60秒學物理學 分分鐘普及科學知識

《科學美國人》（英文原名：Scientific American，縮寫：Sci Am）是享譽世界的科普品牌，是家喻戶曉的大眾科學雜誌。它為美國曆史最長的、一直連續出版的雜誌。創刊160多年來，超過100位諾貝爾獎得主在此發表文章，傳播科學理念及前沿科技領域的發展動態。

“60秒科學”是《科學美國人》的一檔播客節目，該節目已經擁有數萬聽眾，其內容的下載量也已超過數百萬次。《60秒學物理學常識》這本小冊子精選自《科學美國人》的“60秒科學”欄目，以簡潔輕快的語言將物理學的重要概念、前沿資訊及趣聞軼事惟妙惟肖地展示在了我們眼前。

反物質

基礎知識

《星際迷航》（Star Trek）的粉絲們都知道，“進取號”（Enterprise）是靠反物質來驅動的，不過反物質並不是幻想的。它與我們所熟悉的構成這個世界的材質相類似，只是每種帶電荷的粒子都帶有相反的電荷。反物質中沒有帶負電荷的電子，但有帶正電荷的正電子。反原子的原子核中沒有帶正電荷的質子，但有帶負電荷的反質子。

由於只在電荷分配上不同，因此就有可能用反物質來實現正常物質所能實現的一切事情。你可以造一臺反桌子，甚或是一個反世界。反物質也有質量，其行為方式與正常物質極為相似。但是在這個世界裡，你不能指望出門購物之類的事情。操作反物質是件棘手的事情。當正反物質碰面時，它們會彼此毀滅，轉化為純粹的能量。

最簡單的物質 /反物質反應是電子和正電子的碰撞。它們的質量以兩個光子（即伽馬射線）的形式轉化為能量，遵循愛因斯坦那個著名的方程所產生的能量等於粒子的質量乘以光速的平方。由於有這樣的湮滅趨勢，極少能夠發現自由存在的反物質。

前沿資訊

關於為什麼只存在如此之少的反物質，至今仍有極大的爭議。大爆炸應該會產生出相等數量的物質和反物質，接著它們便會彼此清除，剩下一個充斥著能量的宇宙。為什麼這樣的事情並沒有發生，通常的解釋是假定正反物質的性質之間存在細微差異，由此導致正物質會多一點。每 10億個粒子才能有一個從物質 /反物質清除過程中倖存下來，但是這樣就足夠形成現在的世界了。

相反，也有人推測是宇宙被分割開來，留下龐大的反物質包，其尺度可能與可觀測的宇宙一樣大。

相關趣聞

由物質/反物質相反作用所產生的能量是巨大的，1千克（約2.2磅）物質/反物質能夠產生大約10的17次方（1後面接17個0）焦耳，這相當於一所常規發電站6年的能量輸出。

本書讚譽：

“本書用清晰、易於理解的方法深入探討了一些物理學中有爭議且極為複雜的問題，僅憑這一點，就將吸引專業的研究人員和廣大普通讀者。” ——《出版人週刊》

“本書詳細闡釋了這些光怪陸離的物理現象及其改變我們生活的方式。” ——《科技新時代》

“本書是一本通俗簡潔的入門書，講解了量子糾纏理論及其無限精彩的引申概念。” ——《物理世界》