来源: 发布时间:2020-11-13
爱因斯坦在生命的最后30年一直在寻找一个能够包罗万象的统一场论,他从未实现的梦经过半个世纪的科学家的无数探索,终于找到了一个框架,那就是超弦理论。《宇宙的琴弦》一书就是对于超弦理论的描述。
本书的作者B·格林是当今世界领先的弦理论家之一,他十分精妙地把科学思想与写作融合起来。《宇宙的琴弦》撩开了弦理论的神秘面纱,揭示了一个十一维的宇宙。在那里,空间的纤维撕裂了又自己缝合起来,一切物质——从最小的夸克到最巨大的超新星——都在微观的小能量环的振动中产生。
大致说来,20世纪物理学有两个基石,即量子论(适用于微观世界)和相对论(狭义相对论和广义相对论,适用于高速与宏观世界)。但是,由于尺度相差非常大,这两个理论基本是不相容的,也就是说不能同时被运用。然而有一些特殊情况,例如尺度小但质量大的黑洞,就需要两个理论结合在一起研究。
自然界中存在四种力:引力、电磁力、弱核力和强核力。物理学家也一直想找到一个理论能统一解释这四种看似迥然不同的力。量子力学成功统一了电磁力、弱核力和强核力,而相对论解释了引力。如果能找到一个理论能同时解释这四种力,也就相当于统一了相对论和量子理论。因此有人提出了弦理论。
弦理论认为世间万物都是由一维的弦组成的,弦的震动可以形成不同的粒子,也会产生不同的能量。换一种说法,假如弦以方式A震动,可能会形成电子,以方式B震动,可能会形成原子;假如弦震动剧烈,产生的能量大,震动轻微,则产生的能量小。总之,各种物质的组成、各种力和能量都可以被这种理论解释。然而,由于弦的尺度非常小,人类技术还无法观测到这么小的维度,所以弦理论一直处于理论阶段,还没有得到真正的验证。
《宇宙的琴弦》围绕“超弦理论”,追踪它的发展历程脉络,发掘它深邃而精妙的思想,描述它的玄奥莫测的复杂数学结构,展示它的使人难以抗拒的魅力,介绍它的众多不可思议的理论预言,准确、深刻地勾画出20世纪理论物理学的最动人心魄的智慧结晶“超弦理论”的风骨。在书中,从愉快的园中漫步到浇花龙头上的蚂蚁,为了说明现代物理学正在揭示的美妙而困惑的实在,作者用了很多例子。本书的才情令人眩晕,也没有哪本书能像它那样启迪思想,愉悦读者。
《宇宙的琴弦》是一部真正的科学杰作。阅读此书会“发现许多引人入胜的绝妙风光,会找到许多智慧思想的灵泉活水,会领略到发人遐思的顿悟通识”。本书荣获2000年安万特科学图书奖。