本书通过著名华裔物理学家、诺贝尔物理学奖获得者杨振宁的几次演讲，介绍目前微观世界的两个主要问题。着重介绍了宇称守恒问题。本书还将著者的诺贝尔演讲等有关内容汇集起来，有不少是涉及到基本料子物理中最突出和最深奥的问题，但这些讲演是著者专为对科学有一定兴趣的听众而作的，行文流畅，通俗易懂，并不要求读者具备高深的物理学知识。

本书通过著名华裔物理学家、诺贝尔物理学奖获得者杨振宁的几次讲演，介绍了目前微观物理学的两个主要问题：基本粒子及其相互作用。著者在《基本粒子发现简史》中，按照历史发展次序叙述了60年代以来在基本粒子物理学领域内的重要发现，并着重介绍了宇称守恒问题。为了完整了解微观物理中的这两个主要问题，本书还将著者的诺贝尔演讲等有关内容汇集起来，有不少是涉及到基本粒子物理中最突出和最深奥的问题，但这些讲演是著者专为对科学有一定兴趣的听众而作的，行文流畅、通俗易懂，并不要求读者具备高深的物理学知识。

前言

杨振宁和他的规范场（代序一）

读书教学四十年（代序二）

1.在瑞典科学院的诺贝尔演讲

2.当代基本粒子物理中的某些概念

3.对称和物理学（一）

4.对称和物理学（二）

5.现代物理学中的对称原理

6.从历史角度看四种相互作用的统一

7.基本粒子的发现简史

8.几位物理学家的故事

9.附录：上穷碧落下微尘

浅谈宇称不守恒和规范场

然而，直至量子力学发展起来以后，物理学的语汇中才开始大量使用对称观念。描述物理系统的状态的量子数常常就是表示这系统对称性的量。对称原理在量子力学中所起的作用如此之大，是无法过分强调的。且举两例：周期表的总结构，本质上是库仑定律各向同性的直接结果。反粒子(如正电子、反质子、反中子)的存在，是根据洛伦兹变换的对称性而理论地预料到的。在上述两例中，造化看来利用了对称定律的简单数学表述方式。当人们仔细考虑这过程中的优雅而完美的数学推理，并把它同复杂而意义深远的物理结论加以对照时，一种对于对称定律的威力的敬佩之情便会油然而生。

对称原理之一，即左右对称，是与人类文明一样古老的观念。自然界是否具有这样一种对称性，过去的哲学家们一直争论不休。当然，在日常生活中，左右是明显可分的。例如，我们的心脏处在身体左侧。我们的语言甚至还有这样的内涵：不论在东方还是在西方，右边都意味着美好，而左边意味着邪恶。然而，物理定律过去却一直显示出左右之间的完全对称性，日常生活中的不对称性被归咎于周围环境或有机生命体初始条件的偶然的不对称性。为了再进一步解释这一点，假定存在这样一个镜中人，他的心脏在身体的右侧，其他内脏也处在同我们相反的一侧，而构成他身体的分子(例如糖分子)也是我们身体分子的镜像，再假定他所吃的食物也是我们所吃食物的镜像，那么，按照过去的物理定律，他的身体机能就应该和我们的完全一样有效地进行。

左右对称定律在经典物理中已被应用，但它并不显得特别重要。其中一个原因是，左右对称是一种分立对称性，不像旋转对称是连续的，而在经典力学中，连续对称一定导致守恒定律，分立对称则不然，但是，随着量子力学的引入，分立对称性与连续对称性的这种差别消失了。因而，左右对称定律也导致一种守恒定律，即宇称守恒定律。

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在世界文明的发展史中，不同民族间的文化借鉴和交流，对于相互促进民族文化的发展发挥着重要的作用。遣唐使把中华民族的优秀文化带到了日本；丝绸之路向中东乃至欧洲输送了中国的纺织技术。至于中国古代的四大发明对于促进西方近代工业技术革命的诞生所产生的重大推动作用，更是举世公认。

随着近代工业技术革命在西方的诞生和发展，近现代的科学技术呈现出了越来越快的发展势头，特别是在人类社会将进入一个新的世纪的今天，科学技术以人们意想不到的速度和力度深刻地影响并改变着人类社会的生产、生活和未来走向。人们日渐清醒地认识到，科学技术的发展水平，已经成为决定一个国家的综合国力和国际政治地位的最主要因素。一个国家，要摆脱贫困、走向富强，不受强国的遏制，出路在于把经济建设真正转移到依靠科技进步和提高劳动者素质的轨道上来。为此，中共中央及时颁发了《关于加强科学技术普及工作的若干意见》，这是具有战略意义的决策。我们引进、翻译和出版优秀科普图书就是落实中央精神的一项措施。

中华民族是一个伟大的民族，她善于接受和吸收其他民族文化之所长。中国古代伟大的思想家孔子就说过“三人行，必有我师焉”。正是有这种虚怀若谷的精神，才使得我们这个古老的民族能够绵延数千年而不断，饱经沧桑而巍然屹立。

20世纪以来，特别是新中国成立以来，中西文化的交流日益广泛，在这种文化的接触、融和及碰撞过程中，科普读物的引进，作为文化传播的一种重要的方式，对于民族文化的交流和深入了解，对于向国人宣传科学精神、科学思想、科学作风和科学方法，对于提高我们民族的科技意识和科学文化素质，都发挥了十分重要的作用。在面向新世纪的今天，我国改革开放的步伐雄浑而稳健，“科教兴国”的伟大战略深入人心，历经磨难的中华民族，抓住机遇，迎头赶上，在全世界范围内，认真总结文化遗产，取其精华，弃其糟粕，是非常必要和十分迫切的。基于这种想法，新闻出版署在制定国家“九五”重点图书规划时，把科普读物的出版作为规划中的一个重要方面，专门设立了科普读物出版的子规划，以推动科普读物的写作与出版。

在世界各国，一些广为流传、被世人公认的科普名著，如爱因斯坦的《物理学的进化》、法拉第的《蜡烛的故事》、别莱利曼的《趣味物理学》等等在国外几乎是家喻户晓，影响了几代人的成长。这些经典之作是科普创作的典范，是珍贵的文化遗产，值得认真学习和继承。为此，我们组织了科学界和科普界的专家学者，一方面对在我国出版过的数千种国外科普作品进行认真梳理、研究和筛选，另一方面，我们也在世界范围内挑选在人类历史进程中发挥过和正在发挥着重要作用的优秀科普著作，把它们翻译过来，分批出版，这就是我们这套《世界科普名著精选》。第一批推出的有法拉第、法布尔、伊林、房龙、别莱利曼、费尔斯曼、比安基、伽莫夫、爱因斯坦等世界一流的科学家和科普作家的代表作品。相信今后还会有一批一批的优秀科普名著陆续出版。

在即将告别20世纪和迎接建国50周年的时刻，我们做了这样一项工作，希望这一作品集的出版，对于推动中外文化交流，推动我国科普事业的发展，提高国民科学文化素质，都发挥应有的作用。

1999年3月1日

杨振宁教授是20世纪最伟大的物理学家之一，他是炎黄子孙的骄傲，亿万华人的楷模。他的科学思想、人文精神，以及睿智而深沉的思考，已成为中华文化宝库中的一部分。

诺贝尔物理学奖与鲍尔科学成就奖获得者杨振宁博士的两项杰出成就：宇称不守恒理论与规范场理论的通俗讲解——基本粒子及其相互作用。