《如何从头开始做一个苹果派》是一篇充满启发的文章。作者以详细的步骤和清晰的语言,教授了如何制作一个美味的苹果派。通过阅读这篇文章,我不仅学到了制作苹果派的技巧,还体会到了耐心和细致的重要性。这篇文章不仅让我对烘焙产生了更大的兴趣,也让我明白了在任何事情上都需要付出努力和专注。
如何从头开始做一个苹果派读后感第一篇
如何从头开始做一个苹果派?发问者是粒子物理学家哈里·克利夫。那么可想而知,《如何从头开始做一个苹果派》不是一本烹饪书。带着孩子般的好奇心,克利夫撸起袖子,真的带读者一起拆解苹果派的由来——在物质文明高度发达的今天,现成的苹果派易得,搞清楚它的构成可就大有学问了。 克利夫先是直接加热苹果派,观察“最终”产物:黑色固体、黄色液体、白色气体,它们究竟是什么呢?回到18世纪中叶,跟随拉瓦锡一步步去伪存真,探究燃烧的原理、定义化学元素,创立现代化学。但这只是个起点,接下来的问题是,构成苹果派的化学元素——容易判断的碳、氢、氧和不容易辨别的、记载于包装盒营养表上的微量元素——又是由什么组成的? 首先,让我们把苹果派不断切分下去,寻找到最小的一片,要切多少次呢?我们可以直接套用原子理论,而不必像19世纪的物理学家那样殚精竭虑。估算一下一个苹果派的原子数,克利夫计算出他要把苹果派切上82刀,才能得到一个原子。但一般人根本做不到,切了十几次就只剩碎渣了。克利夫索性在显微镜下观察磨碎的苹果派粉末,竟然真的观察到了原子的颤动!着实精彩,物理学重大发现的现场能在普通的显微镜下重现! 不过,要以原子为材料,制作出不同元素,就不是赤手空拳能搞定的了。原子不比乐高积木,仿若有生命一样,它们本身的特性和相互之间的作用力使其不那么容易任人摆布,光是思想实验就够令人头疼了。但找到答案也很浪漫:向无垠的宇宙求解,思考宇宙星辰是如何被创造出来的,或许能模仿这些过程和条件。在克利夫的叙述中,物理学好比烹饪,于是有了热核烤箱、终极宇宙炊具。 作为一名货真价实的粒子物理学家(而不是厨师),克利夫还带我们走访了许多在科幻小说里才见过的高大上的地方,见识前沿领域斥巨资打造的设备。科幻小说的常客:暗物质、希格斯玻色子;现代基础物理的支柱:量子场论、广义相对论;诺贝尔奖带火的量子电动力学、宇称不守恒、引力波等等悉数登场。闪现于世界上最聪明的头脑中的灵光、远及外太空覆盖百亿年的理论,它们同样存在于最贴近生活的事物上,想要从头制作苹果派,它们不可或缺。厘清其中始末,脱胎于此的尖端技术亦可造福人类,学科的基础知识提供给我们无穷的可能性。在本书最后,作者从创造宇宙开始,列出了一枚138亿年才能完成的苹果派食谱。如同亲手制作的礼物,堪称物理学家的浪漫。 说到物理学家的浪漫,克利夫不是第一人。本书书名可能参考了前辈物理学家豪特曼斯和阿特金森的《如何在一个电势锅中烹饪氦》,在发表时,这个有趣的标题被期刊编辑改成了《恒星中元素合成的可能性问题》,将外行的读者阻挡在外,却触动了另一个有趣的灵魂。当时,豪特曼斯跟“原子弹之父”罗伯特·奥本海默都在追求夏洛特·里芬斯塔尔。一天晚间散步,仰望星空,豪特曼斯说:“自打昨天,我就知道了它们为什么会发光。”因为早些时候,他刚刚发现核聚变的可能性,解开太阳持续发光数十亿年的原因。里芬斯塔尔准确get到了物理学家的浪漫,但愿苹果派的读者也能get到。
如何从头开始做一个苹果派读后感第二篇
前天读完了剑桥大学物理学家克利夫著的《如何从头开始做一个苹果派》。还不错。 这本书不是菜谱,而是科普。书很新,英文原版大概成稿于2020年后半段,主要内容是基于人类过去一百来年的新知识和新猜想,讲解宇宙大爆炸后一万亿亿亿分之一秒后发生了什么,一万分之一秒后发生了什么,一秒后又发生了什么……不同时刻分别有哪些量子场开始起作用;哪些粒子开始出现;到什么时候,形成苹果派的粒子就集齐了;再到什么时候,元素周期表上的天然元素也凑齐了。 全书大致以科学史的研究顺序为线索,从人类发现质量守恒定律和原子开始说,再按发现顺序讲解如何发现电子、质子、中子、夸克、重轻子、中微子、反物质、玻色子……还有如何发现宇称不守恒,如何假设出不算粒子的sphaleron,如何一步步逼近宇宙大爆炸那个瞬间发生的事情。 我个人觉得,此书的阅读门槛不高,对初中物理和初中化学大致有点印象即可基本读懂。当然,如果稍微了解一点量子物理学的基本设定,读起来会更加轻松,对书中类比的理解也可更加深入。 全书内容基本兼顾着描述科学发现的进程,与讲解相应的科学原理。其中,科研进程部分写得比较清晰。除去作者叙述自己采访别的科学家的过程过于程式化而有点无聊以外,剩下的故事也都可以算绘声绘色,热闹好看。 不过就我个人的感受来说,这本书更精彩的是讲解科学原理的部分。现代理论物理学是高度建立在数学上的,作者则尽全力绕开数学知识,用各种比喻和类比来帮助读者理解那些粒子物理学原理。这使得读者仅凭泛读即可了解相关研究的基本结论。不过,对于那些作者不厌其烦地展开论述了推理过程的章节,如果我们不是一扫而过直接看结论,而是愿意稍微花点时间,拿出纸笔,跟随作者讲解而画出每一步的反应方程式,那也可以大大加深对于这些知识的理解,更好地享受到理解那些天才设想带来的乐趣。 美中不足的是,书中也有个别类比不太清晰,甚至比公式本身还难懂。此外,最让我个人介意的问题出现在全书最后几章。这一部分介绍了LHC对撞机在确认“标准模型”的最后一块拼图——希格斯玻色子后,再也没有发现新例子,没能让人类在上世纪七十年代末就建立的“标准模型”的基础上更进一步。因此,有的物理学家设想了一种物理学转向,认为理论物理学接下来会走出一层层探寻“更基本的粒子”的还原论路线而转向别的路线。我个人对这个问题非常感兴趣,但作者似乎没有写透,让我读着很不过瘾。 其实,整本书带给我的观感就可大致归纳为“一般般→有意思→不过瘾”。因为全书基本是以近一百年的理论物理学史为线索的,我们会从较大、较熟悉的粒子走向较小、较基本的粒子,从恒星里的核反应一步步走向宇宙大爆炸的那个瞬间。全书一开头的部分多数是我个人过于熟悉的,不免读得我有点发困;而伴随着讲解的深入,陌生知识比例提高,我开始兴致勃勃;到最后几章,人类已知的知识讲完了,讲述进入了未知世界,让我又遗憾,又期待。书中谈到了一些“正在进行”的有趣研究。我个人对其中的几个非常感兴趣,读完书便去搜了一下新进展,可惜都没有。考虑到一百年前的人甚至还不知道中子,而今天sphaleron都已经万口传而不新鲜,现在的科学发展实在不能说慢。但我个人还是盼望它更快一点,早一点解答后几章谈到的那些谜团吧。
如何从头开始做一个苹果派读后感第三篇
本书叫《如何从头开始做一个苹果派》,乍一看不禁怀疑这是本美食书吧。实则本书是在探索宇宙的起源,之所以起了这么个神奇的书名,翻开书时就得到了解答。
在目录前,引用了美国天文学家、天体物理学家、宇宙学家、科幻作家,和非常成功的天文学、天体物理学等自然科学方面的科普作家——卡尔•萨根的名言。“想要从头开始做一个苹果派,你必须先创造宇宙。”所以,看到这句话就明白了,作者这是在化用卡尔•萨根的名言。而我们则因为要了解如何做一个苹果派,而追随作者哈里•克利夫的脚步,从原子到宇宙。
先说下本书“序幕”,作者回忆录他在博士实习的经历。主要介绍了LHCb(LHC底夸克探测器),作为没有接受过这方面学习的我,一时无法想象作者在现场时的震撼。但通过作者准确的描绘,也能有些许的认知,它高10米,长21米,在地下105米深处,穿过12米厚的防护墙……我能明白这绝对是庞然大物,是台巨大的科学仪器。而作者同时对为什么是苹果派作了解读,和我前文猜测的一样。他认为卡尔•萨根参与的电视剧集《宇宙》是具有里程碑意义,看来萨根是他偶像般的人物。所以这书名不仅仅是化用,更是一种致敬吧。在科普读物中这么做似乎多了一层人文关怀,使科学有了温度。
有趣的是作者在各章的题目上也是别出心裁,和书名十分贴合。第一章“基本的烹饪”,第二章“最小一片”,当然毕竟是在讲原子,所以后面就变成了第三章“原子的配方”、第四章“砸开原子核”……谈下实际内容,第一章正文作者就讲述了其在父母家用苹果派的做的实验。这多少让我好奇西方人是多么喜欢苹果派,用这举例也是因为苹果派在那边很常见吧,估计是比国内的煎饼还火的食物。作者的这像实验同样可以应用到煎饼上。当然,作者也承认他用本生灯做实验很蠢,导致自己食指被严重烫伤。但对于探索科学来说,好奇心就是原动力,而行动才能讲科学落实。只不过要小心得当。
在阅读的同时,也能发现作者的个人学习经历。他是如何因为迷恋化学,而走上了最终成为粒子物理学家的道路。包括他父亲对他的影响,毕竟烫伤他食指的本生灯是他父亲的。这些使得书中的知识不是一揽子推给读者,我们会顺着作者的思路慢慢了解如何做一个苹果派。
如何从头开始做一个苹果派读后感第四篇
第一眼看见这本绿皮书,就有种清脆感,像是咬了口苹果,嘴里有点儿酸涩。可能你和我一样,刚拿到这书时,以为它真是在写怎么做苹果派,但仔细看过封面上的小字“从原子起源到大爆炸”和“探索我们宇宙的配方”,才发觉内容也许在意料之外。
的确,其实这是一本和物理相关的书,如果你理科不好,可能拿起它就想放下。不过假如你怀着好奇,多翻几页,翻到目录,读到这些内容,比如:基本的烹饪(第1章)、原子的配方(第3章)、热核烤箱(第5章)、终极宇宙炊具(第7章)、如何烹饪一个质子(第8章),每一章的标题都像烤箱里的苹果派,散发出诱人的味道,吸引着你翻开细读。
作者在序幕里写道:“它(这本书)讲述了千百年来,不计其数的人如何逐步发现物质的基本成分,如何通过垂死恒星的核以及追溯到大爆炸最初的狂暴时刻,如何追踪到这些基本成分的宇宙起源。”本书涉及到的知识包括化学、原子、核,以及粒子物理学、天体物理学和宇宙学等诸多内容,即便没有百分百读懂,增长了知识是肯定的。读书嘛,多些阅读上的挑战总是好的。
我们回到本书题目,为什么是苹果派呢?问题的答案在一部名为《宇宙》的剧里。剧中有一个情节,一颗悬浮在太空的绿色小星球,远看像一颗行星,走近一看,原来是一个苹果。由这个苹果,产生了一句话,“想要从头开始做一个苹果派,你必须先创造宇宙”。对一个吃货来说,苹果派是由苹果通过烘培技术得来的,但对物理学家而言,他们看到的是不计其数的原子。
于是作者在某个夏日的午后,开始边烤苹果派,边搞起了研究。他发现从一个苹果派里,得到了三种不同物质,分别是黑色固体、黄色液体和白色气体。黑色的东西是炭,黄色的液体是水。经过进一步研究,他还确认了一件事,苹果派里还有氮、硒、钠、氯、钾、钙、磷等更多元素。如果像《宇宙》里那样切割一个苹果(有固定品牌的苹果),不断地一分为二,直到得到一个原子,这个过程需要切82刀。
接下来,作者所要研究的是组成苹果派的这些元素,是如何被制造出来的,以及它们是如何结合到一起的。这个过程中有一些论述很有趣,比如“有两种方法烹饪氦”、“碳的配方”、“万亿度的汤”,真有种在读烹饪食谱的感觉。不仅如此,苹果派所在的量子场也是研究的一部分。
经过详细描述,作者在第13章提出了一个问题:我们真的能找到如何做一个苹果派的方法吗?之所以有这个疑问,是因为为了得到答案,本书提到多位物理、化学等领域的名人,他们在数百年间通力合作,不断将物质分解,追溯它们在宇宙中的起源。“但问题是,我们真的能发现宇宙起源的完整描述吗?”
作者当然给出了答案,也许我们永远无法发现它的最终起源,但是这个漫长的和探索有关的故事何其伟大。人类的探索仍在继续,随着人类更为深入地观察太空,探索物质的最小元素,或许终有一天能找到这份来自宇宙的烹饪秘方。这份秘方的第一步只有四个字:创造宇宙。
其实这是一本“痛并快乐着”的书,它确实有趣,也确实难读懂。它会让你对那些一头扎进实验室里的人产生敬意,也会使你怀着好奇之心看待神秘的宇宙。它就像一颗酸甜口的青苹果,在你的舌尖留下一丝独特的味道。说真的,这本书后劲儿挺大的,现在我看见苹果的眼光都不一样了......
如何从头开始做一个苹果派读后感第五篇
看物理科普跟别的科普是完全不一样的体验。别的科普,看就完了。物理科普,每次只能搞明白一小块,就跟搭国际空间站似的,跟拼积木一样这个舱接上那个舱再接上一个舱——我读《量子力学 怪也不怪》好不容易搞明白量子力学大概在干嘛,发现引力那块接不上了,为了接上再去看《黑洞旅行指南》,看完黑洞和霍金辐射又发现粒子物理学那边一团浆糊,再回头试图搞明白粒子物理学,粒子物理学刚看一半又杀出来一个保罗狄拉克,再回头去找保罗狄拉克。
这边按下葫芦浮起瓢。那边各种假说理论神仙打架。
刺激。
而且是会上瘾的刺激。
这本《如何从头开始做一个苹果派》专攻的就是粒子物理学。作者以不涉及艰深的数学为前提,为普罗大众解释了粒子物理学的圣杯——粒子物理学标准模型到底是个什么东西。这个原本很艰深的理论就像一个精密的马达、由层层嵌套的齿轮组成,任何一个齿轮略大或略小一点都会导致整个机械系统的崩溃,而齿轮们也必须以特定的方式组合在一起才能恰好让今天的世界存在、并以稳定的方式为我们所感知。在这本书中,作者就带着我们把这个精密系统一点点拆开,以非数学语言带领我们理解什么是量子色动力学QCD、如何在理论物理和实验物理学上把粒子物理学和量子场统一起来、如何把强力和弱力的矛盾统一起来、如何把电磁场和弱力统一起来、如何把物质粒子与载力粒子统一起来。
换句话说:这本书在探索到今天为止我们人类如何用理论和实验物理回答这个问题——我们的宇宙到底是如何开始的?物质是如何形成的?实验物理学得到的各种各样的粒子到底应该如何理解?实验物理学如何跟量子力学、天文学等学科的前沿发现进行互动?
我之前看《星际穿越》那本科普和各种天体物理科普的时候经常觉得翻开书我都明白了,合上书全忘了。归根结底就是知识零星出现,无法形成系统,因而无法吸收,也无法跟我脑子里已经有的框架结合。如果说我的脑子是个空间站,储存着各种读来的知识,那么这些物理科普里的信息就像一个刚从地球飞来的货运飞船,里头满满地全是补给,可惜老是跟空间站对接失败、还经常原地爆炸、爆炸的碎片还把我的空间站打得漏得跟筛子一样。
比如在这本书之前,整个物理里我最怕的就是粒子的部分,因为这个粒子那个粒子每个性状还不同,全都乱成一锅粥,每个粒子都在我的大脑空间站周围飞来飞去,动不动就把我的空间站打出一个洞(老是跟我好不容易读来的其他物理学理论矛盾或者互相独立存在、死活接不上)、漏进更多的致死宇宙射线(原本就只是理解了个大概的物理科普千疮百孔、陷入自我怀疑和大脑宕机)。
所以在物理科普上,我其实一直在寻找系统系强、逻辑清晰、同时不依赖数学语言的科普。因为只有这样的科普才能跟我大脑里的那个(老牛拖破车、勉强有个架子、分分钟要散架的)知识空间站成功对接。如果说《量子力学 怪也不怪》这本书第一次真的让我基本明白了量子力学到底在干嘛、把量子力学部分跟我的大脑空间站对接上了。那么这本《如何从头开始做一个苹果派》就是第一次把粒子物理学的部分跟我的大脑空间站对接上了。
读这本书,感觉很像看那种给你解释精密装置是如何协同运作的视频、也很像解开错综复杂的密码箱——一个极其复杂的系统在你面前缓缓展露它的内脏、肌理、骨骼,你会不断遇见矛盾和困惑,又不断把矛盾和困惑解开,你会遇见人类历史上最聪明的脑瓜和最烧钱的实验,也会看到那些人类到今天也暂时拼不上的那块拼图(引力、暗物质……)。
读这本书最直观的功利性成果可能是我第一次明白了UCLA、MIT、帝国理工等等大牛校的物理系到底在干嘛。我之前看他们的项目介绍只觉得每个词儿我都认识、但放在一起读不出背后的逻辑,比如spin自旋、色color、介观尺度、plasma等离子体、粒子particle……看完这本书之后我就基本知道他们在干嘛了、以及为什么这么干、目标又可能是什么了。
当然科普还是得继续读的,毕竟虽然基本闹明白了希格斯玻色子和希格斯场到底是干嘛使的,但引力跟量子这俩太空舱还是在我的大脑空间站一左一右晃荡、随时准备打一架呢。
如何从头开始做一个苹果派读后感第六篇
《如何从头开始做一个苹果派》,看到这样一个书名,我们会有着怎样的感觉呢?这样一本关于食谱的书会给我们带来怎样世界观的颠覆呢? 做苹果派,在市场中一定能够找到相应的配方、相应的工具,相信每个人都可以顺利完成,唯一的区别只是味道好坏、口感的差别。 但是从头开始,可就不是那么容易的了,因为这里的从头开始是从我们宇宙的诞生开始。
在我们现在的宇宙理论中,已经被接受的核心观点就是宇宙大爆炸理论。138亿年以前,我们宇宙从一个我们现在依然无法知道的未知中诞生而来。那时所有的一切都还没有发生,没有氢原子,没有氧原子,也没有碳原子,没有苹果派中其他的任何元素。而这就是从头开始制作一个苹果派的开始。 那么我们就把这本由剑桥大学粒子物理学家哈里·克利夫的著作《任何从头开始做一个苹果派》当做使用指南,从第一个粒子开始制作苹果派吧。在这个过程中,伴随着大量的前期科学家们所做的工作,他们为了这样一份苹果派贡献出了毕生的力量,他们是值得我们钦佩的一群人,没有他们,我们现在依然可以制作出苹果派,但却无法知道制作苹果派的具体内涵会是一个如此丰富复杂的故事。而这本书为了纪念他们,也讲述着他们的故事。
我们现在所能够了解到的原子核内最小的单位,包括玻色子、费米子等等都来自于量子理论,而量子理论中的物质具有着波粒二象性,这就颠覆了我们对于宏观物质的所有认知。但在原子核内部的世界就是这样子的,他们构成物质世界的基础,当然也是一个苹果派的物质基础。我们的科学家现在依然为了探索这个基础而努力着。 在宇宙大爆炸的那一瞬间,生产出各种粒子,而他们之间相互作用,第一个氢原子诞生了。可我们的苹果派仅仅一个氢元素是无法完成的,它还需要有着更多的物质诞生过程。之后诞生的是氦,所以物理学家哈里也就给我们提供了制作苹果派的第一个配方:氦的配方“质子-质子链反应”。而我们现在的太阳之中,还在大量进行着这个过程。氢原子合成氦原子,并释放出大量的能量,维持着地球的远转。
氦之后,其他的元素也就在这样的循环之中诞生,我们也就可以得到了苹果派制作过程中更多的配方:碳的配方、氧的配方,等等。 可这仅仅还是一个开头,对于这些的过程中具体的事实还要继续挖掘,还有着大量的工作要做。这些配方如何在我们人为的控制下可以得到呢?这就是科学家们要为之努力的工作,这也是探索我们宇宙秘密的工作。当然并不仅仅是为了一个苹果派,这也是为了我们人类对于未知宇宙的探索。
没有人会从头开始做一个苹果派,但是这个探索的过程无疑是非常有意义的,让我们在无垠的宇宙之中找到其中的秘密,掌握了这个秘密,人类也就有了更多的可能性,有了在宇宙中不断成长和发展的能力。 那么对于我们普通读者来说,就跟随这样一本有趣的科普读物《如何从头开始做一个苹果派》来了解我们的宇宙、我们的物质世界吧。
如何从头开始做一个苹果派读后感第七篇
这两天有一则大新闻。NASA公布了韦布空间望远镜拍摄到的首批彩色图像,每一张都非常震撼。
船底星云“宇宙悬崖”(图/NASA, ESA, CSA. STScl)
这是我最喜欢的一张,被称作“宇宙悬崖”,这些“山”其实是恒星辐射“雕琢”出的气体。它给我留下的印象最深,不仅是因为真的真的太漂亮了,更吸引人的是,这里其实是船底星云的一个“恒星育儿所”,顾名思义,就是恒星诞生的地方。
这张照片很容易让人想起,我们的太阳、地球,甚至我们自己,最初其实同样源自这样壮阔的宇宙风景。天文学家卡尔·萨根所说的“你我皆星尘”不仅是一句听上去非常浪漫的话,它更是一则科学事实。
我们其实都来自宇宙,你我彼此相连,世间万物在最基本的层面上其实就是一体的。在我看来这就是科学最浪漫之处了,这也正是这本书体现的一点。
我第一次接触这本书的时候,一下就被它的话题吸引了。“想要从头开始做一个苹果派,你必须先创造宇宙。”也是卡尔·萨根的一句经典名言。
我们平时想到物理化学这些学科,或者很多科学的话题,可能总会觉得它离我们的生活非常遥远。但作者正是从生活中“平平无奇”的苹果派入手,把它分解成更基本的成分,开始探寻隐藏在宇宙中的“终极配方”,一路回溯到了宇宙起源之时,来到最基本的粒子世界。这种思路非常特别,也充满了趣味。
当我真正开始认真阅读、翻译这本书的时候,更惊讶于作者的写作和科普“功力”。
作者哈里·克利夫是顶尖学府剑桥大学的物理学家,也是目前全世界最大的科研项目之一大型粒子对撞机实验中的科学家,科学的专业水平自然毋庸置疑。
但他的科普履历同样精彩。他同时在伦敦科学博物馆工作,2015年在TED的演讲《我们走到了物理学的尽头吗?》官网播放量就已经接近300万次。(我也非常推荐看一看这场演讲的视频。)在书中,他把自己的科普功力发挥得淋漓尽致。
我本人也是从事科学传播工作的。作为作者的“半个同行”,深知有关粒子物理学的科普的难度。这本身是一个非常前沿的领域,研究中往往涉及大量数学和物理,难免会给人一种“难上加难”的感觉。
但在阅读这本书的过程中,我非常惊讶,写作巧妙地规避了大量繁复的数理细节,却丝毫不会影响我们的理解,因为他用各种易懂的方式向我们介绍了各种基础知识,甚至前沿突破。
比如在这本书里,你只能找到一条方程,是著名的狄拉克方程,因为作者觉得这个方程太简洁、太精巧了、太美妙了,他“忍不住要分享”!这条方程不仅不会让我们“头晕目眩”,反而更完美地展示了科学家如何用最简洁的语言描绘我们这个世界。
毫不夸张地说,我个人觉得这本书绝对可以说是科普写作的典范。
说回到这本书涉及的主题,作者其实是从苹果派入手,把它不断拆分,到元素 粒子 最终再讲到我们这个世界的最根本的构成部分“场”,一步步回溯到物质的本质、宇宙的起源。
如果对粒子物理学、宇宙起源这类话题有一些了解,可能会知道,哪怕是我们目前所说的“最成功的理论”(也就是这本书里的“重头戏”粒子物理学标准模型),也是极不完备的,还有太多太多的未解之谜有待揭开。
只举个最简单的例子,我们宇宙中有一种无处不在的场,被称为希格斯场,它产生的粒子就是著名的“上帝粒子”(希格斯玻色子)。我们可以把这个场简单想象成一个遥控器,因为它的值其实决定了宇宙的样子。但是理论告诉我们,这个值要么是0,要么非常非常非常大(10¹⁹GeV),也就是说,这个遥控器要么让宇宙“关上”,要么“打开”。
但实际情况呢?这个场是实际值是246(GeV),换句话说,这个遥控器让宇宙“微微打开”了,才产生了我们如今所见的这个美丽的宇宙,才有了我们人类。它仿佛就这么恰到好处地“微调”到了这个不大的数值上。
但为什么是这个理想的完美值?又为什么是246这个数字?没有人知道。
这个谜团正是推动物理学家继续探索的最大动力之一。书中谈到了许多类似的话题。科学已经知道了很多,也还有很多不知道的,甚至还有很多“不知道的不知道”,就是我们可能连自己不知道什么都不知道。
从书里的故事也可以看到,科学的历程也是不断试错、纠正错误的过程。即使是名留青史的大科学家,在探索中一定免不了经历大量失败和挫折。这么说来,科学探索的故事也就是人生的故事。读到这些科学家的故事,就仿佛回到了他们的时代,经历了他们的人生。
作者为了完成这本书,花了很长时间采访到了全球各地许多科学家,亲身拜访了大量科研机构。就像他自己所说,这也是一场不折不扣的环球旅行。
他用优美的文笔带领我们穿越时空,跨越各大洲。摘录我最喜欢的一小段和大家分享:
我也真诚地推荐这本书。
如何从头开始做一个苹果派读后感第八篇
思衣谷
老实说,倘若你作为一个文科生,去读一些自然科学,尤其是数理化的专业书籍是很头痛的,但作为一个好读者,就需要博览群书的,管他的是文科书还是理科书。而就理科书而言,其实也是可以可以通过生动有趣的书籍去了解一些理科世界 ,如最近由中信出版社出版的《如何从头开始做一个苹果派》。可千万不要一看书名就误以为是这是一本烹饪书籍喔,这其实是关于讲述从物理学中的原子起源到宇宙大爆炸的内容,探索的是我们宇宙的“配方”。
这古人云:治国如烹小鲜。其实治物理学,也是如烹小鲜的,只不过这里的小鲜变成了西方国家人们爱吃的苹果派罢了。此书将物理原子学体系比喻成一个苹果派,将制造苹果派的过程,作为一个物理原子体系发展的过程,这就就可以让读者更为形象地去感知物理原子学,而难能可贵的还是此书以作者的亲身经历,不仅有抱怨、或者自我吐槽的情绪,语言幽默,也以风趣生动、生动活泼的语言,去较为重点地去带大家一探物理原子世界的发展史。
此书的作者是剑桥大学粒子物理学家哈里•克利夫,也是LHC项目的工作人员,LHC是欧洲将质子加速对撞的高能物理设备,俗称大型强子对撞机。于是在序言部分我们可以跟随作者一起在欧洲核子组织地下几百米深处欣赏大型粒子对撞机。而在第一章基本的烹饪中,首先也介绍物理的物质苹果派是有什么构造作为出发点,而延伸了一系列关于物理原子的发展史,其中就提到了"现代化学之父"拉瓦锡,他确证质量守恒定律和定义“元素”。于是作者也通过实验,去说明了苹果派是有氮、硒、钠、等元素的。
而在第二章最小一片中,就通过研究苹果派的构造过程,引出了英国物理学家约翰•道尔顿提出了原子理论的,这些都是在他的著作《化学哲学的新体系》体现的。继而在第三章的原子配方中,就引出了原子之心,其实就是说到了英国物理学家、原子核物理学之父欧内斯特•卢瑟福。
说到这里,我们知道物质是由大到小的发现过程,就是元素到原子到原子核,那么原子核就是尽头了,非也。且看看四章砸开原子核是什么东西呢?经过漫长的实验和论证,人类的物理学有了新的发现,那就是原来原子核并不是由质子和电子构成的,而是由质子和中子两种微粒构成的。
而在第五章的热核烤箱,就是讲到了20世纪最有创造力的物理学家之一乔治•伽莫夫,正是他的洞察力最终然物理学家解开了恒心核聚变的悖论。接着,作者也介绍了美国物理学家贝特,他于1938年提出太阳的能源来自它的内部氢核聚变成氦核的热核反应,这里的原理就是质子-质子反应,以及碳氮循环。前者是氦的配方,而后者是烹饪氦配方。
说到了物理原子学那么多东西,终于在第六章的星尘中,通过碳配方(3氦过程)和氧配方(氦核作用),终于可以苹果派的两种重要原料了。继而作者在第七章终极宇宙炊具中也说出了既是浪漫作家,也是美国天文学家、天体物理学家卡尔•萨根,他唯美地说出了一句“我们DNA里的氮元素,我们牙齿里的钙元素,我们血液里的铁元素,还有我们吃掉的东西里的碳元素,都是曾经大爆炸时的万千星辰散落后组成的,所以我们每一个人都是星尘。”让我望尘莫及地认识人类的渺小。
第八章如何烹饪一只质子,就是将质子和中子再细化的过程,这就不得不说获1969年诺贝尔物理学奖默里•盖尔曼,因为他提出了质子和中子是由三个夸克组成的伟大结论。在之后就说到了戴维•格罗斯、戴维•波利策和弗兰克•维尔切克,他们对量子场中夸克渐近自由过程中的开创性发现,他们发现量子场中夸克渐近自由现象,构建适用于所有物质的“万有理论”。
另外在第十一章的万物配方,就说到了萨哈德夫提出的早期宇宙中制造物质必须满足的三个条件,第一是制造比反夸克更多的夸克,第二是物质与反物质的对称性是不完美的,第三是宇宙需要脱离热平衡。此外,作者也提到了1998年,日本超级神岗实验(SUPER K)以确凿证据发现中微子振荡现象。日本梶田隆章获2015年诺贝尔奖。
而在第十三章中创造宇宙,我们就可以读到了爱因斯坦的一些有趣的事迹的,如爱因斯坦自己写道:他已经成为了一个孤独的老家伙,一个老家长的形象,主要因为他不穿袜子而出名。这里当然是有趣,但发现的问题在于,爱因斯坦的贡献自然举世瞩目的,但我们人类也要继续向前,于是我们要发展量子力学,不要忽视核物理学和粒子物理学的飞速发展,如包括强力和弱力的发现。
来到第十四章终章居然是一篇小小的科幻现场,例如作者还很有新概念作文的写法,列出了如何从头开始走一个苹果派的食谱,还像模像样地列出说明是八人份,准备却要138亿年,这个苹果派是够分量的,这个苹果派就是物理学。
最后,笔者还是非常作者列举了他喜欢看和听的一些科普类的影视和音乐的作品。于是我们可以到他在叙事的过程中为了形象展现言之有物的东西,就夹杂地介绍了一些好片子,如《怪奇物语》《宇宙》《银翼杀手》《星球大战》《星际之门》《回到未来》《万世魔星》等。而在音乐歌曲,就尤为重要介绍的是反主流文化的歌曲《伍德斯托克》,表达了青年一代渴望与自身和大自然达到更完美的和谐状态的愿望:我们是星尘(10亿年前的碳),我们是金色的(被魔鬼交易困住),我们已经开始认识自己,必须回到花园。”
在这部书中,我们既可以欣赏大型粒子对撞机,也可以用数字化巡天望远镜观测宇宙,感受科学现场的无穷魅力。这部书是一场凝聚人类智力结晶的浓缩盛宴,它微观至亚原子粒子层面的探究,同时又辽阔到我们这个138亿年的宇宙乃至宇宙之外的不可见世界。这是一份关于苹果派,也关于我们宇宙,也关于我们人类微观物理学发展史的烹饪食谱。
如何从头开始做一个苹果派读后感第九篇
本文首发公众号“赛先生” 撰文|玛雅蓝 责编|马修
关心物理学的朋友们最近都在关注同一件盛事:去年12月发射升空的韦布望远镜,传回一系列激动人心的照片。韦布望远镜能看到宇宙中最早的一批发光星体,窥见大爆炸之后1亿年到2.5亿年的景象,让我们离宇宙诞生的真相又近了一点。
韦布望远镜、LIGO/Virgo引力波天文台这样的大型科学项目总能令人感到心潮澎湃,它试图解答万物本源的终极问题,也令人类感受到彼此之间以及我们与世间万物的联系。知名天体物理学家卡尔·萨根曾说:“想要从头开始做一个苹果派,你必须先创造宇宙。”苹果派和享用苹果派的我们,归根结底都是原子或者更小粒子的排列组合,有着同一段遥远的起源历史。
剑桥大学物理学家哈里·克利夫(Harry Cliff)以这句话为灵感,出版了《如何从头开始做一个苹果派》一书,回顾了两百多年来的物理学发展,讲述了万物的构成和宇宙的起源。
卡尔·萨根这句话背后的思想,也是支撑了一百多年来整个粒子物理领域发展的基本范式,那就是还原论:我们可以通过将事物分解到最小的单位来认识其本质。
苹果派最小的组成单位是什么?在很长一段时间里,这个答案是原子。英语中的“atom”一词来自于希腊语,意为“不可分割之物”,但19世纪末的一些科学家已经意识到,答案并非如此。这其中就有俄国化学家、坚持一年只剪一次头发和胡子的德米特里·伊万诺维奇·门捷列夫(Dmitri Ivanovich Mendeleev),他在制作元素周期表的时候发现,依据原子量排列化学元素时,它们的化学性质会以一种特殊的规律重复出现,这说明原子的性质存在着某种更深层次的秩序。
第一块拼图来自于约瑟夫·约翰·汤姆孙(Joseph John Thompson,即J.J.汤姆孙)。X射线被发现后,汤姆孙想揭示与之相关的阴极射线的本质。自从19世纪60年代起,科学家们就知道了阴极射线的存在:将接近真空、装有电极的克鲁克斯放电管连接上高压电的时候,“阴极射线就会从负电极(阴极)流向正电极(阳极),并在管子末端产生一种诡异的绿色荧光。”X射线似乎就来自于阴极射线撞上玻璃的位置。
汤姆孙使用的阴极射线管(复制品),收藏于剑桥大学卡文迪许实验室。图片来源:Wikipedia, CC BY-SA 4.0
此时物理学家们还无法测量原子的大小,但汤姆孙设计了一个精巧的实验,就是阴极射线偏转实验,计算出阴极射线粒子的荷质比(电荷与质量之比),并与当时已知的粒子进行对比。汤姆孙由此证明,阴极射线是带负电的微小粒子,质量远远小于最小的原子。他猜想,这些微小的电子散乱地分布在原子中,这就是著名的葡萄干布丁模型。
有趣的是,汤姆孙虽然擅长设计实验,实际操作中却是出了名的笨手笨脚。这项著名的实验主要由助理埃比尼泽·埃弗雷特(Ebenezer Everett)完成,汤姆孙被要求保持安全距离,只能在读数的时候靠近。
汤姆孙的实验体现出早期物理学实验的各种特征:天才的想法加简单的设备,揭示出简洁的真理。但是正如我们在《如何从头开始做一个苹果派》中看到的那样,在此后一百多年中,物理学实验变得越来越复杂。
克利夫曾经在欧洲核子研究中心(CERN)参与了大型强子对撞机(LHC)项目,这个团队集中了“来自70个国家数百名物理学家所付出的20年的努力,还有12个国家资助机构的6500万欧元的投资”。克利夫所在的剑桥大学团队花了十多年,设计、制造和测试了LHC内读取探测器数据的电子设备,而他要确保控制和监测这些设备的软件正常工作。
欧洲核子研究中心(CERN)的大型强子对撞机(LHC)。图片来源:CERN-PHOTO-202109-138-5
2012年6月,LHC迎来了它的高光时刻。CMS和ATLAS两个实验组的科学家们展示了一致的实验结果,宣布发现了希格斯在1964年预言的新粒子——希格斯玻色子。
用克利夫的话来说:“希格斯玻色子的发现标志着我们寻求苹果派的终极配方的一个转折点。”希格斯场不仅为弱力粒子赋予质量,也为基本物质粒子赋予质量;它还是我们所见过的第一个自旋为零的基本粒子,也是最简单的基本粒子,不带任何电荷,唯一的性质就是质量。
希格斯玻色子也被称为粒子物理标准模型的最后一块拼图。它的发现令物理学家们欢欣鼓舞,却也意味着我们从此进入了一片充满未知的新领域。甚至有人认为,等到LHC实验在2035年结束运行的时候,我们可能只发现了希格斯玻色子,那将是一个噩梦般的场景。
“基础物理学现在面临着一场百年不遇的危机。”克利夫写道。LHC没有回答我们暗物质是什么,大爆炸时期物质如何起源,以及希格斯场为何处在246GeV的理想值,恰好让原子和宇宙得以存在。根据还原论范式,如果我们让对撞实验达到越来越高的能量,或许就能找到解答这些问题的线索。但如果答案是否定的呢?
克利夫和他采访过的一些物理学家认为,如果LHC此后再也没有新的发现,或者干脆假设新一代对撞机什么也不会发现,或许反而会为理论物理带来意想不到的突破。普林斯顿高等研究院的物理学家尼马·阿尔卡尼-哈米德(Nima Arkani-Hamed)说:“我只想说说目前正在进行的一件非常酷的事情,那是一场悄无声息的知识革命,为未来50年或者更长时间的主题奠定了基础:我们知道还原论范式是错的。”
新一代对撞机将致力于大量产生希格斯玻色子,供物理学家们进行深入的研究。“如果在我们尝试理解希格斯玻色子时,还原论被证明是失败的,那将是对物理学根基的动摇。对尼马来说,将希格斯玻色子研究‘到底’是接下来半个世纪中粒子物理学面临的最重要任务。”克利夫在书中写道。
随着2035年一天天逼近,新一代对撞机项目规划早已被提上日程。LIGO/Virgo引力波天文台等观测项目也将为探索宇宙本源出一份力。这种规模的实验都要依靠全球科学家的集体努力,同时也会带来工程和技术的突破,比如万维网的发明。
克利夫和许多同行物理学家认为,最大的瓶颈不是如何弄到建造大对撞机或者望远镜的大规模预算,而是能否有足够的年轻人继续投身物理学。在这个领域,众多互不相识的人各自负责一个很小的问题,为解答同一个谜题而奋斗。“这是有史以来最伟大的故事”,阅读此书的你,会成为故事的一部分吗?
如何从头开始做一个苹果派读后感第十篇
我们已经走了很长的路,但故事还没有结束。它仍在被继续书写着。如果我们接着探索,也许有一天我们会最终找到宇宙的配方。
8人份。
准备:138亿年
少量时空 6个夸克场,6个轻子场 U(1)×SU(2)×SU(3)局域对称性 一个希格斯场 超对称或者空间的额外维度(视口味而定) 暗物质(商店里没有) 可能还有一点儿其他东西
找不齐原料的话,可以先买一个。
为什么是苹果派?这个意象源自卡尔·萨根具有里程碑意义的纪录片《宇宙》,本书作者作为深受其影响的观众之一,在书中转述了,剧集中的这个场景:
卡尔·萨根的宇宙 (1980)
9.6
1980 / 美国 / 纪录片 / Adrian Malone / Carl Sagan
随后,萨根拿起一把刀,向观众们提出了一个问题:“假设我从这个苹果派上切下一块……现在假设我们把这一块切成两半,差不多一分为二,然后再把这一小块分成两块,然后继续……在我们得到一个原子之前,要切多少次?”
这个简洁的小型思想实验抓住了科学中最强大的思想本质,那就是,一切都是由原子构成的,但是现代粒子物理学告诉我们,原子可以再分……然后可以继续分下去……目前关于世界在最基本的层面上是由什么构成的理论被称为粒子物理学标准模型。
粒子物理学标准模型是人类最伟大的智力成就之一。经过无数理论学家和实验学者数十年的共同努力,标准模型描述了我们周围所见的一切——星系、恒星、行星和人类,都是由依稀额不同类型的粒子构成的,在原子和分子内部,这些粒子通过集中基本力结合在一起。从太阳为什么会发光,到什么是光,还有物质为什么有质量,这个理论揭示了这一切。更重要的是,将近半个世纪以来,它通过了我们所能做的而每一次检验。毫无疑问,它是有史以来最成功的的科学理论。
但是尽管如此,作者告诉我们,这个标准模型仍然是不完备的。而为了解决这个问题,经历了20年的规划、资金投标,以及一丝不苟的设计、测试和施工, 大型强子对撞器 (Large Hadron Collider,LHC ),最终建成并投入使用。而这标志着人类最雄心勃勃的智力之旅中的一个新阶段的开始。
The Compact Muon Solenoid Detector on the LHC. Image Credit: CERN
而本书讲述的正是这样一个探索的故事,探索我们宇宙的配方。这里有长达数个世纪的探索,揭示自然中最基本的成分,并找出它们的来源;有千百年来,不计其数的人如何逐步发现物质的基本成分,如何通过垂死恒星的核以及追溯到大爆炸最初的狂暴时刻,如何追踪到这些基本成分的宇宙起源;这里涵盖了化学、原子、核,以及粒子物理学、天体物理学和宇宙学等诸多方面。
将最初少量的时空暴胀约10的负32次方秒,直到你的宇宙增长到为原来的10的25次方倍。小心不要让暴胀持续太长时间,否则你只会以一片虚空而告终。
暴胀后,你会发现宇宙温度急剧上升,产生大量粒子和反粒子。同时,你的U(1)、SU(2)和SU(3)局域对称性会自动产生电弱和强力场。让它继续以更温和的速率膨胀并冷却万亿分之一秒。
此时开始打开希格斯场,将其设置为约246GeV。建议使用超对称或者额外维度来让这个场保持稳定,否则你会发现接下来几乎不可能烹饪出原子。
为了制造物质,试着确保希格斯场不均匀地开启,在混合物中形成膨胀的小泡,优先吸收夸克而不是反夸克。同时,使用斯帕莱龙将反夸克转化为小泡之外的夸克。一旦你的希格斯场达到了想要的一致性,你就会发现夸克比反夸克要多,而且电弱力已经被分解成了电磁力和弱力。
让由此产生的夸克和胶子热汤继续膨胀,并再冷却几百万分之一秒,直到它开始凝结形成质子和中子。让反物质和物质湮灭,只留下大约百亿分之一的原始物质。别担心,这对做苹果派来说应该足够了。
再过两分钟,混合物应该已经冷却到10亿度以下,你可以开始制造氢之后的第一种元素。现在你的混合物里大约每7个质子就对应一个中子,还有一堆光子。
在逐渐降低的温度下慢炖约10分钟,直到核聚变产生轻核的混合物,大约是每一份氦对应三份氢,再加上少量锂。
让氢氦混合物继续冷却38万年,如果一切正常,你应该注意到当电子与氢核和氦核形成第一个中性原子时,炽热的混合物开始变得透明。你现在可以让温暖的气体在无人看管的情况下再冷却1亿~2.5亿年。
等一会儿,你可以用坍缩的巨大的氢气和氦气云形成第一批恒星。在它们的核中,首先将氢转化为氦,然后通过3氦过程将氦转化为碳。你可能会发现,这第一批恒星足够大,可以继续将所有 元素聚变一直形成铁,然后利用超新星将混合物散播出去。
再过约9亿年,在随后几代恒星、超新星和中子星碰撞中,继续制造大量重元素,直到形成一种从氢一直到铀的混合元素。从这种混合物中,形成一个直径约13000千米的岩石球体,将它放在一颗黄矮星的宜居区。确保生成的行星有足够量的氢和氧(最好以水的形式出现)、碳和氮。
现在进行一些生物学步骤。45亿年后,如果运气够好,你最终会得到苹果、树、奶牛和小麦。
LHC的存在,是为了寻找物理学略标准模型中最后一个缺失的部分,这个粒子的存在最终揭示了两种自然力的起源,还有基本粒子为什么有质量的问题。事实上,它对我们理解自然规律太重要了,以至于它被夸张地称为“上帝粒子”,也就是希格斯玻色子。
但是就像在对撞机中发现的大多数新粒子一样,你永远不可能寄希望于直接探测到希格斯玻色子。如果一个粒子是由LHC的对撞产生的,那么它几乎会在产生的一瞬间就会衰变成其他粒子,探测器的灵敏性无法捕捉它。而只能探测到它衰变而成的粒子。
2010年3月20日,标志着LHC的物理项目的开始,也标志着寻找关于宇宙中一些最深层问题的答案的开端。随着时间的推移,4项LHC实验都以越来越高的速率记录到越来越多的对撞。侦查希格斯玻色子的方法中最有前景的一个,是希格斯玻色子变成两个高能光子或两个Z玻色子的衰变方式。这并不代表看到这些衰变很容易,但至少更像是在干草推中寻找一根针(而不是在一堆差不多的针里寻找针)。
大型强子对撞机加速朝相反方向运行的质子(或者铅离子)束,让它们在4个地点迎头相撞,巨大的探测器在那些位置分析碰撞产生的碎屑
2012年,科研人员宣布发现了希格斯玻色子。这一发现让粒子物理学标准模型变得完整。也标志着我们寻求苹果派的终极配方的一个转折点。
在LHC上发现希格斯粒子,告诉我们宇宙大爆炸后约万亿分之一秒发生的物理现象。我们现在有想到确凿的证据表明,大约在这个时候,希格斯场开启了,赋予了基本粒子质量,并建立了我们今天所知道的宇宙的基本成分。然而在这一刻之前发生的事情仍然笼罩在不确定之中。
尽管粒子物理学标准模型成功地描述了构成我们世界的基本粒子的行为,但它预测物质宇宙不应该存在。任何预言理论的提出者不应该存在的理论都陷入了相当严重的困境,这就是为什么物理学家确信一定还有新的东西待发现的原因之一。
LHC确实可以利用能量制造物质,但把对撞中产生的所有粒子加起来,你总会发现,等量的反粒子。如果不对反粒子做同样的事情,似乎就不可能制造或破坏粒子。
物质和反物质之间的这种完美的平衡本应导致一个空的宇宙,然而我们却在这里。这是现代物理学中最大的谜团之一,解释这一谜团的尝试通常涉及迄今为止尚未发现的新的量子场。
留给我们的唯一解释是,在宇宙存在的最初时刻发生了一些事情,使得形成的物质比反物质多出了那么一点儿。这种微小的不平衡大约是每百亿个反质子对应着一百亿零一个质子,它让足够的物质在大湮灭中留存了下来,创造出我们今天所见的一切。
寻找新量子场的地点显然是LHC,如果它们存在,LHC应该可以足够猛烈地撞击它们,使它们摆动,并产生一些响应的例子,这些粒子可以被巨大的ATLAS和CMS实验发现。
遗憾的是,到目前为止,ATLAS和CMS还没有找到任何在对撞中产生新粒子的迹象。
同时理论物理学家正在不断寻找其他方案来解释宇宙中物质的存在。最流行的替代方案是我们迄今为止发现的最难以琢磨的粒子,中微子。
但重型中微子本身很有可能是我们永远都无法触及的。它的能量至少是LHC能达到的极限值的10万倍。我们现在不可能在对撞机中制造出它们。
尽管标准模型成功地揭示了物质结构、量子场、自然力和质量的起源,但我们知道,标准模型充其量是不完整的,它是我们尚未窥见的更深刻且更基本理论的一种回声。自标准模型首次提出以来,许多人都渴望出现一种更深刻、更简洁的理论,在这样一种理论中,所有明显的任意性都可以用某种单一的统一原则来解释。也许标准模型只是更大且更对称的结构的冰山一角,就像某座中世纪大教堂的彩色玻璃窗上掉落的玻璃碎片。只有找到缺失的其他部分,我们才有望揭示出自然基本法则的美丽与巍峨。
对标准模型的最大挑战其实并非来自粒子物理学,而是来自天文学。在20世纪30年代,天文学家发现了暗物质,它的存在在后来40年的大部分时间里一直颇有争议,知道美国天文学家薇拉·鲁宾与20世纪70年代进行了一系列精细的测量。到目前为止,主流的解释是,几乎所有星系,包括我们自己的银河系,都位于一大片看不见的暗物质云的中心,暗物质的引力将恒星保持在其轨道上。
更神秘的是,还有一类被称为暗能量的排斥性的力,它被认为是导致宇宙加速膨胀的原因。暗物质和暗能量被认为占据了宇宙总能量的95%。我们,以及我们在夜空中看到的一切,只是一个几乎看不见的位置的,且未经探索的宇宙中的很小一部分,就像黑暗的海洋表面的晶莹泡沫一样。
标准模型中并不存在可能是暗物质或暗能量的例子,以及量子场。但有可能在LHC的对撞中,或者通过那些深入地下的实验观察暗物质粒子与普通物质碰撞的罕见情况,从而发现暗物质。
如果我们能够找到这样一种粒子,它不仅可以解释恒星和星系的运动,还能为我们提供一则线索,让我们知道超越标准模型的更大且更对称的图景。
多年以来,所有推测理论中最有希望的是超对称,它是在自然界的基本构件上施加了一种新的对称性,根据超对称,标准模型中的每个自旋为1/2的物质粒子,都应该有一个自旋为0的“超伙伴”,每个载力粒子都有一个自旋为1/2的超版本。超对称一下子解决了几个深层问题。它有望揭示在大爆炸时期物质是如何超过反物质占据主导地位的,还有望解释暗物质的本质,甚至暗示在我们宇宙的最初时刻,所有自然力曾经是统一的。
许多人仍然希望超对称未来几年里出现在LHC上,但LHC还没有给出我们所希望的答案。但它告诉了我们一些事情。现在的挑战是弄清楚这些事情究竟是什么。现在是重新审视我们的假设,并从不同的角度看待旧问题的时候了。
作者在书提到,他参与工作的LHCb的实验中已经开始有奇怪的信号,并指出这些异常可能暗示着一些全新的东西。
在作者完成这本书的时候,LHC正处于它的第二次长期关闭时期,并进行大规模的升级。
经过3年多的维修和升级,LHC于2022年7月5日正式开始第三轮运行。 4月22日,加速器已经成功启动。经过一段时间的加速,7月5日,大型强子对撞机探测器开启所有子系统,其碰撞能量将达到创纪录的13.6万亿电子伏特。 相关报道指出LHC安装了许多新设备,不仅包括增加碰撞率的线性加速器和效率更高的数据收集分析系统,还有两个新探测器——前向搜索实验、散射和中微子探测器,前者将寻找弱相互作用的粒子,而后者将专注于中微子,有望开启相关物理学新领域。 而随着探测器的改进,实验将能提供更多关于暗物质的线索。
正如作者在全书的结尾处写到的