本文關(guān)鍵詞：高能物理學(xué)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

序
高能物理的粒子物理學(xué)，作為一個(gè)學(xué)科來開發(fā)起始于 1950 年左右，當(dāng)時(shí)高能加速器和 探測器開始建造；此后，對高能物理問題更可以進(jìn)行定量的研究。定量研究是物理學(xué)發(fā)展的 關(guān)鍵；新現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)只不過是問題的開始，規(guī)律性的關(guān)系是從定量研究中產(chǎn)生的。 在頭一、二十年，發(fā)現(xiàn)了大量的新粒子（大部分是“共振態(tài)”粒子）和許多其他新現(xiàn)象， 以及一些規(guī)律性的關(guān)系。在最近一、二十年，主要是對

一些重大問題進(jìn)行了更加深刻和更加 本質(zhì)的研究，特別是對有關(guān)強(qiáng)相互作用、弱相互作用和電磁相互作用，以及它們之間相互關(guān) 系的了解，有了很重要的發(fā)展。 這里應(yīng)該指出， 新假說的提出是在實(shí)驗(yàn)研究不斷取得進(jìn)展的基礎(chǔ)上， 推動(dòng)理論研究不斷 向更深一層發(fā)展的結(jié)果。例如：在強(qiáng)相互作用中有關(guān)強(qiáng)子內(nèi)部結(jié)構(gòu)方面，層子模型假說與實(shí) 際情況的尖銳矛盾， 使量子色動(dòng)力學(xué)得以產(chǎn)生，，從而引入了“顏色” 和膠子的概念。 反過來， 量子色動(dòng)力學(xué)必須受系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)事實(shí)來加以檢驗(yàn)， 丁肇中和其他幾個(gè)實(shí)驗(yàn)小組所得的 “三噴 注”現(xiàn)象曾給量子色動(dòng)力學(xué)理論一個(gè)有力的支持，同時(shí)也增強(qiáng)了尋找膠子的決心。被擊出來 的自由態(tài)層子也在能量越來越高的加速器上不斷地在尋找。又如，在弱相互作用方面，為要 解決在宇稱不守恒基礎(chǔ)上建立的弱作用理論與實(shí)驗(yàn)的尖銳矛盾， 提出了弱電統(tǒng)一理論和中間 玻色子。近年來，國際上一些實(shí)驗(yàn)小組的結(jié)果只是與理論近似的一致。最近莫瑋小組進(jìn)行了 一個(gè)統(tǒng)計(jì)高的沒有強(qiáng)作用參加的電子、?中微子彈性碰撞的實(shí)驗(yàn)研究，結(jié)果是令人信服地對 弱電統(tǒng)一理論給予了支持。中間玻色子也在能量越來越高的加速器上不斷尋找[注]。最后一 個(gè)例子是正、 負(fù)電子彼此相距多遠(yuǎn)時(shí)它們的內(nèi)部結(jié)構(gòu)才能顯示出來， 因而量子電動(dòng)力學(xué)才遇 到困難？丁肇中實(shí)驗(yàn)組在研究膠子的同時(shí)， 對此也進(jìn)行了精密的探索。 他們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明， 在有效能量達(dá)到三百六十億電子伏特， 并在五千萬億分之一厘米的小范圍內(nèi)， 電子還沒有顯 示出內(nèi)部的結(jié)構(gòu)， 因而量子電動(dòng)力學(xué)還是適用的。 要解決這個(gè)問題還需要繼續(xù)提高實(shí)驗(yàn)的能 量。 總之，在物理學(xué)中，人們對任何一個(gè)問題的認(rèn)識(shí)，都是隨著實(shí)驗(yàn)和理論對立統(tǒng)一的發(fā)展 過程而逐步加深的。因此，理論與實(shí)驗(yàn)密切結(jié)合對物理學(xué)的發(fā)展是十分重要和必需的！粒子 物理學(xué)的迅速發(fā)展就是一個(gè)很好的例證。 另一方面， 可以清楚地看出， 理論必須來源于實(shí)踐， 才能反過來指導(dǎo)實(shí)踐。實(shí)際上，實(shí)驗(yàn)是科學(xué)理論的源泉，是自然科學(xué)的基礎(chǔ)。僅以我國科舉 時(shí)代念四書五經(jīng)的方法和態(tài)度來“精讀”科學(xué)書籍（需要不斷發(fā)展的第二手知識(shí)）而不聯(lián)系 實(shí)際進(jìn)行科學(xué)研究，這對科學(xué)的發(fā)展是無濟(jì)于事的！自然科學(xué)的研究對象是“物” ，要研究 “物”必須變革“物”和觀測其變革后的反映，這自然就要進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)。 章乃森同志所寫的《粒子物理學(xué)》是一本較好的書。他具有多年的教學(xué)和科研經(jīng)驗(yàn)，經(jīng) 過長期與同行和同學(xué)們的反復(fù)討論和改進(jìn)，廣征意見而成此書。它的內(nèi)容較為全面和豐富， 既有基本知識(shí)，又包括最新成果。這本書有兩個(gè)特點(diǎn)：第一，引用了許多基本而又常用的物 理概念和規(guī)律性的關(guān)系，并加以闡明；第二，介紹了不少有啟發(fā)性的重要實(shí)驗(yàn)。這兩個(gè)特點(diǎn) 對準(zhǔn)備將來從事實(shí)驗(yàn)研究和理論研究的學(xué)生， 或較為成熟的科研、 教學(xué)人員來說都是重要并 大有益處的。 書中雖然沒有突出地總結(jié)性地說明， 然而它卻具體地體現(xiàn)了自然科學(xué)的理論是 來自科學(xué)實(shí)驗(yàn)的實(shí)踐，是受科學(xué)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)的�？茖W(xué)實(shí)驗(yàn)是科學(xué)研究中基本的實(shí)踐活動(dòng)。實(shí)踐 －理論－實(shí)踐，如此循環(huán)，以至無窮，從而不斷提高人們對自然界的認(rèn)識(shí)，增強(qiáng)人們改造自 然的能力。 同世界科技先進(jìn)國家相比我國核物理學(xué)和粒子物理學(xué)還比較落后， 特別在實(shí)驗(yàn)方面， 因

而這一類的書籍所見甚少。但是近年來，國家很重視這方面的發(fā)展，國內(nèi)正在建立高能物理 和應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)基地、 重核反應(yīng)物理和應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)基地， 同時(shí)也加強(qiáng)了核物理的研究和應(yīng)用工 作。此外，國際合作也正在進(jìn)一步加強(qiáng)。所以這本書（和下面所提的書）的寫作和出版是及 時(shí)的。 我相信高等院校從事自然科學(xué)的教師和高年級(jí)的學(xué)生， 以及科研人員對這本書都會(huì)感 興趣的。章乃森同志的《粒子物理學(xué)》與王祝翔的《汽泡室》和《核物理探測器及其應(yīng)用》 ， 毛慧順、王運(yùn)永的《多絲正比室和漂移室》 ，唐孝威主編的《粒子物理實(shí)驗(yàn)方法》和李惕碚 的《實(shí)驗(yàn)的數(shù)學(xué)處理》等書的寫作、出版及使用，對我國粒子物理、核物理學(xué)的發(fā)展和普及 定會(huì)起到比較全面的，相互配合的促進(jìn)作用。 張文裕 1982 年 12 月 [注] 在寫這篇“序”的時(shí)候，西歐中心 CERN 正在改建 SPS 為超質(zhì)子同步對撞機(jī)，準(zhǔn) ± ± 備尋找 W 和 Z0。1983 年 1 月和 6 月分別首先報(bào)道了 W 和 Z0 的發(fā)現(xiàn)。初步結(jié)果是這些粒 子的質(zhì)量和弱電統(tǒng)一理論的預(yù)言基本一致。 這個(gè)重大成就決不是偶然的， 它是理論和實(shí)驗(yàn)長 期密切結(jié)合的結(jié)果[5]。 1984 年 12 月 20 日補(bǔ)注



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