《粒子物理导论》译者序

序  言

随着2012年欧洲核子中心宣布粒子物理标准模型中最后一个未被发现、俗称上帝粒子的希格斯粒子的发现及2013年诺贝尔物理学奖被授予20世纪60年代希格斯粒子的提出人希格斯和恩格兰特，标准模型最后一块拼接板被拼接成功，因而成为一个完整被实验所验证的基础物理理论模型。基本粒子物理的研究由此进入了后标准模型时代，它的基本标志是：不管超出标准模型的新物理是否被发现，标准模型永远会作为一个为实验验证过的完整理论模型而被作为后来研究者的研究基础和出发点。在这个新时代里，标准模型作为一个成熟且经过实验检验的物理学基本理论模型已经完全达到了被纳入大学物理专业本科教学内容的标准。 

实际上，随着物理学的发展和知识爆炸性的增长，哪些物理学理论应该被纳入大学本科物理专业的基础教材一直是物理学科教学所关注并在不断探讨和研究的问题。物理专业的本科四年教育目前一直被填得满满的，教完了基础的普通物理及其实验、四大力学、近代物理实验，仅剩下为数不多的学时，专业教师都希望学生能早些进入具体的课题，由此比较排斥再往教学内容中填充更多基本的必修内容。但从培养有宽阔视野的物理人才的角度看，让学生对人类在自然界各个物质层面所发展的物理理论都有所了解似乎是有一定的必要性的。相应的课程按照空间尺度从大到小包括：天体物理、凝聚态物理、原子分子物理、核物理、粒子物理。对粒子物理，由于它远离现实生活，所需要的描述工具又非常高深，再加上以前标准模型仍未被实验完全证实，还存在理论模型不完全正确的可能性，因此往往在本科阶段不太详细讲授，即使涉及，也要么只是在普通物理的最后稍微涉猎一点点，要么和核物理结合在一起简要介绍一下，而针对本科生单独完整的粒子物理本科课程基本没有。为此，本书的作者大卫·格里菲斯早在30年前本书第1版前言中就特别强调：“在最近十年，尘埃落定到令人相当吃惊的程度，说基本粒子物理已经成年是合适的时候了。虽然我们还有非常多的知识要去学习，但显然现在已经有了一致和统一的理论架构，它太令人激动和重要，以致不能在研究生教学中省略或稀释为定性的现代物理的子部分。我相信把基本粒子物理放进本科生标准课程的时间到了。”从这本书的第1版到现在，粒子物理又有了巨大的发展，标准模型无论在理论还是实验上都已达到相当完美和完备的地步，格里菲斯当年的表述因此有了更坚实的理论和实验支撑。 

随着中国国力的上升，国家对基础研究的投入也越来越多，对像基本粒子这样的最为基础的物理研究也可望国家不止在理论方面更在对应于大科学工程的实验上有大的投入，以期在未来使中国能在物质最小的基本结构及其相互作用规律的研究方面为人类做出更大的贡献。这一方面需要高校培养更多的相关物理专业人才，另一方面需要能把高深的粒子物理简化为大学甚至更低层次水平的半专业半科普作品，以便能提高全社会对基本粒子这样的物理学基础的认识水平。这些都呼唤着大学本科水平中文版粒子物理教材的出现。 

国内外粒子物理的教科书并不少，但专门针对本科学生的教科书，特别是把内容主要放在针对本科生介绍标准模型的教材却几乎没有。这当然主要是因为标准模型所需要的除基本粒子现象以外的量子场论和规范场论的高深知识很难被下放到本科水平的教材当中。格里菲斯的这本书基本解决了这个问题，书的内容既巧妙地避免了复杂深奥的场论理论与计算，又用物理学本科学生已有的知识较好地把标准模型及其所需要的量子场论和规范场论的基本知识以比较物理的方式生动地介绍出来，并且文字流畅优美，这有赖于作者多年的教学积累及其深厚的专业和文字功底。无怪乎这本教材在美国成为本科阶段高校用得最广、最受欢迎的粒子物理教科书，笔者在翻译的过程中受益匪浅，但限于译者有限的专业水平和文字功底，书中可能会有翻译不理想、不准确甚至错误的地方，敬请各位读者批评指正。 

2017于清华    

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