人類認識世界的五個里程碑

內(nèi)容概要

　　《院士科普書系·中小學科學素質(zhì)教育文庫：人類認識世界的五個里程碑（修訂本）》從五門基礎(chǔ)學科（理、化、天、地、生）中，各選一種具有革命意義的學說（原子論、周期律、大爆炸宇宙論、板塊結(jié)構(gòu)說、進化論），進行歷史的回溯和未來的展望。讀者在獲得知識的同時，也可以獲得更多的、知識之外的思考和啟迪。

書籍目錄

1 原子的物理模型和物質(zhì)的可分性——看到不可見的微觀世界
　1.1 對物質(zhì)微觀組成的漫長探索
　1.2 電子的發(fā)現(xiàn)及其重大意義
　1.3 原子模型的提出與演進
　1.4 盧瑟福原子模型是怎樣提出的
　1.5 人工打破原子核和原子核模型
　1.6 原子模型提供的有益啟示
　1.7 模型法成為揭示基本粒子組成的有力武器
　1.8 電子由帶分數(shù)電荷的準粒子組成
2 化學元素周期律——世界萬物的本質(zhì)歸原
　2.1 早期探索的簡明回顧
　2.2 化學元素周期律的發(fā)現(xiàn)
　2.3 元素周期律的本質(zhì)
　2.4 人造元素和周期表的未來
3 天文學的大爆炸理論——宇宙的起源
　3.1 簡短的歷史回顧
　3.2 廣義相對論的建立
　3.3 哈勃定律的發(fā)現(xiàn)
　3.4 大爆炸宇宙論的提出
　3.5 大爆炸宇宙論的檢驗
　3.6 大爆炸宇宙論的啟示
　3.7 大爆炸宇宙論的困難以及宇宙的暴漲
　3.8 宇宙探索之路漫長而修遠
4 大陸漂移理論發(fā)展的曲折歷程——從大陸漂移說到板塊構(gòu)造說
　4.1 大陸漂移理論的歷史淵源
　4.2 魏格納大陸漂移說的興衰
　4.3 少數(shù)地質(zhì)學家仍在堅持大陸漂移理論
　4.4 深海底地學現(xiàn)象的重大發(fā)現(xiàn)
　4.5 板塊構(gòu)造說崛起
5 進化論——生命演化的探索
　5.1 靜止的世界觀：從古代到近代
　5.2 達爾文之前的進化思想
　5.3 達爾文及其進化論
　5.4 達爾文主義的沉浮
　參考文獻

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：   插圖：   1932年中子的發(fā)現(xiàn)證實了原子核由中子、質(zhì)子和電子組成的原子核模型的正確性，到了20世紀40年代末科學家們又發(fā)現(xiàn)了幾個介子，從而使人們進一步研究中子和質(zhì)子的組成。這時科學家們認識到所謂基本粒子（一般稱為粒子）可分為輕子和強子兩種，輕子指比介子輕的粒子，有正負電子、正負μ子和正反中微子。強子指重子和介子而言，重子指比介子重的粒子，有質(zhì)子、中子和超子。輕子都參與弱相互作用，強子都參與強相互作用，而原子核內(nèi)的粒子分別由強相互作用（又稱強力）和弱相互作用（弱力）聯(lián)系在一起。傳遞弱相互作用的是中間玻色子，傳遞強相互作用的是膠子。在宏觀范圍起作用的引力相互作用由引力子傳遞，電磁相互作用由光子傳遞。根據(jù)科學家們至今的發(fā)現(xiàn)，宇宙間共有四種相互作用而且它們是最基本的。 根據(jù)20世紀的了解，如果深入探索微觀物質(zhì)組成的層次，必須搞清楚質(zhì)子由什么粒子組成，因為中子是由質(zhì)子和反中微子組成，而最早發(fā)現(xiàn)的電子真的就是最小的電荷單位嗎？引起一些科學家們的懷疑。于是要解決質(zhì)子和電子由什么組成，必須設(shè)法將它們分解，可是形成它們的能量是非常高的，為此科學家們試圖通過研制能量達到幾百億、幾千億、幾萬億電子伏的加速器來打破它們。由于制造這樣的加速器花費甚大，非一般國家所能承受，要求的科技水平很高，只有極少的國家可能達到。在這種情況下人們根據(jù)過去的經(jīng)驗，還是通過先構(gòu)成合理的模型然后再進行實驗比較好。早在1956年，日本的坂田昌一曾經(jīng)提出強子是由質(zhì)子、中子、超子及它們的反粒子組成的模型，能解釋很多現(xiàn)象，但是他在解釋重子的一些性質(zhì)和預言許多不可能存在的新重子方面，遇到了困難。為此，美國物理學家蓋爾曼（M.Gell—mann，1929— ）和奈曼（Y.Neeman，1925— ）在1961年提出了八重態(tài)模型。蓋爾曼為了說明多重態(tài)結(jié)構(gòu)的形成，提出強子由三種夸克組成的“夸克模型”（上夸克u，下夸克d，奇夸克s），認為介子由正反夸克組成，重子由三種夸克組成。1965年我國的朱洪元等根據(jù)物質(zhì)組成層次無限的辯證觀點和已發(fā)現(xiàn)的事實，提出“層子模型”。60年代前期美國的格拉肖（S.Glashow，1932— ）提出電磁相互作用與弱相互作用具有統(tǒng)一性，并且認為應存在第四種夸克，1974年丁肇中和里希特（B.Richter，1931一）分別發(fā)現(xiàn)了J／ψ粒子，證實了第四種夸克（粲夸克）的存在。美國的溫伯格（S.Wein—ber9，1933—）和巴基斯坦的薩拉姆（A.Salam，1926—）在上述理論和發(fā)現(xiàn)基礎(chǔ)上，在70年代中期提出了著名的標準模型。這個模型預言弱、電和強相互作用應當有統(tǒng)一性，并預言強子由六種夸克（u、d、s、c夸克再加上底夸克b和頂夸克t）組成。1977年美國的費密國家加速器實驗室的萊德曼（L.M.Lederman，1922— ）等用1700多億電子伏的質(zhì)子對撞機，實驗發(fā)現(xiàn)了第五種夸克，但是1983年歐洲核子聯(lián)合研究中心（CERN）發(fā)現(xiàn)了弱一電統(tǒng)一相互作用理論預言的中間玻色子±W和Z。粒子，但是尚無強相互作用也參與的統(tǒng)一相互作用。此外，六夸克理論還有待第六種夸克的發(fā)現(xiàn)。

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