第1章 什么是基本粒子 1
1.1一些可能尚没有答案的问题 1
1.2一些不变的东西 2
1.3那是真实的吗 3
第2章 夸克与轻子 6
2.1夸克——还没找到的、非同寻常的基本粒子 6
2.2重粒子、轻粒子与中间质量的粒子 7
2.3粒子有多大 10
2.4从散射实验中学到的东西 10
第3章 寻找夸克 13
3.1质子和中子的结构 13
3.2寻找具有分数电荷的粒子 14
第4章 各种加速器 17
4.1自然的奥妙——撞击越强，产生的共振越强 17
4.2加速器的工作原理 18
4.3对撞束——回击的威力 20
第5章 汤川理论的诞生 23
5.1由原子到原子核 23
5.2汤川的介子理论 25
5.3相对论量子力学 26
5.4导致“介子”的想法 30
5.5 20世纪30年代 30
第6章 新粒子的出现 32
6.1库仑势和汤川势 32
6.2π介子 34
6.3由两种介子理论到缪子的发现 36
6.4 V粒子激动人心地登场 37
6.5尝试各种办法 39
第7章 基本粒子的秩序和守恒定律 41
7.1盖尔曼-中野-西岛法则 41
7.2想法的关键 44
7.3强相互作用与同位旋守恒 45
7.4π和核子的3-3共振 46
第8章 宇称与守恒律 50
8.1宇称是什么 50
8.2宇称不守恒 52
8.3 CP破坏 54
8.4时间反演下所有的自然规律都不变吗 56
第9章 强子的复合模型 57
9.1由基本粒子能推出什么 57
9.2费米和杨的复合模型 57
9.3在基本粒子物理世界中的“基本”和“复合” 58
9.4坂田模型 60
第10章 夸克模型 64
10.1夸克模型和坂田模型有什么不同 64
10.2夸克模型中的重子 65
10.3所预言的Ω-粒子的发现 67
第11章 夸克模型的演化 69
11.1夸克组成的复合物 69
11.2与原子核类比 70
11.3夸克有了色和味 72
11.4九夸克模型 72
11.5是否存在带色的强子 73
11.6夸克带整数电荷的可能性 74
11.7意外地出现了J/Ψ粒子 75
第12章 粲及其追随者 76
12.1 J/Ψ显现出自然的深奥 76
12.2 J/Ψ粒子的“真正身份” 77
12.3第四种夸克c完成了夸克模型 80
12.4又一次被自然击败 81
12.5至少六种轻子及五种夸克 83
第13章 由弦连在一起的夸克 84
13.1一个悖论 84
13.2强子的弦模型 86
13.3什么是弦 90
第14章 什么是部分子 91
14.1强子是“软”的 91
14.2无限小的点粒子 92
14.3费恩曼的“部分子模型” 93
14.4与夸克模型的比较 94
第15章 朝永的重整化理论 96
15.1粒子物理正忙于追逐“新现象” 96
15.2量子电动力学 96
15.3无限的“自能” 97
15.4重整化理论——放弃一些东西的行动 99
第16章 QCD—— 量子色动力学 101
16.1由介子理论到色动力学 101
16.2什么是规范场 101
16.3色的动力学 102
16.4胶子——将夸克粘在一起的“胶” 102
16.5渐近自由 104
16.6威尔逊的“格点理论” 106
第17章 对称性的自发破缺 107
17.1什么叫对称性 107
17.2对称性自发破缺 108
17.3对称性自发破缺的遗迹 110
17.4超导性 110
17.5夸克质量的起源 111
第18章 弱相互作用的“倾斜”结构 114
18.1上帝的“错误” 114
18.2什么是弱相互作用 115
18.3弱相互作用的规律 116
18.4必定有一个“粲夸克” 117
第19章 温伯格-萨拉姆理论 120
19.1超越汤川介子理论 120
19.2 W玻色子 120
19.3弱电统一 124
19.4与超导电性的比较 125
第20章 统一场论 127
20.1“三种力”的统一 127
20.2难以置信的能量——但并非完全荒唐可笑 128
20.3爱因斯坦没有完成的梦 129
20.4三种力的统一和粒子的统一 130
第21章 大统一的计划 131
21.1终极问题 131
21.2乔治-格拉肖统一理论 132
21.3还有在夸克和轻子下一层次的粒子吗 133
21.4一个令人惊奇的结论——所有的物质都是不稳定的 134
21.5粒子理论与宇宙学的汇合 135
21.6瞬间创造物质和宇宙的秘密 136
术语表 137
索引 140