從夸克到宇宙-尋找詮釋萬物的整合力量

10529 林海民

李德曼、薛拉姆《從夸克到宇宙》

http://www.books.com.tw/products/0010274808

本書概要：
  要完整瞭解這個世界，從宇宙創生到原子內的極微世界，包括的範圍很廣，粒子物理學家探索原子的極微世界，宇宙學家則研究廣闊的宇宙，而小世界正是瞭解大自然定律的起點。在他們想要把所有的結構、不論大小都關聯在一起時，《從夸克到宇宙》一書便追循著此領域扣人心弦的整合。本書詳述了原子的內太空是如何組成，也論述了外太空的星球、銀河系，乃至於全宇宙形成，將整個無法想像的小到超大的故事娓娓道來。本書有專業的作者、最尖端的題材，以及華麗精美的全彩印刷，是尋找詮釋萬物的整合力量、探索的最佳現代科學探索書籍。

內容摘錄：
量子效應引入了違反直覺的概念:不預期的出現和消失，在古典物理學的不變量現似乎是隨機在變動。從哲學上來說，真正發生的是，觀察者對所觀察的物體天生上的固有影響……量子力學注重的是，在無數多的自相矛盾狀況中，我們只關心可測量的量，而那種量的量測干擾到所量測的系統(P.39)
能量的概念是重要而基本的，例如能量守衡原理:物體在運動的過程中，未能與動能的總和是一定的。(P.55)

我的心得：
本書詳述了原子的內太空是如何組成，也論述了外太空的星球、銀河系，乃至於全宇宙形成，將整個無法想像的小到超大的故事娓娓道來。其中，這本書裡講了許多物理常識以及各項有名的實驗。然而書中只會說明事件的發生、原因、結果，或者理論的由來、應用。簡直像教科書一般，讀起來索然無味，一大堆不懂的專業名詞和定理公式，還有好多地方都不甚了解，第三章 次原子粒子的探索，我好像跳過了三分之二…不過看完整本書後，真的使我增進了許多物理常識:從古典力學到量子力學，各種粒子到宇宙。(雖然感覺都是冷門知識)


先說說量子力學部份吧～一開始我對這個領域了解是從小說開始的。有位名叫薛丁格的傢伙提出一個理論:他假設做了一個有一半機會殺了一隻貓的殘忍實驗，代表的意義是在開箱前，貓有50%機率活著，也有同樣機率死亡，因此可說是既是死的又是活的，之類發生事件的隨機性質。可是這本書中，扯到量子力學的東西我一頁也看不懂，感受到的挫折感真大啊…再來書中數次提及光子這個東西，從小到大我都認為光是一種能量，是一種波，然而這本書卻告訴我它是一種質量為零的基本粒子，因此能以光速移動。物質沒有質量還是物質嗎?光子到底是什麼啊?

科學家們總有辦法觀察、發現到各種現象並提出假設(理論)、再用許多的儀器如對撞機(課本上有欸!)、蓋格計數器、雲霧室、氣泡室進行實驗(理論的驗證)最後提出討人厭的公式和定理，或是無意間發現的粒子。他們總是會盡力找出問題的根本並加以分析，然後藉由這些新的發現證實預測! 我想起以前小學自然課，老師常說一句話:大膽假設，小心求證。也讓我學到實驗和理論總是互相影響，有時藉由理論提出假設，再由實驗證實，卻可能是理論始料未及的!在每個理論提出前，也大多會經過一番討論和實驗，科學家在實驗的過程中，又發明許多不同的器材，環環相扣，科學正因此進步。實驗及理論固然是根本，但如果器材的演進跟不上理論假設及實驗所需，就無法進行精確的研究了。書中第七篇全然在講1990年代的工具，近代工具的進步是影響科學極深的。

這微觀的世界，其實和外太空是非常密切的!宇宙在大霹靂後以及短的時間不規則膨脹，由基本粒子和能量構成了我們所知道的一切。第五章是我最喜歡的部份，總算離開前面的公式和什麼質什麼子了，儘管紅位移藍位移和臨界密度的部份還無法全盤理解，但不論是在極微世界或是宇宙，科學家都計算出許多數據。忘記有哪個人這麼說:世界是一本大書，而這本書是由數學語言寫成的。他們契而不捨的觀測，努力使觀測結果能符合數學的完整，也才能讓我們漸漸了解，這麼一個大自然。