出版時(shí)間:2011-5 出版社:萬卷出版公司 作者:[美] 麗莎·蘭道爾,Lisa Randall 頁數(shù):335 譯者:竇旭霞
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內(nèi)容概要
本書是哈佛大學(xué)理論物理學(xué)家、美女教授麗莎蘭道爾的代表著作,在書中,作者以輕松愉快、淺顯易懂的文風(fēng),深入淺出地談?wù)摿擞钪娴膴W秘。同時(shí),該書還給讀者奉獻(xiàn)了一個(gè)令人振奮的文獻(xiàn)綜述,它回顧了二十世紀(jì)早期物理直到當(dāng)今粒子物理和弦理論最前沿的發(fā)現(xiàn),化解了當(dāng)今有關(guān)相對論、量子力學(xué)和引力的爭議和糾紛。作者極大地調(diào)動了讀者的好奇心,舉重若輕、饒有興趣地引領(lǐng)讀者由簡單的直覺經(jīng)驗(yàn)出發(fā),穿越當(dāng)代物理學(xué)的主要概念,一直到達(dá)令人興奮的科學(xué)最前沿。
作者簡介
當(dāng)今世界最權(quán)威的額外維度物理學(xué)家,杰出的理論物理學(xué)家,粒子物理、弦理論和宇宙學(xué)專家,《時(shí)代》雜志“100名最有影響力人物”之一。
普林斯頓大學(xué)物理系第一位女性終身教授,也是哈佛大學(xué)、麻省理工學(xué)院第一位女性理論物理終身教授。
經(jīng)過9年精心研究和無數(shù)次實(shí)驗(yàn),她提出:我們的世界中存在一個(gè)人類看不到的第五維空間。她證實(shí)了靈魂確實(shí)存在,并稱有望在2012年向全人類莊嚴(yán)宣告靈魂存在的最權(quán)威科學(xué)證據(jù)。
書籍目錄
引言
第一部分 空間的維度
第1章 維度之謎
第2章 額外維度究竟有多大
第3章 我們生存在“膜宇宙”上嗎
第4章 踏上理論物理的探索歷程
第二部分 20世紀(jì)革命性的宇宙觀念
第5章 相對論:彎曲的時(shí)空
第6章 量子力學(xué):充滿不確定性的微觀世界
第三部分 基本粒子物理
第7章 粒子物理的標(biāo)準(zhǔn)模型:物質(zhì)的已知最基本結(jié)構(gòu)
第8章 實(shí)驗(yàn)插曲:高能粒子加速器的新發(fā)現(xiàn)
第9章 對稱:基本的組織原則
第10章 基本粒子的質(zhì)量來源:自發(fā)對稱破缺和希格斯機(jī)制
第11章 標(biāo)度和大統(tǒng)一:不同尺度和能量的相互作用
第12章 等級問題:唯一有效的涓滴理論
第13章 超對稱:超越標(biāo)準(zhǔn)模型的大飛躍
第四部分 弦理論和膜
第14章 弦的律動:超弦革命
第15章 輔助通道:膜的發(fā)展
第16章 熙熙攘攘的通道:膜宇宙
第五部分 額外維度宇宙假說
第17章 人跡罕至的通道:多重宇宙與隔離
第18章 泄露秘密的通道:四維世界的高維來客
第19章 寬闊的通道:大額外維度
第20章 彎曲的通道:粒子質(zhì)量差異的來源
第21章 彎曲空間里的“愛麗絲”
第22章 深遠(yuǎn)的通道:無窮大的額外維度
第23章 曲折延展的通道:四維引力的孤島
第六部分 彎曲的旅行
第24章 額外維度:你是在里面,還是在外面
第25章 即將被證實(shí)的宇宙真相
章節(jié)摘錄
忽略另外一個(gè)看不見的維度沒有什么不對,不僅僅是視覺效果,即使 是物理作甩,如果微小到難以察覺,也常??梢院雎?。科學(xué)家們在闡述自 己的理論或進(jìn)行計(jì)算時(shí),常常忽略(通常是無意識地)一些微小到不可察覺 的物理過程。牛頓的運(yùn)動定律在他能觀測的距離和速度上是有效的,他不 需要廣義相對論的細(xì)節(jié)仍作出了成功預(yù)言;生物學(xué)家研究細(xì)胞時(shí),也不需 要了解中子里的夸克。 挑選相關(guān)信息,略去細(xì)枝末節(jié),這是一種實(shí)用主義的做事方法,我們 每個(gè)人每天都會這樣做。這是一種應(yīng)對過多信息的辦法,對于你所看到、 聽到、嘗到、聞到或摸到的任何東西,你都可以選擇,是細(xì)細(xì)品味不放過 任何一個(gè)細(xì)節(jié),還是只需了解其“大概”,抓住主要特征?無論是欣賞油 畫、品味美酒、閱讀哲學(xué),或是安排下次旅游,你都會不由自主地將自己 的想法按照興趣歸類——可能是大小、口味。也可能是觀念,而當(dāng)時(shí)你并 未發(fā)現(xiàn)這些歸類有什么相關(guān)。適當(dāng)?shù)臅r(shí)候,你會忽略一些細(xì)節(jié),以便將精 力集中在你感興趣的問題上,而不至于被一些無關(guān)緊要的細(xì)節(jié)所迷惑。 這種摒棄細(xì)微信息的過程應(yīng)該并不陌生,因?yàn)樗鼘?shí)際上是我們?nèi)祟愐?直在做的一個(gè)概念的跳躍。以紐約為例,身居這個(gè)繁華都市的紐約人都能 夠看到曼哈頓的細(xì)節(jié)和變化。對他們來說,鬧市區(qū)更為繁榮、古老;街道 更為彎曲、狹窄;而城郊為了方便人們居住建造了更多的房產(chǎn),還有中心 公園、許多博物館。盡管對外人來說,這些差別實(shí)際是很模糊的,但在這 個(gè)城市之內(nèi),它們卻真實(shí)存在。 但想想遠(yuǎn)離紐約的人是怎么看的:對他們來說,紐約就是地圖上的一 個(gè)點(diǎn),也許是一個(gè)重要的點(diǎn),一個(gè)有著鮮明特征的點(diǎn),但僅此而已。即便 各不相同,可在別處看來,‘比如說中西部或是哈薩克斯坦,紐約人就只 有一個(gè)類別。當(dāng)我提起這個(gè)比方時(shí),住在鬧市區(qū)(具體來說,是西村)的表 弟大為不滿,不愿將居住在鬧市區(qū)和城郊的紐約人歸為一類,這更證實(shí)了 我的觀點(diǎn)。但任何一個(gè)非紐約人都會告訴他,對并不生活在他們中間的外 人來講,其間的差別實(shí)在太小,真的無關(guān)緊要。 在物理學(xué)中,正式使用這種直覺并以相關(guān)的距離或能量來劃分范疇已 成為常規(guī)做法。物理學(xué)家接受這種做法,并為它取名——有效理論 (effective theory)。 有效理論集中研究那些在相關(guān)距離內(nèi)產(chǎn)生“效果”的粒子和力,我們 不會用不可測量的描述超高能行為的參數(shù)來描述粒子及其相互作用,只用 那些與我們能探測的尺度相關(guān)的事物來構(gòu)建我們的發(fā)現(xiàn)。任何一個(gè)距離尺 度的有效理論都不會深入探究作為其基礎(chǔ)的小尺度物理理論的細(xì)節(jié),它只 關(guān)注可望測量或是觀察到的東西。如果某個(gè)事物超出了你所在尺度的精度 ,那么你無須考慮其詳細(xì)結(jié)構(gòu)。這種做法并非科學(xué)詐騙,而是忽略冗余信 息的一種方式,這是獲得正確答案的一種“有效”方式。 當(dāng)高維度的細(xì)節(jié)超出我們的能力時(shí),所有人,包括物理學(xué)家在內(nèi),都 樂于回到三維世界。正如物理學(xué)家常常把一根電線當(dāng)做一維對待一樣,如 果額外維度極其微小,高維細(xì)節(jié)無關(guān)緊要,我們也常常以低維方式來描繪 高維宇宙。額外維度小到無法看見,這樣所有可能的高維理論,我們都可 以通過這種低維描述來總結(jié)其可觀察的效果。這個(gè)低維描述不受那些額外 維度數(shù)量、大小和形狀的影響,足以實(shí)現(xiàn)很多目的。 低維的量不提供根本描述,但它們卻是歸納發(fā)現(xiàn)和預(yù)言的簡便方法。 如果你確實(shí)了解一個(gè)理論的短距離細(xì)節(jié)(即微觀結(jié)構(gòu)),就可以利用它們導(dǎo) 出發(fā)生在低能描述里的量,否則,那些量就只能是等待實(shí)驗(yàn)來確定的未知 數(shù)。 接下來的章節(jié):我們將詳細(xì)講述這些觀點(diǎn),并探究微小、卷曲的額外 維度的作用。我們將首先探討的那些維度非常微小,小到根本不會產(chǎn)生任 何影響;然后,當(dāng)我們再次回到額外維度時(shí),我們會探索龐大且無限延伸 的維度,它們徹底改變了我們現(xiàn)在描繪的這幅圖像。P23-25
編輯推薦
我們了解宇宙嗎?宇宙有哪些奧秘?宇宙隱藏著與我們想象中完全不同的維度嗎?我們將怎樣證實(shí)這些維度的存在?閱讀這本書我們將: 體驗(yàn)作者對額外維度的探索旅程;認(rèn)識我們生存其上的四維引力孤島;探索宇宙不為人知的秘密。
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