弦理论(精)/微百科丛书 9787568910507
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作者:
(美)斯蒂文·S.古布泽|译者:季燕江
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出版社:
重庆大学
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ISBN:
9787568910507
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出版时间:
2018-06
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装帧:
其他
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开本:
其他
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作者:
(美)斯蒂文·S.古布泽|译者:季燕江
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出版社:
重庆大学
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ISBN:
9787568910507
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出版时间:
2018-06
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全新
上书时间2024-01-21
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导语摘要
普林斯顿大学弦理论专家斯蒂文·S.古布泽教授著的《弦理论》是一本普及弦理论相关知识的科普读本。他从解释爱因斯坦的质能方程、量子力学、黑洞理论入手，然后切入量子理论以及其他核心概念，尽量用普通人也能明白的类比方法阐释了粒子、弦、膜、超对称性、高维空间等弦理论的基础知识及其完善发展过程，还有其合理性，可以让读者对这一万有理论的强力候选者有一个入门级的认识和理解。
目录
1 能量
1.1 长度、质量、时间和速度
1.2 E=mc2
2 量子力学
2.1 不确定性
2.2 原子
2.3 光子
3 引力和黑洞
3.1 黑洞
3.2 广义相对论
3.3 黑洞不黑
4 弦论
4.1 引力对战量子力学
4.2 时空中的弦
4.3 弦的时空
5 膜
5.1 第二次超弦革命
5.2 D-膜和对称性
5.3 D-膜的湮灭
5.4 膜和黑洞
5.5 M-理论中的膜和世界的边缘
6 弦对偶
6.1 一个维度在这里，一个维度在那里，谁在数？
6.2 引力和规范理论
7 超对称和大型强子对撞机
7.1 超对称的奇特数学基石
7.2 可能的万有理论
7.3 粒子，粒子，粒子
8 重离子和第五维
8.1 地球上最热的东西
8.2 五维空间中的黑洞
尾声
术语英汉对照表
内容摘要
弦理论是当前物理学前沿领域的挑战性研究课题之一。它尝试解释额外维度、量子涨落和黑洞。它声称所有物质的基本对象不是粒子，而是弦。
斯蒂文·S.古布泽著的这本《弦理论》共分8章。前三章介绍了那些对理解弦论至关重要的概念。第4章介绍了弦论。第5章和第6章介绍了膜和弦对偶，它们和弦论迄今仍是有待验证的关于现实世界的描述。第7章和第8章讨论了近些年来科学家将弦论和高能粒子对撞实验联系在一起的尝试。
精彩内容
这里的讨论和第4章我们从弦出发对时空的讨论有点类似。在那个小节，我们从弦世界面是个抽象的表面出发。然后我们描述它是如何在时空中运动的。
这里我们把群理解为元素的抽象的集合。然后我们考虑这些群元是如何作用于特定的对象的。比如一个圆形，一个正方形，或一辆运动着的小汽车。
可以断言正方形的对称群（更恰当的说法是正方形的转动对称群）与描述向右转和向左转的对称群一
样。一次右转意味着转动90°。当你开车的时候，右转也意味着你在拐角处转弯：你在向前运动的同时转动。但正如刚才我说的。我们将只记录你的方向，忽略掉你向前的运动。如果这就是我们所考虑的，那么这个转90°就只是一个旋转，好像我们停在十字路口中间，我们的车以某种神奇的方式旋转。然后再向前行驶。这里的要点是这些90°的旋转与我们讨论过的正方形的旋转对称严格对应。一个圆形会更对称。因为你可以让它转任意角度，它都不改变。
有没有比圆形更对称的东西呢？当然有，比如一
个球。如果你让一个圆形旋转，转出它所在的平面，它当然就不一样了。但一个球无论怎么转它都是一样的。它具有比圆更大的对称群。
现在让我们回到D-膜。我们很难记录所有10维或26维的信息，所以假设我们只需记录通常的四维的信息而不去管剩下其他维度上的信息。一个DO-膜具有和一个球一样的对称性。在我们现在讨论的层次上，任何点粒子也确实如此。因为对点粒子而言，我们从任何角度看它都是一样的，就像一个球一样。D1-膜可以有很多形状，但最简单的可视化就是当它笔直的时候，就好像一个旗杆。其次它具有圆形的对称性。如果这还不够直观的话，让我们设想一个D1-膜从人行道上笔直地升起。嗯。这确实有点傻——让我们设想在人行道的中间竖一根旗杆。你不能真的旋转旗杆：因为它太重了。但你可以从不同方向看它。在不同角度下它看起来是完全一样的。这就好像我们看画在人行道上的圆。你没法转动它，但从任意角度看它都是一样的。
对称性是对相同概念的精致描述。看起来这会很快让人感到无趣。唉，怎么总是一样啊？但这里也许有一些更精致的东西会让我们感到兴奋。首先，让我们设想一下唱机的转盘（对于比我年轻的朋友，这里我必须提示一下转盘是唱机的一部分，我们把唱片放在转盘上）。如果这真的是一个好转盘，它的旋转将是非常平稳均匀的，我们很难通过观察转盘来分辨它是否在转动。这是因为它具有圆的对称性。现在假设我们在上面放一张唱片。因为唱片中央的标签上通常会印一些文字，这时我们就能辨别其是否在转动了。
但现在我们不考虑这个。唱片上还有螺旋形的沟槽。
如果靠近看的话。你能看到沟槽是运动的。看起来每个沟槽都在缓慢地运动，缓慢地向内运动。如果你在唱片上放上唱针的话，它将顺着沟槽向内运动。如果
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