前言

從你打開這本書的那一刻算起，已經有數千億顆被稱為中微子的幽靈粒子攜帶著我們在加速器中制造的任何東西都遠遠不及的能量穿過你的身體，質子闖入高層大氣中，奇異的撞擊產物如瀉如注、紛落如雨。無數有質量粒子短暫出現而又頃刻即逝，只是為了阻止你的身體以光速分崩離析。

我們對這一切的了解，實乃當今物理學家們聰明才智之明證。他們揭示了太多亞原子世界的秘密；他們發展了我們關于物質和支配物質力量的理論；他們設計并制造了用來一窺物質核心的儀器，并研究出如何破譯儀器所發出的復雜而又微妙的信號。

這本即時專家指南將帶你進入粒子的領域。它將深入地殼，放眼宇宙，還會回到大爆炸剛剛發生的那一刻。

粒子物理學的目的是，了解事物在基本層面上的運作方式。宇宙中所有事物的基礎構件是什么？這些基本實體是如何結合在一起形成更復雜的物質的？又是如何施放我們所感受到的力的？這是一項雄心勃勃的驚人偉業，然而粒子物理學也很簡單。它的工作方法包括讓事物非常猛烈地相撞，以查明其內部結構和運作方式。見識一下大型強子對撞機吧。它是迄今為止人類發明的最強大的粒子加速器，能夠達到的能量之高、探測的尺度之精細、創造出的有質量粒子之多，都前所未有。

今天，大型強子對撞機已經建成了一座宏偉的理論大廈——粒子物理學標準模型。該模型匯集了所有已知的物質粒子，并描述了它們如何通過另一組粒子攜帶的幾種基本力相互轉化和相互作用。我們現在對物質的運行有了深刻的理解，這是建立在數學對稱性基礎上的，并得到了大量實驗的證實。

這為基礎物理學的一個章節畫上了句號，同時也讓我們不禁要問，接下來會發生什么。標準模型中缺少很多東西。從中微子的不穩定行為到暗物質的本質，一系列的粒子謎題正在等待我們去解決。它們會給我們帶來某種最終的領悟，還是會留下另外一批更加深刻的問題？

編輯：斯蒂芬·巴特斯比