当今，物理科学在宇观、宏观、微观世界探索中取得的成就极大地推动了科学技术发展和社会进步，改变了人们对世界的认识和生产生活的方式。在科学技术飞速发展的今天，科学普及必须走向全民，科学教育应“为了每一位学生的发展”。

    20世纪初，我国启动了新中国成立以来改革力度最大、社会各界最为关注、意义深远的基础教育课程改革，其中，科学课程的改革越来越受到关注。小学（1 ～ 6年级）的综合科学课程的开设，初中（7 ～ 9年级）分科及综合科学课程的推进，以及高中分科科学课程的深入开展，引发人们从不同的视角研究科学课程的外延与内涵、科学教育的功能、科学课程的理念、科学教学的模式、科学教师的成长等。2017年底，教育部正式颁布的高中课程标准，从“三维课程目标”上升到“学科核心素养”，充分体现了人们对课程功能内涵的进一步关注。

    西南大学科学教育研究中心为了落实科学教育的理念，独具匠心，打造科学教育丛书，陆续推出了科学教育系列图书，以跨学科、多角度及国际比较的视野，探索科学教育的理论及实践，希望在基础教育课程改革的浪潮中，为素质教育的深入推进做出努力！

    目前，本科学教育丛书系列已出版的科学教育图书含以下几方面 ：

    其一，科学教育理论研究系列，从科学教育学到科学课程、教材、教学、评价等方面进行研究（如 ：《科学教育学》——科学出版社2013版、《中小学理科教材难度国际比较研究》——教育科学出版社2016版）；

    其二，科学普及系列，注重以幽默、生动的形式，对中学生进行科学普及教育（如 ：《玩转物理——聊动手做的乐趣》《谁主沉浮——聊物理学家那些事儿》《不可思议——聊科学技术的应用》《开天辟地——聊奇妙的时空》《原来如此——聊身边的物理》——上海交通大学出版社2014版、《一做到底 ：精彩纷呈的物理实验》《一做到底 ：风情万种的生物实验》《一做到底 ：变化万千的化学实验》——北京化学工业出版社2015、2017、2019版）；

    其三，科学教育跨文化研究系列，从国际比较、不同民族等多元文化视角研究科学教育科学（如 ：《西南民族传统科技》——科学出版社2016版、《民族地区中小学理科教学质量监测研究》——科学出版社2017版）；

    其四，科学教材译丛，引进并翻译国外优秀的物理、化学、生物中学教材（如生动幽默的英国《FOR YOU》教材系列 ：《物理——Physics for you》《化学——Chemistry for you》《生物——Biology for you》——上海科学技术出版社2016版）。

    本书——《迷惑而神往——近代物理告诉我们什么？》，属于科学普及类读物，旨在通过活泼新颖的表现形式，让读者在轻松愉快的气氛中，走进近代物理的世界，提升物理学科核心素养。为此，本书采用生动活泼、浅显易懂的写作手法，避开数学计算，纳入精彩的近代物理内容（如 ：从爱因斯坦的相对论到引力波再到虫洞，从希格斯玻色子到波粒二象性再到量子纠缠，以及暗物质与暗能量、反物质与物质等），以“科学家画廊”“趣闻插播”“工具箱”等栏目，对相关内容进行拓展延伸，增强趣味性与可读性。

    本书适合具有初中以上文化程度的学生、教师、相关科技人员，以及渴望了解物理前沿的广大读者阅读。

    本书共十二章，其中章名及相关分工如下 ：

    第一章 世纪之交的盛会带来了什么？——狭义相对论（唐颖捷）

    第二章 宇宙有深“阱”吗？（马兰）

    第三章 宇宙来自哪里？（陈虹）

    第四章 能听见宇宙的声音吗？（杜文馨）

    第五章 什么是虫洞？（毛予廷）

    第六章 揭开“上帝粒子”的神秘面纱——希格斯玻色子（何韵林）

    第七章 让人纠结，是波还是粒子？（李娜）

    第八章 万物皆有默契吗？（潘晨）

    第九章 宇宙真会“死亡”吗？（卢晓凤）

    第十章 宇宙的巨砖在哪里？（赵慧）

    第十一章 存在镜像王国吗？（刘京宜）

    第十二章 是否有和谐的宇宙交响曲？——世界的统一性（卢星辰）

    全书框架、体例、内容选定、初稿修改、统稿及定稿等，由廖伯琴教授完成。

    本书获西南大学科技处科普图书项目资助，获教育部人文社会科学重点研究基地重大项目（基于“互联网+”的民族地区科学普及研究，项目号16JJD880034）资助。在完成本书过程中，得到了众多专家学者的指导，一线师生的研读并斧正。对于书中引用的信息，我们尽量以参考文献的方式突出被引用者的贡献。在此我们一并表示由衷感谢！

    时代在进步，科技在发展，本书探讨的问题也在进一步深入，有些尚未有明确结论。由于资料所限，尽管各章作者已认真核查，但仍难免粗糙或不准确。请各位读者不吝赐教，我们一定及时修订，以便本书日臻完善。

廖伯琴

2019年4月11日于西南大学荟文楼

    本书通过活泼、新颖的表现形式，能让读者在轻松愉快的气氛中，走进近代物理的世界。强烈推荐给对近代物理有兴趣的读者朋友！

    本书是科学普及类图书，采用生动活泼、浅显易懂的写作手法，纳入精彩的近代物理内容（共12章）。同时，通过“科学家画廊”“趣闻插播”“工具箱”等栏目，对相关内容进行拓展延伸，增强趣味性与可读性。
    本书旨在通过活泼、新颖的表现形式，尽量避开数学计算，让读者在轻松愉快的气氛中，走进近代物理的世界，提升物理学科核心素养。

    廖伯琴（1957-  ），女，重庆人，物理科学与技术学院二级教授，博士生导师，全国模范教师，全国教育系统巾帼建功标兵。科学教育研究中心主任。兼任国家基础教育课程教材专家工作委员会委员，教育部课题“中学物理课程标准研制”课题组负责人，全国高等物理教育学会副理事长，全国基础教育重要刊物《物理教学探讨》主编。 

    四川大学物理系理学学士（原子核物理方向），理学硕士（理论物理方向），西南师范大学教育学博士（认知心理学方向）。有广泛的国际学术交流，1993－1994年获中英友好奖学金赴英国剑桥李约瑟研究所访学，1999年获中欧高等教育合作研究项目资助赴英国女王大学合作科研，曾多次应邀赴瑞士、法国、美国、英国等有关高校讲学，或参加科学教育高级论坛等。 

    主持完成了多项国家自然科学基金课题及全国教育规划项目等多项，主持研制了《义务教育物理课程标准》、《普通高中物理课程标准》，主编了《义务教育物理课程标准解读》、《普通高中物理课程标准解读》等数十部专著，发表了百余篇论文，数项研究获省部级优秀成果一、二或三等奖等。 

第一章 世纪之交的盛会带来了什么？

——狭义相对论

1 从开尔文的致辞说起 / 002

2 爱因斯坦眼中的时间与空间 / 009

3 时间怎么不一样？ / 010

4 长度怎么变化了？ / 013

5 一点质量为什么能量无比？ / 016

第二章 宇宙有深“阱”吗？

1 大千世界的“引力场” / 022

2 时空可以弯曲吗？ / 028

3 爱因斯坦期待的证据 / 031

4 从牛顿到爱因斯坦的变革 / 037

第三章 宇宙来自哪里？

1 人类对宇宙起源的不懈探索 / 042

2 宇宙由“奇点”爆炸产生 / 047

3“大爆炸”的证据 / 050

4 宇宙起源的不同观点 / 057

第四章 能听见宇宙的声音吗？

1 四维弯曲时空中的涟漪 / 064

2 引力波来自哪里？ / 067

3 人类对引力波的实验探索 / 071

4 引力波的探测 / 078

5 从引力波追踪“黑洞” / 080

第五章 什么是虫洞？

1 物理定律允许有时空隧道吗？ / 086

2 黑洞和白洞能作为时空隧道吗？ / 089

3 虫洞之旅 / 097

第六章 揭开“上帝粒子”的神秘面纱

——希格斯玻色子

1 人类探索基本粒子 / 104

2“上帝粒子”的缘起 / 109

3 希格斯玻色子的本来面目 / 114

4 科学家孜孜不倦的探索 / 117

第七章 让人纠结，是波还是粒子？

1 关于光是波或粒子的纠结 / 124

2 实物也有波或粒子的纠结 / 134

第八章 万物皆有默契吗？

1 量子纠缠的提出 / 144

2 鬼魅超距作用的争论 / 149

3 量子纠缠应用的探索 / 152

4 量子纠缠带来的自然观挑战 / 158

第九章 宇宙真会“死亡”吗？

1 熵的故事 / 164

2 宇宙热寂是什么？ / 168

3 热寂说的起源 / 170

4 对热寂说的质疑 / 173

5 热寂说终结了吗？ / 177

第十章 宇宙的巨砖在哪里？

1 惊人的暗物质 / 182

2 宇宙餐桌上的大象——暗能量 / 195

第十一章 存在镜像王国吗？

1 宇宙中存在反物质吗？ / 204

2 寻觅反物质 / 207

3 宇宙失衡之谜 / 212

4 反物质飞船与武器 / 217

第十二章 是否有和谐的宇宙交响曲？

——世界的统一性

1 从基本相互作用说起 / 222

2 实现物理学统一之梦 / 228

3 弦上的宇宙 / 231