第一章
導言:人類是怎樣了解自然的?
回顧了人類在歷史上是如何嘗試去了解自然的, 科學是怎樣一步一步發(fā)展起來的。不但介紹了本書的內容,也介紹了本書的特色。
第二章
什么是宇宙?
宇宙是什么?宇宙從何而來?宇宙由什么構成?宇宙是恒久不變的嗎?這些都是許多人很想知道的問題。本章嘗試根據現代宇宙學最新的研究來提供一些回答。
第三章
物質是如何構成的?
我們知道物質由原子構成。但原子是那么小,我們如何知道它的結構?為了要了解原子的物理性質,科學家在20 世紀發(fā)展了一套新的理論,稱為“量子物理”。這套量子理論是怎么樣發(fā)展出來的呢?它是如何能解釋原子結構和性質的?
第四章
現代粒子物理學的標準模型
現在已知原子是由更基本的亞原子粒子構成的。不過,人們發(fā)現有些組成原子的粒子(質子和中子)也并非是最基本的,它們本身又是由一些更基本的粒子構成的。事實上,宇宙中有數以百計的不同性質的粒子。有些粒子相信是用來組成物質的,而有些粒子卻被認為是用來傳遞物質與物質之間的作用力的。目前的粒子物理學是如何解釋這些粒子的來源和性質的?
第五章
神奇的量子世界
美國有一位著名的物理學家理查德?費曼曾經說過一句很有名的話:“我敢保證沒有人真正了解量子力學?!彼麨槭裁催@樣說?量子力學真的那么神奇嗎?在本章里,我們回顧為什么目前最牛的科學家對量子世界還有那樣大的困惑。
第六章
如何解釋物質的量子性質?
從物質波的觀點看自然世界本章探討如何嘗試突破在量子理論里的傳統(tǒng)思維。最新的研究顯示,如果把粒子視為真空的激發(fā)波,那么量子世界里面一些神奇的地方就可以得到合理的解釋。
第七章
從粒子世界到物質世界
—宇宙中的不同化學元素是如何產生的目前, 科學家認為宇宙起源于大爆炸。不過這個宇宙大爆炸理論只預言了最簡單的原子(氫和氦)的產生。然而在現實世界里的許多物體,包括我們自己的身體,都是由多種不同的元素組成的。這些比氫重得多的化學元素是如何產生的呢?
第八章
我們在宇宙中的家園——地球
太陽系中只有地球適宜人類居住,是什么條件使地球有別于系內的其他行星?認識地球是一項綜合應用與基礎研究的龐大工作,我們在此為大家提供一個扼要的介紹。
第九章
總結篇:我們今天對自然的認識到了什么樣的程度?還有哪些待解的難題?
對于從大到小不同尺度的自然世界,我們都已經有了不少的認識。但是對于極小尺度和極大尺度的世界,我們的認識卻依然非常不足。目前許多的理論還帶有不少推測的成分,其出發(fā)點往往是追求數學的美, 而非自然的真。在今天,科學家現在努力地去尋找驗證這些理論的實驗證據。在本章里,我們列出一些科學界現在十分關注的基本問題。
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