宇宙的結(jié)構(gòu)

內(nèi)容概要

　　這是作者繼《宇宙的琴弦》之后的第二本關(guān)于宇宙的普及讀物，可以作為《宇宙的琴弦》的續(xù)篇。
　　本書具有更高的立足點(diǎn)。如果說《宇宙的琴弦》是在相對論和量子論的框架下具體地介紹弦理論及其物理學(xué)結(jié)果，那么本書則是從更高的角度來討論時(shí)空和宇宙的物理學(xué)。本書：
　　第一部分從“實(shí)在性”討論時(shí)空，特別是量子時(shí)空；
　　第二部分講時(shí)間的方向性，從經(jīng)典與量子的角度討論時(shí)間箭頭；
　　第三部分講時(shí)空和宇宙學(xué)，涉及了一些新內(nèi)容，比如暴脹宇宙和相關(guān)的宇宙學(xué)問題；
　　第四部分講大統(tǒng)一的起源，即從弦和膜的觀點(diǎn)來討論宇宙學(xué)問題；
　　第五部分講實(shí)在與幻想，談一些新實(shí)驗(yàn)（比如引力波和基本粒子的新實(shí)驗(yàn)），也談時(shí)空旅行和時(shí)間機(jī)器，還展望了弦理論的未來。

作者簡介

畢業(yè)于哈佛大學(xué)，在牛津大學(xué)獲博士學(xué)位。1990年。他來到康奈爾大學(xué)物理系，1995年被聘為教授，1996年到哥倫比亞大學(xué)任物理學(xué)和數(shù)學(xué)教授。他曾在20多個(gè)國家和地區(qū)開過普及講座和專業(yè)講座，被公認(rèn)在超弦理論中有過許多開拓性的發(fā)現(xiàn)。他現(xiàn)住在紐約綺色佳。

書籍目錄

第1部分 實(shí)在性之舞臺(tái)
第1章 通往實(shí)在性之路
經(jīng)典意義上的實(shí)在性
相對論意義上的實(shí)在性
量子世界中的實(shí)在性
宇宙學(xué)里的實(shí)在性
統(tǒng)一理論的實(shí)在性
過去和未來的實(shí)在性
空間和時(shí)間的下一個(gè)時(shí)代
第2章 宇宙與桶
愛因斯坦之前的相對論
桶
空間困境
馬赫以及空間的意義
馬赫、運(yùn)動(dòng)及群星
馬赫VS.牛頓
第3章 相對與絕對
真空真的是空的嗎
相對的空間，相對的時(shí)間
狡猾但不惡毒
但是桶呢
雕刻空間與時(shí)間
調(diào)調(diào)角度
桶,狹義相對論的觀點(diǎn)
引力和古老的問題
引力和加速等價(jià)
蜷曲、彎曲與引力
廣義相對論和桶
3000年的時(shí)空
第4章 糾纏著的空間
量子眼中的世界
紅和藍(lán)
產(chǎn)生波
概率和物理學(xué)定律
愛因斯坦和量子力學(xué)
海森堡和不確定性
愛因斯坦，不確定性和實(shí)在性問題
量子回應(yīng)
貝爾與自旋
實(shí)在性檢驗(yàn)
用角度來數(shù)天使
不冒煙但會(huì)著火
糾纏與狹義相對論：標(biāo)準(zhǔn)觀點(diǎn)
糾纏和狹義相對論：反方觀點(diǎn)
我們將用什么來解釋這一切
第2部分 時(shí)間與經(jīng)驗(yàn)
第5章 冰封之河
時(shí)間與體驗(yàn)
時(shí)間會(huì)流動(dòng)嗎
過去，現(xiàn)在和未來的持續(xù)幻象
體驗(yàn)和時(shí)間的流動(dòng)
第6章 偶然和箭頭
謎團(tuán)
過去、未來和基本物理定律
時(shí)間反演對稱性
網(wǎng)球和破碎的雞蛋
原理和實(shí)踐
熵
熵——第二定律和時(shí)間之箭
熵——過去和未來
跟著數(shù)學(xué)走
一片沼澤地
回頭看看
雞蛋、雞和大爆炸
熵與引力
關(guān)鍵輸入
未解之謎
第7章 時(shí)間與量子
量子論中的過去
去往奧茲國
選擇
修剪歷史
歷史的不可期
抹掉過去
塑造過去
量子力學(xué)和經(jīng)驗(yàn)
量子測量之謎
實(shí)在性和量子測量問題
退相干和量子實(shí)在性
量子力學(xué)和時(shí)間之箭
第3部分 時(shí)空與宇宙學(xué)
第8章 雪花與時(shí)空
對稱性與物理定律
對稱性與時(shí)間
將結(jié)構(gòu)放大再思考
膨脹宇宙中的時(shí)間
膨脹宇宙的奧妙
宇宙學(xué)，對稱性與空間的形狀
宇宙學(xué)與時(shí)空
其他形狀
宇宙學(xué)與對稱性
第9章 蒸發(fā)真空
熱與對稱性
力，物質(zhì)，希格斯場
冷卻宇宙中的場
希格斯海與質(zhì)量起源
冷卻宇宙中的統(tǒng)一
大統(tǒng)一
以太的回歸
熵與時(shí)間
第10章 解構(gòu)大爆炸
愛因斯坦與排斥性的引力
蹦跳的青蛙和過冷卻
暴漲
暴漲理論體系
暴漲與視界疑難
暴漲與平坦性疑難
進(jìn)展與預(yù)言
黑暗預(yù)言
失控的宇宙
丟失的70％
迷題與進(jìn)展
第11章 綴滿鉆石的天空中的量子
用量子語言寫的空中文字
宇宙學(xué)的黃金時(shí)代
創(chuàng)造一個(gè)宇宙
暴漲，平滑性，與時(shí)間之箭
熵與暴漲
玻爾茲曼的回歸
暴漲與雞蛋
白璧微瑕？
第4部分 起源與統(tǒng)一
第12章 弦上的世界
量子漲落與真空
漲落與不諧6
這重要嗎
看似不可能的解決方式
第一次革命
弦論與統(tǒng)一
為什么弦論會(huì)有用
小尺度上的宇宙結(jié)構(gòu)
更小的點(diǎn)
弦論中的粒子性質(zhì)
振動(dòng)太多了
在更高的維度中統(tǒng)一
隱藏的維度
弦論與隱藏的維度
隱藏維度的形狀
弦物理與額外維度
弦論中的宇宙結(jié)構(gòu)
第二次超弦革命
翻譯的力量
11個(gè)維度
膜
膜世界
粘粘的膜與振動(dòng)的弦
若我們的宇宙就是一張膜
引力與大額外維
大額外維度與大的弦
弦論遭遇實(shí)驗(yàn)？
膜世界宇宙學(xué)
循環(huán)宇宙學(xué)
簡評
時(shí)空的新圖景
第5部分 真實(shí)與想象
第14章 上天入地
陷入困境的愛因斯坦
捕獲波
尋找額外維度
希格斯、超對稱，還有弦論
宇宙的起源
暗物質(zhì)、暗能量以及宇宙的未來
空間、時(shí)間以及猜想
第15章 超距傳輸器與時(shí)間機(jī)器
量子世界的瞬間移動(dòng)
量子糾纏與量子傳輸
現(xiàn)實(shí)中的超距傳輸
時(shí)間旅行之惑
反思謎題
自由意志，多重世界，時(shí)間旅行
時(shí)間旅行能回到過去嗎
蠕蟲洞時(shí)間機(jī)器的藍(lán)圖
建造一臺(tái)蠕蟲洞時(shí)間機(jī)器
宇宙觀光
第16章 幻象的未來
空間和時(shí)間是基本概念嗎
量子平均
翻譯中的幾何
黑洞的熵有什么用
宇宙是一幅全息圖嗎
時(shí)空的組分
太空的里外
注釋
術(shù)語表
人名索引
推薦書目

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：   定量上精確地找出空間和時(shí)間的測量結(jié)果究竟有何不同是非常棘手的，但所需要的卻只是高中水平的代數(shù)而已。使愛因斯坦的狹義相對論富于挑戰(zhàn)性的并不是數(shù)學(xué)的深度。而是由于他觀點(diǎn)上的與眾不同，且不符合我們的日常生活經(jīng)驗(yàn)。但只要愛因斯坦參透了關(guān)鍵的一點(diǎn)——需要打破200多年來牛頓關(guān)于空間和時(shí)間的觀點(diǎn)——完善整個(gè)理論的細(xì)節(jié)之處就將沒有任何難度。在每次測量光速都能得到同樣結(jié)果的前提下，愛因斯坦能夠精確地算出兩個(gè)不同觀測者在空間和時(shí)間的測量上的差別究竟有多大。 為了更深刻地理解愛因斯坦的發(fā)現(xiàn)，讓我們再來想想巴特，他曾經(jīng)激情滿懷地拿出了他那最高時(shí)速可達(dá)65千米的滑板。如果他向著北方高速運(yùn)動(dòng)——朗讀、吹口哨、打哈欠，或者偶爾在馬路旁張望，然后消失在往東北方向去的高速路，那么他朝北運(yùn)動(dòng)的時(shí)速將小于65千米。原因很明了。剛開始，他所有的速度都是貢獻(xiàn)于向北的運(yùn)動(dòng)，但是當(dāng)他轉(zhuǎn)向時(shí)，一部分速度貢獻(xiàn)給了向東的運(yùn)動(dòng)，只留下一部分貢獻(xiàn)于向北的運(yùn)動(dòng)。這個(gè)相當(dāng)簡單的例子實(shí)際上幫助我們抓住了狹義相對論的核心內(nèi)容。以下是解釋： 我們習(xí)慣于認(rèn)為物體可以穿越空間，事實(shí)上另一種運(yùn)動(dòng)也非常重要：物體也可以穿越時(shí)間。舉個(gè)例子來說，腕上的手表、墻匕的時(shí)鐘都顯示著時(shí)間在滴滴答答地溜走，這就意味著你和你周圍的一切事物都在不斷地穿越時(shí)間，不停地從一秒到下一秒。牛顫認(rèn)為穿越時(shí)間的運(yùn)動(dòng)完全不同于穿越空間的運(yùn)動(dòng)——他認(rèn)為這兩種運(yùn)動(dòng)之間不存在什么聯(lián)系。但愛因斯坦卻發(fā)現(xiàn)它們緊密相連。事實(shí)上，狹義相對論的革命性發(fā)現(xiàn)在于：當(dāng)你注視某物，比如一輛靜止的車時(shí)，以你作為參照物的話它是靜止的——沒有穿越空間，也就是說——這輛車的所有運(yùn)動(dòng)僅是穿越時(shí)間。車、司機(jī)、馬路、你以及你的衣服都在同時(shí)穿越時(shí)間：一秒接著一秒，在滴答聲中均勻地溜走。但是如果車開走了，它的一部分穿越時(shí)間的運(yùn)動(dòng)將轉(zhuǎn)換成穿越空間的運(yùn)動(dòng)。這正如巴特將一部分向北的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成向東的運(yùn)動(dòng)，從而使得向北運(yùn)動(dòng)的速度減慢了一樣；車子的一部分穿越時(shí)間的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成了穿越空間的運(yùn)動(dòng)，從而使事穿越時(shí)間的運(yùn)動(dòng)的速度減慢了。

媒體關(guān)注與評論

將讀者的想象力送上了一次奇妙的穿越宇宙之旅……富于技巧卻又耐心闡釋……他那對于科學(xué)處在重大突破門前的興奮之情令每個(gè)人感同身受。”——《紐約時(shí)報(bào)》“一次純粹的智力探險(xiǎn)，本書可算是盡善盡美……甚至可與霍金的《時(shí)間簡史》相媲美，格林的書展示了其勃勃雄心……剝?nèi)?fù)雜概念的神秘外衣，卻又保留了科學(xué)的原汁原味?！薄督袢招侣劇贰皟?nèi)容豐厚，卻又明晰詼諧……在介紹廣義相對論及量子力學(xué)——真正理解空間和時(shí)間的知識(shí)領(lǐng)域——的奇思妙想方面沒有能出其右者”——《探索》“或許是當(dāng)今世界深?yuàn)W科學(xué)最好的解讀者……在尋找正確的妙比方面，格林獨(dú)具天賦?！薄度A盛頓郵報(bào)》

編輯推薦

《宇宙的結(jié)構(gòu):空間、時(shí)間以及真實(shí)性的意義》由布賴恩·格林等編著?？茖W(xué)，特別是自然科學(xué)，最重要的目標(biāo)之一，就是追尋科學(xué)本身的原動(dòng)力，或日追尋其第一推動(dòng)。同時(shí)，科學(xué)的這種追求精神本身，又成為社會(huì)發(fā)展和人類進(jìn)步的一種最基本的推動(dòng)?！队钪娴慕Y(jié)構(gòu):空間、時(shí)間以及真實(shí)性的意義》給供相關(guān)人員參考閱讀。

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