|
Элегантная Вселенная. Суперструны, скрытые размерности и поиски окончательной теории. Брайан ГринЭлегантная Вселенная. Суперструны, скрытые размерности и поиски окончательной теорииБрайан ГринМ.: Едиториал УРСС, 2004. — 288 с. Книга Брайана Грина "Элегантная Вселенная" --- увлекательнейшее путешествие по современной физике, которая как никогда ранее близка к пониманию того, как устроена Вселенная. Квантовый мир и теория относительности Эйнштейна, гипотеза Калуцы---Клейна и дополнительные измерения, теория суперструн и браны, Большой взрыв и мульти-вселенные --- вот далеко не полный перечень обсуждаемых вопросов. Книга вызовет несомненный интерес как у специалистов естественно-научных дисциплин, так и у широкого круга читателей. ОГЛАВЛЕНИЕ Предисловие 8Часть I. НА ПЕРЕДНЕМ КРАЮ ПОЗНАНИЯ 11 Глава 1. Связанные струной 11 Три конфликта 12 Вселенная в своем самом малом, или что мы знаем о материи 13 Взаимодействия, или куда делся фотон 16 Теория струн: основная идея 18 Теория струн как единая теория всего 19 Современное состояние теории струн 21 Часть II. ДИЛЕММА ПРОСТРАНСТВА, ВРЕМЕНИ И КВАНТОВ 23 Глава 2. Пространство, время и взгляд наблюдателя 23 Интуиция и ее изъяны 24 Принцип относительности 26 Скорость света 28 Истина и ее последствия 30 Влияние на время. Часть I 30 Влияние на время. Часть II 32 Жизнь на бегу 35 И все же: кто движется? 36 Влияние движения на пространство 38 Движение в пространстве-времени 38 Как насчет Е = mс2? 41 Глава 3. 0б искривлениях и волнистой ряби 43 Ньютоновский взгляд на гравитацию 43 Несовместимость ньютоновской теории тяготения и специальной теории относительности 44 Самая счастливая идея Эйнштейна 45 Ускорение и искривление пространства и времени 48 Основы общей теории относительности 52 Некоторые замечания 54 Разрешение противоречия 55 Снова об искривлении времени 56 Экспериментальное подтверждение общей теории относительности 57 Черные дыры, Большой взрыв и расширение Вселенной 59 Верна ли общая теория относительности? 62 Глава 4. Микроскопические странности 64 Квантовая теория 65 На кухне слишком жарко 66 Деление на порции на рубеже веков 67 Что представляют собой порции? 69 Волна или частица? 72 Частицы материи также являются волнами 75 Волны чего? 76 Точка зрения Фейнмана 78 Квантовые чудеса 81 Глава 5. Необходимость новой теории: общая теория относительности versus квантовая механика 85 Суть квантовой механики 85 Квантовая теория поля 87 Частицы-посланники 89 Калибровочная симметрия 90 Общая теория относительности и квантовая механика 91 Часть III. КОСМИЧЕСКАЯ СИМФОНИЯ 95 Глава 6 Только музыка, или Суть теории суперструн 95 Краткая история теории струн 96 Снова атомы в духе древних греков? 99 Объединение через теорию струн 100 Музыка теории струн 102 Три следствия жестких струн 104 Гравитация и квантовая механика в теории струн 106 Грубый ответ 106 Ловкость рук? 109 Более точный ответ 110 Не только струны? 114 Глава 7. «Супер» в суперструнах 115 Характер физических законов 116 Спин 118 Суперсимметрия и суперпартнеры 119 Доводы в пользу суперсимметрии — до появления теории струн 120 Суперсимметрия в теории струн 124 Суперпроблема изобилия 125 Глава 8. Измерений больше, чем видит глаз 127 Иллюзия привычного 127 Идея Калуцы и уточнение Клейна 128 Взад и вперед по Садовому шлангу 132 Объединение в высших измерениях 134 Современное состояние теории Калуцы—Клейна 136 Дополнительные измерения и теория струн 137 Некоторые вопросы 139 Физические следствия дополнительных измерений 140 Как выглядят свернутые измерения? 141 Глава 9. Дымящееся ружье: экспериментальные свидетельства 143 Перекрестный огонь критики 144 Дорога к эксперименту 146 Перебирая возможности 148 Суперчастицы 150 Частицы с дробным электрическим зарядом 151 Некоторые более отдаленные перспективы 152 Оценка ситуации 153 Часть IV. ТЕОРИЯ СТРУН И СТРУКТУРА ПРОСТРАНСТВА-ВРЕМЕНИ 155 Глава 10. Квантовая геометрия 155 Суть римановой геометрии 156 Космологическая сцена 157 Существенно новая черта 158 Физические свойства намотанных струн 159 Спектр состояний струны *) 160 Спор двух профессоров 164 Три вопроса 165 Два взаимосвязанных понятия расстояния в теории струн 166 Минимальный размер 167 Насколько общий этот вывод? 169 Зеркальная симметрия 169 Физика и математика зеркальной симметрии 172 Глава 11. Разрывая ткань пространства 175 Волнующая возможность 177 Зеркальная перспектива 178 Медленный прогресс 179 Рождение стратегии 180 Поздние вечера в последней обители Эйнштейна 181 О шести банках пива и работе по выходным 183 Момент истины 183 Подход Виттена 184 Следствия 185 Глава 12. За рамками струн: в поисках М-теории 187 Краткое изложение результатов второй революции в теории суперструн 188 Приближенный метод 190 Классический пример теории возмущений 190 Использование теории возмущений в теории струн 191 Приближает ли к ответу приближение? 193 Уравнения теории струн 194 Дуальность 195 Мощь симметрии 197 Дуальность в теории струн 199 Предварительные итоги 200 Супергравитация 201 Проблески М-теории 202 М-теория и паутина взаимосвязей 204 Общая панорама 205 Сюрприз в М-теории: демократия в протяжении 206 Помогает ли это в неразрешенных вопросах теории струн? 207 Глава 13. Черные дыры с точки зрения теории струн и М-теории 209 Черные дыры и элементарные частицы 209 Позволяет ли теория струн продвигаться вперед? 210 Убежденно разрывая ткань пространства 211 Шквал электронной почты 213 Снова о черных дырах и элементарных частицах 214 «Таяние» черных дыр 215 Энтропия черной дыры 216 Насколько черно черное? 218 Ваш выход, теория струн! 220 Нераскрытые тайны черных дыр 221 Глава 14. Размышления о космологии 224 Стандартная космологическая модель 224 Проверка модели Большого взрыва 225 От планковских времен до сотых долей секунды после Большого взрыва 227 Космологическая загадка 228 Инфляция 230 Космология и теория суперструн 231 В начале был комок планковских размеров 232 Почему три? 232 Космология и вид пространств Калаби—Яу 233 До начала? 234 М-теория и слияние всех сил природы 235 Рассуждения о космологии и окончательная теория 236 Часть V. ЕДИНАЯ ТЕОРИЯ В XXI ВЕКЕ 240 Глава 15. Перспективы 240 Что является фундаментальным принципом теории струн? 241 Что есть пространство и время на самом деле, и можем ли мы без них обойтись? 242 Приведет ли теория струн к переформулировке квантовой механики? 245 Можно ли теорию струн проверить экспериментально? 246 Существуют ли пределы познания? 247 Достичь звезд 248 Примечания 250 Словарь научных терминов 264 Рекомендуемая литература 270 Именной указатель 271 Предметный указатель 274 Оглавление 284 |
Loading
|