我对基本粒子分类与周期表问题产生兴趣久矣,从大学时代到高校教学,都念念不忘。只是由于在职期间工作繁忙,无暇顾及。虽然在担任近代物理实验教学期间,对核物理有所接触,但只是皮毛,自愧才疏学浅,无法实现青年时代研究基本粒子的梦想。自从退休后,有了自由和时间,才又回到当初的兴趣上来,学习了一些粒子物理方面的知识,欲以科普读物的形式,与读者共享。
粒子物理学是基本粒子物理学的简称,由于在粒子物理研究中所需要的能量相当高,故又称作高能物理学,它的任务是研究基本粒子的内部结构及其相互作用、相互转化的规律。这门学科似“阳春白雪”,一般人是接触不到的,也不易搞懂,然而,这门学科是关系到上从宇宙天体、下至世界万物的基本构成,能够使人们对微观世界有一个直观和感性的认识,对粒子物理学的研究与应用,关系国计民生,特别是一个国家的科技与学术发展水平。而且,截至 2016 年,诺贝尔物理学奖 110 名得主中有 34 位因为粒子物理学的研究成果得奖,排名第一,可见其重要性。所以,有关粒子物理学的基础知识,不可不知。
近年来,我陆续写了几本科普书,例如《等离子体自传》《无处不在的眼睛》《最美丽的十大物理实验》等,在科普写作方面积累一些经验,我想利用这些经验和自己的笔,为社会再做些贡献,所以又写了《粒子世界演义》这本书。本书欲简明地介绍粒子物理学和高能物理实验的最一般的知识以及粒子物理学方面的前沿进展,希望能够增加读者对粒子物理学历史与发展的了解。由于本人才疏学浅,班门弄斧,本书难免存在不妥和错误,欢迎读者批评指正。
本书初稿曾经南京大学物理学院赖启基教授、陈申见教授审阅,他们在粒子物理学,特别是高能物理实验方面有很深的造诣,对本书提出很中肯的意见和建议;缪峰副院长为本书出版给予了很多支持与帮助,在此作者对他们表示衷心感谢。
我要感谢南京大学出版社吴汀、王南雁、巩奚若编辑,在本书编写、出版中给予的帮助,以及郭珊对本书配图进行的重新绘制。
我还要感谢我的妻子孔庆云对我的支持和帮助,此外沙明和沙星帮助输录书稿、绘图和校稿,我在此也表示感谢。
我在准备编写和动笔过程中,参考了许多有关的科普读物、优秀教材和科技文献,书后给出了主要参考文献,在此对这些文献的作者表示感谢。
本书出版前夕,有幸入选“江苏科普创作出版扶持计划”,代表书中的内容得到了有关单位的认可,在此表示感谢。
此外,本书的出版也是为了纪念我的老师、挚友陆埮教授,在编辑出版《半个世纪的科学生涯——吴健雄、袁家骝文集》过程中,我们有过很好的合作,我从他那里学到不少东西,他赠送的《物质探微:从电子到夸克》,我爱不释手,受益匪浅。阅读该书,使我萌发了编写基本粒子科普读物的想法。
作者
2021.5.18 于南京
前排左起:陆埮,袁家骝,吴健雄,冯端
后排左起:方杰,夏元复,沙振舜,秦涛,包世同
吴健雄袁家骝文集编委会人员合影