温伯格谈还原论

 对还原论的看法因人而异,据我推测,各种还原主义思想的一个共同特点是层次意识,即在越来越深的层次上解释自然现象的一种向往。有些真理可以归并入其它真理,比如化学可以并人物理,从层次上看,前者不如后者基本。基本粒子物理学家特别容易被人看成还原论者。     

殊途同归的光本性之争

 很久以来,人们对光就进行了各种各样的研究。光的本性到底是什么,这个问题长久以来困扰了很多有智之士。光的波动说笛卡儿（R.Descartes,1596～1650）就光的本性问题,在1637年提出两种假说。一种假说认为,光是类似于微粒的一种物质;另一种假说认为光是一种以“以太”为媒质的压力。虽然笛卡儿更强调媒介对光的影响和作用,但他的这两种假说为17世纪的微粒说和波动说的争论埋下了伏笔。17世纪中期,意大利的格里马第（F.Grimaldi,1618～1663）首先注意到衍射现象,这是光的波动理论的萌芽。     

未来最有可能震动物理世界的实验

当CERN 的科学家2013 年7月宣布他们发现了希格斯玻色子的时候,描述所有已知粒子和相互作用的标准模型理论被认为已经发现了它框架结构最后一点所缺少的东西,这个东西就是被认为给出所有粒子质量来源的希格斯玻色子。这意味着当今时代的粒子物理学已经划上了圆满的句号。     

弦理论大师威滕谈超对称

 爱德华·威滕博士是国际著名的数学家和物理学家,现任普林斯顿高等研究院教授为美国科学院院士,英国皇家学会外籍院士。他于1951年8月26日出生于美国马里兰州的巴尔的摩。早年就学于布兰戴斯(Brandis)大学,1971年获得学士学位,而后分别于1974年和1976年在普林斯顿获得硕士和博士学位。然后他前往哈佛大学,1976～1977年为博士后,1977～1980年为初级研究员。1980年9月威滕出任普林斯顿的物理学教授,并一直延续到1987年他出任高等研究院自然科学院的教授。     

弦上的世界

 人们所熟悉的任何一种物理理论,从麦克斯书的电动力学理论到爱因斯坦的广义相对论,从量子力学到标准模型理论和超引力理论,都把物质世界的基本组分粒子,像轻子、夸克、光子和引力子等,看作没有大小的点粒子或模模糊糊的类点粒子。     

标准模型及其扩充

 不论是刀耕火种的远古,还是星际遨游的现代,人类总是以无限的激情和不尽的欲望来从事所有可能的智力活动。而智力活动的方式,却是人类根据不同时期所能感悟到的物质的尺度而刻意选取的。因此,物质的尺度可以用来衡量人类在各个时期的智力水平。     

希格斯玻色子——物质质量起源的探索

2012年7月4日,欧洲核子中心大型强子对撞机上的ATLAS和CMS实验组联合宣布发现了一个标量粒子,其性质与标准模型理论预言的希格斯粒子初步吻合,随后被大量实验数据进一步证实。作为唯一的基本标量（自旋为零）粒子,希格斯粒子在标准模型中占据极其特殊的地位,因此,希格斯粒子相关性质的理论研究是理论粒子物理研究的热点。文章简要介绍了希格斯粒子物理的理论问题及其进展。     

狭义相对论中的质量、能量与对称性

爱因斯坦狭义相对论引起物理学基本原理和基本概念的巨大变革。如果要列举除了相对性原理和光速不变原理之外最重要的变革,同时性的相对性、关于质量与能量的概念及其内在联系,应是首选。     

中子有无电偶极矩?

测量中子电偶极矩的新方法更好地约束了关于宇宙早期对称性破缺的理论。虽然中子整体上是电中性,但它内部电荷的分布也可能并非对称,定量上用电偶极矩(EDM)来描述这种不对称性。有些试图拓展粒子物理学标准模型的理论预言中子EDM非零,而最近一个国际合作组给出了新的测量上限。他们通过测量一团中子跟电磁场的相互作用来得到这一限制。该发现有望帮助理论学家更好地解释宇宙正反物质的不对称。     

封面说明

正今年是盖尔曼(Murray Gell-Mann)提出夸克模型50周年,本刊今年的封面即以此为题.强子(包括重子和介子)曾经被看成基本粒子.随着粒子物理学的进展,从高能电子在核子上的散射实验,认识到强子并不"基本";与轻子不同,强子是有内部结构的.强子可根据SU(3)对称性进行分类.1964年,盖尔曼和G.兹维格提出,与SU(3)对称性的基础表示对应的3种粒子是构成一切强子的构造单元,并从文学作品中借来名字"夸克"(英文原义为乌鸦的叫声).夸克的电荷是电子电荷的1/3或其倍数.重子由3     

暗物质模型简介

粒子物理学的基本任务之一是探究宏观物质世界的微观起源。以粒子物理标准模型(二十世纪六七十年代)为代表性成就的二十世纪,是粒子物理学的黄金时期。在规范对称性的框架下,标准模型成功地统一了微观世界中(由夸克、轻子和传递相互作用的规范粒子组成)除引力之外的三种基本相互作用： 电磁相互作用(确切地说超荷相互作用)、弱相互作用和强相互作用。换句话说,从标准模型出发,几乎可以解释一切目前实验室微观物理现象。     

亚原子物理百年回眸

近日读到奥斯丁(Austin)的德克萨斯大学物理和天文系教授斯蒂芬·温伯格(Steven Weinberg)于2011年4月在美国物理学会“亚原子物理100年”会议开幕式讲演,深受感动,欣然命笔,梳理百年来粒子物理发展的轨迹,集成此文,以缅怀先贤,鼓励后人.因涉及内容颇丰,故本文的选材只能是纲领性的.文中提到的每一位科学家都对粒子物理的发展作出了重要贡献,故不必区分各位科学家是否是诺奖得主.物理学是一门以实验为基础的科学,粒子物理学也不例外,本文的选择也遵循了这个精神.粒子物理数据的更新日新月异,文中所引数据只能保证在特定时期内准确.     

对称性自发破缺和希格斯机制

 众所周知,本世纪最辉煌的科学成就之一是弱电统一理论,然而历史上这一理论的重大突破有赖于对对称性自发破缺的研究,特别是希格斯机制的建立。     

粲偶素与类粲偶素的故事

 在粒子物理发展史上， 1974年11月是一个值得永远铭记的月份。在这个月，位于美国东海岸的布鲁克海文国家实验室和西海岸的斯坦福直线加速器中心的两个实验组同时宣布发现了一个新的粒子。     

高能物理学发展的回顾与展望(下)

 标准模型理论显然还需要提高.但今后一段时期的发展不会像50年代、60年代、70年代那样快.因为没有出现和理论相矛盾的实验结果来指引理论发展的方向,只能根据现有理论研究的长远目标和理论本身所包含的内部矛盾来进行探索.回想在本世纪20年代,中子还没有被发现,认识到的基本粒子只有两种:电子和质子.当时已经发现的基本相互作用只有两种:万有引力相互作用和电磁相互作用.     

1999年诺贝尔物理奖

 根据瑞典皇家科学院１０月１２日发布的消息,瑞典皇家科学院已决定把１９９９年度的诺贝尔物理奖授予两位荷兰科学家赫拉尔杜斯·霍夫特（Ｇｅｒａｒｄｕｓ’ｔＨｏｏｆｔ）和马丁努斯·韦尔特曼（ＭａｒｔｉｎｕｓＪ．Ｇ．Ｖｅｌｔｍａｎ）。这两位研究者是由于他们为粒子物理理论提供了更加坚实的数学基础而获奖的,尤其是揭示了用他们的理论如何精确计算物理量．欧洲和美国的粒子加速器近来进行的实验已经证实了他们的许多计算结果．数学基础更加坚实的粒子物理理论我们周围的一切物体都由原子构成,而原子又由电子和原子核组成．在原子核中有质子和中子,它们又都由夸克组成．为了研究夸克这一最深层次的情况,需要有大型加速器     

关于发表科技论文的若干问题

 今年1月11日,中国科学报发表《1991年我国科技论文分析结果》,其中公布了在国际、国内发表论文数量多的个人名单.本刊主编吴水清致函他们中物理学专业作者,表示祝贺,并提出若干问题请他们解答.现根据本刊收到回信的顺序分期刊载,各位读者有什么问题和看法也欢迎发表.     

为什么CP破坏对宇宙很重要

 从阿尔法磁谱仪（ＡＭＳ）的反氦核的测量结果谈起 １９９８年６月,阿尔法磁谱仪搭乘发现号航天飞机升空作试飞行。在１０天的飞行期间,在约４００千米的高空收集到２．８６ ｘ １０６氦核,但没有发现反氦核,给出的测量结果：反氦核／氦核＜ １．１ｘ１０^－６。这一结果与原来的宇宙中不存在反物质的结论是一致的。 宇宙中是否存在反物质是科学中的一大难题。根据目前普遍接受的大爆炸（Ｂｉｇ Ｂａｎｇ）学说,宇宙是由约发生于１２０－２００亿年前的大爆炸产生的。大爆炸后,宇宙在不断地膨胀和冷却。大量的天文学观察和天体物理实验支持了这个理论。很自然,大爆炸应该产生相同数量的物质和反物质。什么叫反物质呢？     

评述粒子物理学未来发展

我很高兴看到美国P5 报告对粒子物理未来发展作了积极展望,对美国今后10～20年的发展作了整体规划与部署,试图促进新物理的发现并保持美国作为全球领导者的地位。这个报告特别强调了粒子物理(高能物理)的发展是以“发现”新物理为根本驱动力,而非单纯验证标准模型;强调了粒子物理发展的全球性,并充分挖掘美国高能界现有的优势和资源。     

十年来国内粒子物理在场论方面的研究概况

 过去几十年中,场论研究取得了重大进展.毫无疑问,最重要的部分与我们对于规范对称性、规范群的性质的深入了解及其应用密切相关.相互作用的规范不变性作为试探建立各种相互作用动力学理论的指导原理取得了极大的成功.除掉早已知道的电磁作用的阿贝尔对称性以外,应用非阿贝尔规范对称性理论建立了弱作用及电磁作用的统一理论及强作用的量子色动力学.