「量子重力」是現代物理學所追尋的聖杯,是結合廣義相對論與量子論的橋樑。廣義相對論管轄大尺度的現象,如行星、太陽系及星系;量子論則統御微觀世界,如電子、原子及分子。目前科學界嘗試把這兩個理論集大成,最後成為「萬有理論」。
量子重力將會為「時間與空間是什麼」這問題帶來新的答案。而且它將囊括基本粒子以及基本作用力的一切洞察。它還將是宇宙學的理論,可以回答宇宙起源的問題。量子重力甚至可以告訴我們,這宇宙是否注定會有生命,還是我們的存在僅是幸運的巧合。
作者施莫林是頗負聲望的物理學家,他站在科學研究的前線,從黑洞熱力學、弦論、迴圈量子重力等通往量子重力的大道談起,提供了簡潔且深入淺出的第一手綜覽。藉此,我們可以預覽二十一世紀物理的革命性發展。
作者簡介:
施莫林 著
出生於紐約。罕普夏學院(Hampshire College)學士,哈佛大學(Harvard University)碩士,1979年獲得哈佛大學理論物理博士學位。曾任教於耶魯大學(Yale University)、雪城大學(Syracuse University)、賓州州立大學(Pennsylvania State University)。現於加拿大滑鐵盧市的圓周理論物理研究院(Perimeter Institute for Theoretical Physics)從事物理研究,也是該研究院的創始研究員。施莫林因研究量子重力,被《發現》(Discover)雜誌喻為「新愛因斯坦」,著有《宇宙的生命》(The Life of The Cosmos)等書。
目錄
總序 激發出半個愛因斯坦高希均導讀有理數之回歸丘宏義
量子重力理論說空間與時間都有最小的單位。
在某種意義上,我們又回到公元前五世紀的有理數宇宙觀。前言探尋量子重力
相對論與量子論僅是革命的第一步,
要完成這場革命,我們必須找到聯繫相對論及量子論的單一理論。第一部出發點第一章宇宙之外,空無一物
按照定義,宇宙是所有的一切,不可能有東西在宇宙之外。
而且在宇宙之前,也不能有任何使宇宙存在的東西。第二章在未來,我們將知道得更多
十億年後地球上的觀測者可以看到我們能看到的所有物體,
而且他們能看到更多,因為他們可以看得更遠。第三章許多觀測者,世界不太多
我們必須承認,每位觀測者所看到的宇宙都不完整,
而且不同的觀測者可以獲得不同的資訊。第四章宇宙由過程組成,而非物體
世界上並不真的有這兩類東西:物體與過程。相對上來說,
只有快與慢的過程。而對過程唯一恰當的解釋就是說故事。第二部我們學到了什麼第五章黑洞及隱區
我們無法收到隱區的任何資訊,所有觀測者都有自己的隱區。
這些隱區包括了宇宙中所有黑洞的內部,可能還有其他。第六章加速度與熱
昂魯預測,加速中的觀測者會看到自己受到熱光子氣包圍,
光子氣的溫度與他們的加速度成正比。第七章黑洞是熱的
霍金說,黑洞外的觀測者可以測到黑洞的溫度並非絕對零度。
若以蒲郎克單位表達,黑洞的溫度與它的質量成反比。第八章面積與資訊
陷入隱區中的資訊無法被外部的觀測者看到。
令人驚奇的是,陷入其中的資訊量與該區域的面積成正比。第九章如何計算空間空間
由離散的微粒組成,每一微粒帶有非常小的單位體積。
我們預測,空間的體積應該是量子化的。第十章扭結、鏈環及扭折
空間的點已沒有原來固有的意義了。
量子重力會約化為迴圈的扭結、鏈環及扭折的理論。第十一章弦音,空間之聲
弦是在空間中畫出的迴圈,不由物體組成。
弦只有一種,而不同粒子可以假設為迴圈的不同振動模式。第三部最新疆域第十二章全像原理
黑洞熱力學、迴圈量子重力及弦論所顯露的量子時空,
似乎有相當不同的形象。全像原理可能把這三個形象聯合起來。第十三章如何編織一條弦
弦論及迴圈量子重力在量子黑洞上都提供了正確的答案,
這兩條途徑可能顯露出同一理論的不同面相。第十四章誰來選擇自然界的定律?
如果宇宙學要脫穎而出,成為一門真正的科學,
一定要避免用宇宙外的力量做為解釋。結語可能的未來
我想在結束本書時,做一些預測,
關於量子重力的問題最終將如何解決。延伸閱讀
總序 激發出半個愛因斯坦高希均導讀有理數之回歸丘宏義量子重力理論說空間與時間都有最小的單位。在某種意義上,我們又回到公元前五世紀的有理數宇宙觀。前言探尋量子重力相對論與量子論僅是革命的第一步,要完成這場革命,我們必須找到聯繫相對論及量子論的單一理論。第一部出發點第一章宇宙之外,空無一物按照定義,宇宙是所有的一切,不可能有東西在宇宙之外。而且在宇宙之前,也不能有任何使宇宙存在的東西。第二章在未來,我們將知道得更多十億年後地球上的觀測者可以看到我們能看到的所有物體,而且他們能看到更多,因為他們可以...
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