)的万有引力定律是人类开始了解第一种基本相互作用力——引力的标志。爱因斯坦(1879—1955)的广义相对论将引力与空间和时间联系在一起,把对引力的认识推上了一个新的高度。麦克斯韦(J C.Maxwell,1831—1879)在1865年建立的描述电场、磁场与电荷密度、电流密度之间关系的麦克斯韦方程则是人类认识第二种基本相互作用力——电磁力的里程碑。引力和电磁力是宏观上可观测的相互作用力,是在日常生活里看得见、摸得着的。第三种基本相互作用力是弱相互作用力,也称作弱核力。弱相互作用的一个典型的例子是原子核里的中子释放出一个电子和一个反中微子而变成质子(β衰变)。最后一种基本相互作用力是强相互作用力,它是把质子和中子结合在一起形成原子核的力,同时也是把称为夸克和胶子的更基本的粒子聚在一起形成质子和中子的力。强相互作用力具有很奇特的性质。从直觉上来说,当相互作用的物体离得越远时,它们之间的力应该会变得越弱。上面提到的引力、电磁力和弱相互作用力都是这样。而强相互作用力却恰恰相反,越是把相互作用的物体拉开,它们之间的力反而越强,就像揪一根橡皮筋一样。弱相互作用和强相互作用只存在于微观世界中,在我们生活的宏观世界里是不能直接感受到的。P53-56

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更新时间:2025/4/6 10:59:24