內容大鋼
本書著重介紹現代物理的基礎知識，同時盡可能吸納相關領域的最新成果。全書分為四個部分。第1部分主要介紹經典物理取得的輝煌成就、遇到的困難以及為了解決這些困難所做的嘗試。這些嘗試最終催生了現代物理學的兩大基石——量子力學與狹義相對論。第2部分是本書的重點，闡述組成微觀世界的基本粒子的性質、它們之間相互作用（強、弱和電磁作用）的統一。這部分內容大多屬於粒子物理學標準模型的一部分，其中包含了研究對稱性的群論相關知識；還有部分屬於超出標準模型之外的前沿內容，如中微子振蕩等。第3部分為熱大爆炸宇宙學。本部分首先闡述宇宙極早期的演化。對於這一時期的宇宙物質形成和演化（如背景場退耦、輕元素丰度和粒子輸運等），本部分將微觀粒子理論與宇宙學自然地結合來介紹；對於宏觀宇宙的演化理論基礎——廣義相對論，僅限於介紹愛因斯坦場方程和標準宇宙學方程。第3部分也包括對宇宙學相關的微波背景輻射、暗物質實驗探測等的簡明闡述。第4部分是對上述內容的小結。
本書適合高年級本科生、研究生及現代物理學愛好者閱讀和參考。
目錄
第1部分 經典物理的成就、挑戰及現代物理學的誕生
第1章 經典物理取得的成就
1.1 經典力學
1.2 經典電動力學
1.3 經典熱力學與統計物理
第2章 經典物理的困難及現代物理的前期準備
2.1 19世紀末的一些重大物理髮現
2.2 物理學天空烏雲之黑體輻射
2.2.1 維恩公式
2.2.2 瑞利-金斯公式
2.2.3 普朗克1900年關於黑體輻射的兩個工作
第3章 現代物理學的兩大支柱
3.1 量子力學
3.2 狹義相對論
第2部分 微觀世界：粒子物理學
第4章 基本粒子的性質及強子結構
4.1 近現代對物質結構認識的飛躍
4.2 粒子之間的作用力和作用空間
4.2.1 粒子之間的基本作用力
4.2.2 粒子之間的作用空間
4.3 基本粒子的分類
4.3.1 費米子(自旋為1/2)與代結構
4.3.2 規範傳播子(自旋為1)
4.3.3 希格斯粒子(自旋為0)
4.4 強子結構之?正群
4.4.1 SU(2)群的性質
4.4.2 SU(3)群的性質
4.5 強子結構之夸克模型
4.5.1 介子
4.5.2 重子
4.5.3 楊圖與楊盤：強子結構的圖形解釋
4.5.4 強子的質量公式
第5章 中微子振蕩
5.1 中微子振蕩：一般理論
5.1.1 真空中的中微子振蕩
5.1.2 三代中微子混合矩陣的參數化
5.1.3 中微子振蕩的物質效應
5.2 中微子振蕩：典型實驗
5.2.1 從太陽中微子丟失到中微子振蕩實驗
5.2.2 太陽中微子之SNO實驗
5.2.3 大氣中微子之超級神岡實驗
5.2.4 反應堆和加速器中微子實驗
第6章 標準模型中的規範對稱性
6.1 對稱性與守恆律：諾特定理
6.1.1 經典體系的拉格朗日形式與運動方程
6.1.2 量子體系的拉格朗日形式與運動方程
6.1.3 諾特定理和諾特荷守恆
6.1.4 諾特定理的應用
6.2 UQ(1)規範變換與量子電動力學
6.3 SUL(2) UY(1)規範變換與電弱統一理論
6.3.1 輕子部分
6.3.2 夸克部分
6.4 SUc(3)規範對稱性與量子色動力學
6.4.1 QCD拉氏量
6.4.2 電磁作用與強作用係數隨能標跑動的比較
第7章 對稱性的破壞
7.1 規範對稱性自發破缺之希格斯機制
7.1.1 希格斯場的拉氏量
7.1.2 希格斯場對稱性自發破缺：破缺方向的選擇
7.1.3 希格斯場與費米場的作用：湯川耦合
7.1.4 中微子質量問題：蹺蹺板機制
7.2 分立對稱性與對稱性破缺
7.2.1 宇稱變換和時間反演
7.2.2 電荷共軛變換
7.2.3 \( \theta-\tau \)疑難與宇稱破壞
7.2.4 CP破壞與K介子、B介子系統
第8章 基本粒子理論總結與新物理
8.1 標準模型粒子和相應的規範變換群
8.2 對稱性自發破缺機制和粒子間的相互作用
8.3 標準模型的一些問題和擴展
8.3.1 標準模型的一些問題
8.3.2 新物理之SU(5)大統一模型
8.3.3 新物理之最小超對稱模型
第3部分 宏觀世界：熱大爆炸宇宙學
第9章 宇宙極早期的演化：熱力學與粒子物理
9.1 宇宙極早期的演化：平衡熱力學
9.1.1 系統粒子數密度、能量密度和壓強
9.1.2 系統粒子的有效自旋自由度與熵
9.2 宇宙極早期的演化：非平衡熱力學
9.2.1 粒子退耦
9.2.2 原初元素丰度
9.2.3 化學勢與重子-光子數比
9.2.4 粒子輸運：宇宙大質量粒子的演化
第10章 大尺度的宇宙演化：標準宇宙學
10.1 標準宇宙學的原理與方程
10.1.1 等效原理與廣義相對性原理
10.1.2 愛因斯坦場方程
10.1.3 愛因斯坦場方程的解與黑洞
10.1.4 測地線方程和仿射聯絡
10.1.5 羅伯遜-沃爾克度規和弗里德曼方程
10.1.6 描寫宇宙的一些基本參數
10.2 熱大爆炸宇宙學的成功和疑難
10.2.1 實驗證據之微波背景輻射
10.2.2 實驗證據之宇宙輕元素的丰度、引力波
10.2.3 實驗證據之哈勃膨脹
10.2.4 熱大爆炸宇宙學疑難之暗物質
第4部分 結束語
第11章 探索物質世界取得的成就、問
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