黑洞、弯曲时空、奇异粒子、超弦理论……物理学领域所有令人费解的发现中，反物质的存在无疑是相当神奇的一个，也向科幻作家们开启了广阔的创作空间。牛津大学物理学教授弗兰克·克洛斯著的《反物质》就是一本关于反物质相关知识的简明读本。弗兰克以通古斯爆炸之谜和丹·布朗小说中的反物质炸弹为切入点，结合原子层面的物质构成、电子运动状态、反粒子的特性等科学现象及实验，用通俗的语言介绍了人类对反物质逐步深入的研究历程，让读者能清楚地了解反物质的存在、产生、湮灭以及对反物质的存储、利用和相应的影响等科学知识，是一本通俗易懂的反物质科普图书。

弗兰克·克洛斯（Frank Close），英国人，牛津大学物理学教授，埃克塞特大学研究员，曾任卢瑟福·阿普尔顿实验室的理论物理学部门负责人，曾荣获了大英帝国官佐勋章（OBE）、英国物理学会开尔文奖。他还担任过欧洲核子研究中心公共教育和通讯部的负责人，因其在促进物理学的公众理解和科普写作方面的突出贡献，他获得了英国媒体评出的2007年佳科普写作奖（“Sygenta Prize”）。他的其他作品有：《路西法的遗产》（2000）、《奥德赛粒子》（2002）、《虚空》（2007）等。

1 反物质：真实或者虚幻
1.1 反物质会撞上地球吗
1.2 强大的反物质
1.3 反物质的秘密
1.4 天然反物质
2 物质的世界
2.1 物质和反物质
2.2 光谱和量子电子
2.3 自旋的电子
2.4 E代表爱因斯坦，并且E=mc2
3 石碑
3.1 保罗·狄拉克
3.2 合二为一
3.3 无限海洋
3.4 什么是正的电子
4 宇宙新发现
4.1 发现正电子
4.2 布莱克特的创造
4.3 地球上的正电子
5 湮灭
5.1 既非物质亦非反物质
5.2 更多反粒子
5.3 夸克和反夸克
5.4 夸克遇上反夸克
6 储存反物质
6.1 无坚不摧
6.2 储存反质子
6.3 潘宁陷阱
6.4 陷阱中的反质子
6.5 反氢和反物质工厂
6.6 正负电子对撞机
7 镜像宇宙
7.1 时光倒流？
7.2 奇异粒子的奇异行为
7.3 不要和反外星人握手
8 万事万物如何存在
8.1 反物质消失之谜
8.2 重演大爆炸
8.3 中微子
8.4 并不完美的启示录
9 揭秘
9.1 反物质迷信
9.2 反物质的威力
9.3 大块反物质
9.4 炫酷的反物质炸弹
9.5 反物质：勇往直前
9.6 反物质：从科幻到现实
9.7 反物质工厂
附录
附录1 反物质的代价
附录2 狄拉克密码
尾注
书目

万世之初，空无一物，“虚空的表面只有黑暗”
。突然间发生了能量爆炸：“让这里有光，于是就有
了光”，虽然我不知道能量从何而来。
我只知道接下来发生的事情：能量凝聚成物质以
及它的神秘反面——反物质，达到一种完美的均衡。
我们见惯了普通的物质，它们构成空气、岩石以及各
种生物。但我们却不那么了解物质的忠实反面，它同
物质在所有方面都完全一致，只是其中原子内部深处
的一切都是相反的。这就是反物质——物质的对立面
。
现在，反物质并不是普遍存在的——至少在地球
上是这样——它在宇宙中莫名其妙地消失了。但是它
的存在是毋庸置疑的，因为现代科学家已经成功地制
造出了少量的反物质。
一旦反物质与物质相接触，在电光火石之间就会
相互湮灭，并且释放出禁锢了数亿年的所有能量。因
此，反物质被认为是新世纪的一项前沿技术，可以作
为一种完美的能源。当然，它这种可以消灭物质于无
形的潜力，更使得它可以作为一种具有巨大杀伤力的
终极武器。
至少这种武器论在文学界和网络上甚嚣尘上，甚
至美国空军也持相似观点。那么，反物质真的是这样
吗？

大爆炸之初，能量在一片完美和谐之中转化成物质和反物质，而正负电子对撞机向我们展示了当时宇宙状态的一瞬。……如果反物质能够被制造出来并保存到需要的时候，那么它确实有潜力成为能源造福于太空工业，或者甚至作为摧毁军队的武器。……很多机构正在努力研究这些可能性。弗兰克·克洛斯著的这本《反物质》将谈及反物质的故事，即它是什么，它是如何被发现的，我们如何制造它，它会带来哪些机遇又会引起哪些威胁。书中也会评估反物质作为长途太空旅行燃料以及武器的诸多现实的可能性。

如果在字宙的某个角落存在着反物质，那么你可能会想，某天它会不会撞上地球。如果在地球的40亿年历史中，曾经有反物质撞上过，那么所有的迹象都应该已经消失了。陨石落下会有陨石坑，其中还能找到一些外星物质：但是反物质不行，它会在一瞬间消失掉。反物质来袭的唯一证据只能是其发生的巨大爆炸，但最近的几百万年以来似乎没有发现这种证据。然而，仅仅在一百多年前的1908年6月，发生了一件人类至今无法完全解释的事情。其被反物质爱好者们称为是外星反物质碰撞地球的最近的例子。
在莫斯科以东约1600千米处，北至北冰洋，南至蒙古，从乌拉尔到满洲里，是一片广袤的荒野之地，面积比整个西欧还大。这片遥远大陆的心脏地带是一条隐蔽的河谷——通古斯河，由通古斯人命名。通古斯人是一个小族群，主要靠狩猎熊和鹿以及夏季放牧驯鹿为生。
1908年6月30日，天空晴好，万里无云。早上8时，农民色梅洛夫（Sergei Semenov）正坐在他家的走廊上，突然天空中发生了一场巨大的爆炸。后来他告诉科学家，爆炸形成的火球光亮甚至盖过了太阳，而且又是如此炙热以至于他的衣服“几乎要贴着皮肤燃烧起来”，还将他邻居家的银器熔化了。更异常的是，经过科学家之后的调查，这次爆炸发生在距色梅洛夫约60千米之外。另一个农民利奇（Vassili Ilich）说，有一个巨大的火球“摧毁了森林、驯鹿和所有其他动物”。当他和邻居们跑去勘查时，发现驯鹿的一些肢体烧焦了，而其他部分居然完全不见了。
这个炫目的火球在几秒钟之间从东南部移动到了西北部。世界各处都探测到了其引发的震波，空气中的压力波传遍了整个俄罗斯和欧洲。在700千米以外都能看到这次爆炸，其引起的烟尘弥漫在空中，甚至导致太阳光散射到地球的另一面。在约1／4个地球周长之外的伦敦，半夜的天空变得像傍晚一样明亮，而白天则提前来临了。如果这次爆炸发生在美国的芝加哥上空，其光亮可以传播到田纳西、宾夕法尼亚以及多伦多，而发出的声音可以传到东海岸，而向南可以传到亚特兰大，向西可以传到落基山脉。直到两个月后，一切才基本恢复正常。
外太空的某种东西撞上了大气层。之前也发生过类似的事情，亚利桑那州的陨石坑可以证明这一点，它缘自一块岩石——准确地说是一颗小行星撞上了地球。然而，著名的通古斯事件却不同，这种不同在其后数年被发掘出来。1927年，捷克斯洛伐克科学家库里克（Leonid Kulik）带领首个探险队进入了这片区域。如果这是一个太阳系的陨石碰撞事件，那么地面上应该有一些陨石掉下的痕迹。但是，现场没有发现任何陨石坑。他们发现，爆炸点的下方是一片巨大的沼泽平原，就像是有1000台推土机瞬间清理了上面的森林，形成了如同伦敦大小的一片平整的地基，而地基的周围是一个环形的炭化的树木群。在炭化群之外。树木像火柴棍一样地散开倒下，应该是被剧烈的飓风似的冲击波刮倒了。该地的生命体完全被摧毁，之后约1／4个世纪一直没能恢复。在此之后，人们曾将当地的土壤挖掘了超过30米深，但是没有找到任何陨石，也没有发现任何陨石落下来的证据。
那些当天撞上地球的东西，都在这薄薄的空气层中消失了。1965年，由一位物理学家、一位化学家、一位地质学家组成的三人小组检查了所有的证据，试图一劳永逸地判定当时到底发生了什么。他们找到了幸存的一些树木，其姿势很好地显示了当时冲击波袭来的轨迹。他们通过这些推算出了风的强度；同时核证，使得能让这些树木燃烧所需要的能量也被计算出来。根据记录，他们还发现地磁场被干扰了，而地震仪也记录下了其引发的地震强度。
他们拿到了爆炸当时的闪光强度和持续时间的报告，并将其引入计算模型之中。通过推算，这次爆炸在数秒之内释放了约1000万亿焦[耳]的能量，和整个英国一小时消耗的能源量相当，几乎等同于一次核爆炸。
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