超弦理論:探究時間
【好評返5元店鋪禮券】這是你能聽懂的量子物理 弦理論到超弦理論的*新發(fā)展 面對引力理論和量子力學(xué)的矛盾 在空間 時間 維度中爆炸 啟發(fā)對宇宙的**思考 科普讀物越弱越暗越美麗作者李淼推薦 隨書贈精美書
超弦理論是繼牛頓力學(xué)、愛因斯坦相對論之后，時空概念的第三次革命。超弦理論統(tǒng)一了引力理論與量子力學(xué)的矛盾，在《超弦理論--探究時間空間及宇宙的本原》中，大栗博司教授以通俗、風(fēng)趣的語言講解了量子物理基礎(chǔ)、弦理論到超弦理論的新發(fā)展、超弦理論的理論原理及證明，并在超弦理論下重新思考與探究了時空概念。
大栗博司教授著的《超弦理論--探究時間空間及宇宙的本原》旨在啟蒙更多的青少年對科學(xué)、對物理的興趣的科普讀物中，以娓娓動聽的語言把這門通常讓人望而生畏的研究領(lǐng)域通俗易懂地展現(xiàn)出來。本書不僅解釋了為何在考慮引力時，用于描述可觀察世界的粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型所基于的法則失效，同時強調(diào)了取而代之的有希望的侯選理論是超弦理論。
大栗博司，美國加州理工學(xué)院理論物理講席教授，理論物理研究所所長，日本東京大學(xué)Kavli數(shù)學(xué)物理學(xué)聯(lián)合宇宙研究機(jī)構(gòu)(Kavli IPMU)研究主任。東京大學(xué)理學(xué)博士，發(fā)現(xiàn)了量子場論與超弦理論的深層數(shù)學(xué)構(gòu)造，其研究曾獲得美國數(shù)學(xué)學(xué)會大獎(2008年)、德國洪堡研究獎(2009年)、日本仁科紀(jì)念獎(2009年)、日本數(shù)學(xué)學(xué)會詹姆斯?西蒙斯獎(2012年)，《超弦理論：探究時間、空間及宇宙的本原》獲得2014年第30屆日本講談社科學(xué)出版獎。
序言
序言二
前
及時章 為什么不是"點"？
1、"點"是沒有部分的
2、物質(zhì)是由什么組成的
3、標(biāo)準(zhǔn)模型之問題一：暗物質(zhì)與暗能量
4、標(biāo)準(zhǔn)模型之問題二：法解釋引力
5、解釋場力不可思議的"場"
6、點粒子引起的"窮大"問題
7、不放棄"點"的想法
第二章 微觀世界的"窮途末路"與"柳暗花明"
1、解決窮大的兩種可能
2、光既是"波"又是"粒子"
3、"反粒子"也會引起窮大
4、"重整化"的作用超出了我們的預(yù)想
5、"重整化"讓"知的分類"變?yōu)榭赡?/p>
6、引力為"重整化"關(guān)上了一道門
7、黑洞是結(jié)構(gòu)層次的終點
小專欄 思想實驗
第三章 從"弦理論"到"超弦理論"
1、以根本解決方案為目標(biāo)的弦理論
2、17種基本粒子都是由一種"弦"組成的
3、"開弦"是意大利干面條，"閉弦"是通心粉
4、為什么弦可以消除窮大
5、光子是"開弦"的振動
6、"閉弦"傳遞引力
7、弦理論與超弦理論的區(qū)別
8、什么是"超空間"
9、什么是"超對稱性"
10、我們在超空間里嗎？
小專欄 南部陽一郎丟失的論文
第四章 為什么是九維空間？
1、為什么這個世界是三維的
2、弦理論適用的空間為二十五維！
3、光子沒有質(zhì)量
4、"量子搖擺的能量"并不為0
5、"光子的質(zhì)量"之探究方法
6、不可思議的公式推導(dǎo)出二十五維
7、為什么超弦理論的維度是九維
小專欄 所謂的"了解"
第五章 力的統(tǒng)一原理
1、力有共通的原理
2、電磁場與金融市場相似
3、電場與利率
4、磁場與匯率
5、金融市場中也存在"電磁感應(yīng)"
6、電磁場中也存在"貨幣"
7、電磁場的"標(biāo)尺"是旋轉(zhuǎn)的圓
8、關(guān)于"高維度的貨幣"的楊-米爾斯理論(Yang-Mills theory)
小專欄 金本位制與希格斯玻色子
第六章 及時次超弦理論革命
1、被拋棄的超弦理論
2、不破壞宇稱對稱性的Ⅱ型超弦理論
3、"疾病"纏身的Ⅰ型超弦理論
4、標(biāo)準(zhǔn)模型的異常被抵消
5、"三十二維的旋轉(zhuǎn)對稱性"
6、超弦理論與弦理論的"聯(lián)姻"——雜交弦理論
7、用"卡拉比-丘成桐空間"簡化九維
8、"卡拉比-丘成桐空間"的歐拉數(shù)決定"世代數(shù)"！
9、對人擇原理的抵抗
小專欄 學(xué)術(shù)的多樣性
第七章 拓?fù)湎依碚?/p>
1、法忘記及時次超弦理論革命給我?guī)淼母袆?/p>
2、在距離都法測量的空間內(nèi)能干什么？
3、發(fā)現(xiàn)了計算方法
4、拓?fù)渌娜私M
5、加利福尼亞州的第二次超弦理論革命
第八章 第二次超弦理論革命
1、威騰的不滿
2、一種理論的五種化身
3、結(jié)合兩種Ⅱ型理論的"T對偶性"
4、異端之美——十維的超引力理論
5、從一維的弦到二維的膜
6、可以從十維的理論導(dǎo)出九維的理論嗎？
7、"強度"改變維度！
8、"對偶網(wǎng)"與M理論
9、維度是什么？空間是什么？
小專欄 宇宙數(shù)學(xué)
第九章 空間是幻想
1、出現(xiàn)在十維空間內(nèi)的五維物體
2、"主角"不再是弦
3、"開弦"纏著D膜
4、弦的復(fù)活
5、"開弦"是"黑洞的分子"！
6、視界線是電影的銀幕
7、引力的全息術(shù)(holography)
8、空間是幻想
9、被證實的預(yù)
10、空間是由什么組成的？
第十章 時間是"幻想"嗎
1、空間是什么
2、時間是"幻想"嗎
3、為什么時間有"方向"
4、知曉宇宙開始的引力波和中微子
5、繼續(xù)挑戰(zhàn)超弦理論
后記
附錄 歐拉的公式
2.17種基本粒子都是由一種"弦"組成的
用一種弦來解釋所有的基本粒子，是弦理論的一大優(yōu)點。南部和后藤探索弦理論的理由也在于此。
之前的基本粒子理論認(rèn)為，電子、光子等都是不同種類的粒子。基本粒子的標(biāo)準(zhǔn)模型里一共有17種基本粒子。這些原本沒有被命名的、沒有大小的點狀粒子，竟被分成了17個種類，真是令人不可思議。
然而，弦理論認(rèn)為所有的基本粒子都是由一種弦組成的。正如小提琴琴弦不同的振動方式可以奏出不同音高一般，基本粒子也是通過"弦"的不同振動狀態(tài)變成電子或光子的。科學(xué)領(lǐng)域中有一種觀點叫作"經(jīng)濟(jì)性思考"，這個理論強調(diào)好的理論是用盡量少的概念解釋多東西。用一種弦來解釋所有基本粒子的弦理論可以說夠經(jīng)濟(jì)吧？這與威廉 湯姆森在19世紀(jì)提出"渦線原子"的想法是一致的。
我們這里所說的弦渺小，只具有一維空間尺度。連分辨率超高的LHC都無法看到它。因此弦理論與認(rèn)為基本粒子為"點"粒子的標(biāo)準(zhǔn)模型并不矛盾。
若自然界中的萬物都是由弦組成的，或許會有人問："那么，弦是由什么組成的呢？"如果我們假設(shè)弦是由點組成的，那么點粒子就變成了基本單位，因而"無窮大"的難題將會再次登場。因此，弦理論認(rèn)為弦已經(jīng)不可再分割了。
但是，對弦理論深入研究后會發(fā)現(xiàn)，其實弦以及弦振動的空間也都是由其他更具本原的物質(zhì)組成的。這方面的內(nèi)容我放到了第九章，我們先按照弦是萬物的基本單元的想法繼續(xù)講述。
能夠以通俗語言和比喻講解高深理論的本質(zhì)，這是作者深厚理論修為下的成果。
——日本講談社科學(xué)出版獎評委評語
