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看不見的世界-碰撞的宇宙.膜.弦及其他 版權(quán)信息
- ISBN：9787535751119
- 條形碼：9787535751119 ; 978-7-5357-5111-9
- 裝幀：暫無
- 冊數(shù)：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
看不見的世界-碰撞的宇宙.膜.弦及其他 本書特色
行行人爆炸之外……
盡管人們已經(jīng)差不多接受了宇宙起源于大爆炸這一思想。但是我們卻沒有一個合
理的理論可以描述導致這一創(chuàng)造性大沖撞的力，F(xiàn)代科學一些*深刻的問題來自于科
學家解釋宇宙起源時所遇到的困難。大爆炸之前又有些什么?過去的幾年里。宇宙學
家們已經(jīng)開始致力于發(fā)展新的、有時甚至難以想象的想法，并且他們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一些
線索。
在本書中，斯蒂芬‘韋伯詳細地研究了*新理論的奧妙之處。在介紹了廣義相對論
與量子力學——20世紀物理學的兩大基礎(chǔ)——之后，韋伯解釋了這兩種理論根本上的
矛盾之處。在接下來幾章令人驚奇的內(nèi)容之后，韋伯將我們引向了物理學家們?yōu)榻鉀Q
這一矛盾而提出的種種古怪詭異的見解——從難以置信的小粒子到大得足以蓋住宇宙
<編輯推薦>=的膜，*后作者把我們帶到了理解力的全新領(lǐng)域。
這些還處于研究中、奇怪又美妙的想法到了韋伯的手里，便變得既通俗易懂又迷
人有趣。韋伯帶給讀者的并不僅僅是有關(guān)物理學家現(xiàn)在如何看待宇宙的內(nèi)容，還有在
新的宇宙圖像慢慢浮現(xiàn)時科學家們所感受到的敬畏與激動之情。
看不見的世界-碰撞的宇宙.膜.弦及其他 節(jié)選
nbsp; 序
科學，特別是自然科學，*重要的目標之一，就是追尋科
學本身的原動力，或日追尋其**推動。同時，科學的這種追
求精神本身，又成為社會發(fā)展和人類進步的一種*基本的
推動。
科學總是尋求發(fā)現(xiàn)和了解客觀世界的新現(xiàn)象，研究和掌握
新規(guī)律，總是在不懈地追求真理？茖W是認真的、嚴謹?shù)摹?br />
事求是的，同時，科學又是創(chuàng)造的？茖W的*基本態(tài)度之一就
是疑問，科學的*基本精神之一就是批判。
的確，科學活動，特別是自然科學活動，比較起其他的人
類活動來，其*基本特征就是不斷進步。哪怕在其他方面倒退
的時候，科學卻總是進步著，即使是緩慢而艱難地進步，這表
明，自然科學活動中包含著人類的*進步因素。
正是在這個意義上，科學堪稱為人類進步的“**推動”。
科學教育，特別是自然科學的教育，是提高人們素質(zhì)的重
要因素，是現(xiàn)代教育的一個核心？茖W教育不僅使人獲得生活
和工作所需的知識和技能，更重要的是使人獲得科學思想、科
學精神、科學態(tài)度以及科學方法的熏陶和培養(yǎng)，使人獲得非生
物本能的智慧，獲得非與生俱來的靈魂？梢赃@樣說，沒有科
學的“教育”，只是培養(yǎng)信仰，而不是教育。沒有受過科學教
育的人，只能稱為受過訓練，而非受過教育。
正是在這個意義上，科學堪稱為使人進化為現(xiàn)代人的“第
一推動”。
近百年來，無數(shù)仁人志士意識到，強國富民再造中國離不
開科學技術(shù)，他們?yōu)閿[脫愚昧與無知作了艱苦卓絕的奮斗。中
國的科學先賢們代代相傳，不遺余力地為中國的進步獻身于科
學啟蒙運動，以圖完成國人的強國夢。然而應(yīng)該說，這個目標
遠未達到。今日的中國需要新的科學啟蒙，需要現(xiàn)代科學教
育。只有全社會的人具備較高的科學素質(zhì)，以科學的精神和思
想、科學的態(tài)度和方法作為探討和解決各類問題的共同基礎(chǔ)和
出發(fā)點，社會才能更好地向前發(fā)展和進步。因此，中國的進步
離不開科學，是毋庸置疑的。
正是在這個意義上，似乎可以說，科學已被公認是中國進
步所必不可少的推動。
然而，這并不意味著，科學的精神也同樣地被公認和接
受。雖然，科學已滲透到社會的各個領(lǐng)域和層面，科學的價值
和地位也更高了，但是毋庸諱言，在一定的范圍內(nèi)，或某些特
定時候，人們只是承認“科學是有用的”，只停留在對科學所
帶來的后果的接受和承認，而不是對科學的原動力、科學的精
神的接受和承認。此種現(xiàn)象的存在也是不能忽視的。
科學的精神之一，是它自身就是自身的“**推動”。也
就是說，科學活動在原則上是不隸屬于服務(wù)于神學的，不隸屬
于服務(wù)于儒學的，科學活動在原則上也不隸屬于服務(wù)于任何哲
學？茖W是超越宗教差別的，超越民族差別的，超越黨派差別
的．超越文化的地域的差別的，科學是普適的、獨立的，它自
身就是自身的主宰。
湖南科學技術(shù)出版社精選了一批關(guān)于科學思想和科學精神
的世界名著，請有關(guān)學者譯成中文出版，其目的就是為了傳播
科學的精神，科學的思想，特別是自然科學的精神和思想，從
而起到倡導科學精神，推動科技發(fā)展，對全民進行新的科學啟
蒙和科學教育的作用，為中國的進步作一點推動。叢書定名為
《**推動》，當然并非說其中每一冊都是**推動，但是可以
肯定，蘊含在每一冊中的科學的內(nèi)容、觀點、思想和精神，都
會使你或多或少地更接近**推動，或多或少地發(fā)現(xiàn)，自身如
何成為自身的主宰。
《**推動叢書》編委會
前 言
本書試圖與非數(shù)學專業(yè)讀者分享現(xiàn)代理論物理學中*具吸
引力、*激動人心的一些想法。我也非常樂意借此機會向那些
獨一無二的天才們表達感激之情。不過，在此我無意寫一部有
關(guān)這些想法的科學史；對于那些我略掉了其重要貢獻的物理學
家們，我表示誠摯的歉意。
很多人對這本書的誕生提供了重要的幫助，我在這里向他
們表示感謝。Praxis出版社的Clive Horwood和哥白尼書局的
Paul Farrell都是本書的支持者。作為一位不可替代的編輯，
Anna Painter為本書提出了很多無價的建議。John Mason博
士與Lyman Lyons對本書的*早版本提出了建設(shè)性的批評意
見。仍然存在于書中的各種謬誤——在沒有數(shù)學輔助的情況下
解釋理論物理中*奇妙的思想時難以避免的種種曲解與錯
誤——都是我一個人的責任。
我必須要感謝Ron，Ronnie，Peter，Jackie，Emiy以及
Abigail的大力協(xié)助。*重要的是，我必須要感謝Heike以及
Jessica的耐心。
斯蒂芬·韋伯
2004年4月于米爾頓凱恩斯
第七章
超 弦
只要把紀律的琴弦拆去，
聽吧!多少刺耳的噪音就會發(fā)出來。
威廉·莎士比亞(William Shakespeare)，
《特洛伊羅斯與克雷西達》(Troilus and Cressida)
我們先來整理一下我們所學過的知識。根據(jù)量子場論和局
域規(guī)范對稱性的精妙原理，我們建立了標準模型的理論框架，
并成功地解釋了迄今為止的全部粒子物理實驗。但標準模型是
不完備的：它包含兩段看似需要統(tǒng)一起來的理論；而且，標準
模型完全沒有考慮引力。**個問題由大統(tǒng)一理論解決，大統(tǒng)
一理論擴充了標準模型的規(guī)范群。但大統(tǒng)一理論本身也有一些
問題，不過好在我們可以引入另一種對稱性削弱這些問題，這
一對稱性就是超對稱。將超對稱取為局域?qū)ΨQ性的時候，引力
自動顯現(xiàn)出來。于是我們順理成章地得到了超引力理論。*
后，我們引入了更高空間維度的思想——物理學家們?yōu)榱藢⒁?br />
力與電磁場納入到一個統(tǒng)一的框架下而提出的一種古老思想，
將額外維的思想與超引力組合到一起，我們得到了一個幾乎就
成功地將所有的基本粒子與其相互作用納人到統(tǒng)一理論框架下
的基本理論——十一維的超引力。
不幸的是，十一維的超引力也有其自身的問題。在它取得
一定成功的同時，人們也發(fā)現(xiàn)它只能是一種在一定的能量區(qū)域
才起作用的低能有效理論，就和標準模型只在與我們生活的世
界能量比較接近的區(qū)域才有效一樣。十一維的超引力不可能是
我們所一直追尋的終極理論。從根本上講，所有的問題似乎都
可以歸結(jié)到一點，那就是量子場論實際上處理的是類點客體。
用這一套方法討論夸克與輕子很有效；不過在討論引力子一～
傳遞引力的粒子——時就會出問題。物理學家們計算包含引力
子的費曼圖時會遭遇無限大，理論中出現(xiàn)無限大是一個明確的
錯誤標志。物理學家們并不能像在量子電動力學(QED)和
量子色動力學(QCD)中做的那樣處理掉量子引力中出現(xiàn)的
無限大。因此與引力有關(guān)的量子場論不能給出有意義的結(jié)果。
后來，物理學家們認識到還有另外一種方法可以在量子力
學的框架下將引力與其他的力統(tǒng)一起來。這種方法是目前為止
唯一看似仍然有效的方法，以至于在這種方法發(fā)現(xiàn)后，很多物
理學家立即就欣然地接受了這種方法所帶來的高昂代價。其代
價在于量子場論中不再存在我們所熟悉的類點客體——夸克、
輕子、規(guī)范玻色子等——所有的這些點粒子都由一維的弦代
替。而且，我們必須假設(shè)弦存在于高維的時空中，超對稱也是
先決條件之一。如果我們拒絕接受弦論、更高的維度、超對稱
這些深奧的理論的話，那么我們似乎就沒有足夠的“空間”將
引力及其他的相互作用納入到統(tǒng)一的量子理論中；蛟S未來的
某一天，物理學家們可以憑借遠勝于20世紀科學家們的非凡
想象力將引力與其他的相互作用統(tǒng)一起來，而不用弦論或更高
的維度等，但在過去的20年間，弦論和額外維卻不失為就是
*好的統(tǒng)一工具。
[值得一提的是，人們至少還有另外一種將廣義相對論和
量子力學統(tǒng)一到一起的研究方法，那就是圈量子引力(有關(guān)細
節(jié)見補充性文字“圈量子引力”)。這種方法已經(jīng)取得了一些成
就。不過相比于弦論，圈量子引力似乎野心不足，因為連標準
模型都不是它的研究范圍。而弦論是唯一試圖統(tǒng)一所有的基本
物理一一引力、量子力學、標準模型——的理論。我們不打算
繼續(xù)講解圈量子引力的有關(guān)方面。感興趣的讀者可以閱讀附錄
文獻中提到的一些參考書，以了解圈量子引力的有關(guān)知識。]
本章講述的是弦論的基本思想。我們將從弦論那非凡的歷
史開始本章，*后我們討論一下弦論為什么仍然沒有成為物理
學家期望的終極理論。
看不見的世界-碰撞的宇宙.膜.弦及其他 作者簡介
p>作者介紹：
斯蒂芬·韋伯
斯蒂芬．韋伯為英國開放大學(open Universlty
商品評論(4條)
- 主題：非常富于啟迪的一套叢書
歷經(jīng)六年時間，這套圖書的這個系列差不多看完了，第一本是格林的《宇宙的琴弦》。用這本書做總結(jié)，是非常好的。雖然在過去的六年里從理論到實踐都沒有大的突破，但是書中介紹的各種理論和分析問題、解決問題的方法真的很迷人。
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