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彎曲的旅行 封面

彎曲的旅行

麗莎·蘭道爾

4054人在讀
28.6萬字總字數
¥39.9定價

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內容簡介

科學小白與科學大V都不可錯過的年度科普鉅作。歐陽自遠、郝景芳、萬維鋼等衆多科學家與達人摯愛推薦!向愛因斯坦宣戰的理論物理學大師麗莎·蘭道爾風靡世界之作,一本書讀懂神祕的額外維度。我們瞭解宇宙嗎?宇宙有哪些奧祕?我們生活在一個膜宇宙之上嗎?宇宙隱藏着與我們想象中完全不同的維度嗎?我們將怎樣證實這些維度的存在?四維世界甚至五維世界的存在,是否會顛覆傳統的物理學定律?在《彎曲的旅行》中,理論物理學大師麗莎·蘭道爾以輕鬆愉快、淺顯易懂的文風,深入淺出地介紹了宇宙的隱祕之維。跟隨蘭道爾教授的腳步,踏上體驗額外維度的探索旅程,一窺五維空間的奧祕,一直到達令人興奮的科學最前沿!

讀者書評

★★★★★

這是一本科普書,我很好奇,讀起來並不輕鬆,走馬觀花地瀏覽了一下,讓AI總結了主要內容,以饗書友😊😊 哈佛大學理論物理學家麗莎·蘭道爾在這本書裏,用相對輕鬆的方式聊了一個很宏大的問題:我們所在的宇宙,會不會只是更高維空間中的一層“膜”?如果額外維度真的存在,爲什麼我們從來沒見過,又該如何去驗證它。 圍繞這個疑問,書裏慢慢鋪開弦理論的圖景。弦理論把基本粒子看作振動着的弦,爲了讓數學自洽,時空必須擴展到十維。那些多出來的維度,可能通過緊化捲曲得極小,才讓我們的四維世界看起來毫不起眼。而D-膜和卡拉比-丘流形,則像是弦理論裏的幾何骨架,決定了弦的振動方式,也間接規定了粒子的面貌。更有趣的是,不同的弦論版本之間存在着對偶關係,比如T對偶和鏡對稱,這暗示“維度”這個概念本身,也許並不像我們想象中那麼牢固。 書的後半部分集中討論了蘭道爾自己參與構建的五維雙膜宇宙模型。引力膜和弱力膜被彎曲的幾何結構隔開,這種距離解釋了爲什麼引力比其他基本力弱那麼多——一個困擾物理學家很久的等級問題。至於驗證,理論上可以尋找卡魯扎-克萊因粒子或引力子的異常信號,但目前對撞機還沒給出任何線索。要麼額外維度小到十的負十七次方厘米以下,要麼它彎曲得足夠巧妙,把自己藏得嚴嚴實實。到了普朗克長度那種尺度,時空和量子力學開始打架,黑洞都可能冒出來,探測幾乎無從下手。 整本書前半部分先梳理相對論、量子力學和標準模型,爲讀者鋪好地基;後半部分才真正進入弦論、膜宇宙和對偶性的前沿陣地,最後結合實驗現狀談談未來的可能。 總之,這是一本以弦論和膜宇宙爲主線的前沿科普書,把極端抽象的額外維度概念和日常經驗反覆對照,讓人直面現代物理學最深處的統一難題。但它終究繞不開高度數學化的內核,所以如果已經有基礎物理底子,想迅速走進弦論和膜宇宙的現場,這本是很好的嚮導;若只圖個輕鬆翻閱,大概會被術語和推導絆住腳。讀完之後未必能得到標準答案,但它多少會撐開你對宇宙可能模樣的想象邊界。

★★★★★

本書有幾個有趣的的結論: ●我們可能生活在一個孤立四維空間口袋中。 ●在普朗克長度區域,人類的時空觀失去效用。 ●額外維度是存在的,不論無限小或無限大,都可以捲曲隱藏起來,只表現爲四維空間。 以上結論明確了一種可能性:人類是被高維生物圈養在佛教一沙一世界的須彌空間。我們圈養豬牛羊雞鴨鵝是爲了喫肉,人類,被圈養的用途是什麼呢? 最詭異的是,人類努力了幾千年的最尖端量子科學才認識到的意識決定物質,僅僅是拾宗教牙慧,細思極恐。 在低能量上,十維超弦理論與包含超對稱和引力的十一維理論,是對偶的,前者的粒子與後者理論裏的膜相對應。弦理論裏的膜能束縛粒子和力。強力、弱力、電磁力、引力四種宇宙基本力,前三種會被膜束縛,引力則不同,它永遠不會被限制在膜上,而會穿越所有的維度散播。 弦理論認爲,世界的根本物質是弦,而不是點狀的粒子,只有在十維(其中九維空間,一維時間)中,它纔有意義。一個點狀的物體(它在空間維度上沒有延伸,因此空間維度爲零)能夠在三維空間自由移動;一根弦(它有一個空間維度)也能在一個比自身有着更多維度的空間裏四處移動,弦理論包含的膜可以延伸的維度直至9個。 科學家們一直努力設想出標準模型,力圖用超弦理論把經典力學、相對論、量子力學統一起來,解決微觀條件下互相沖突的問題,超弦理論使有了可能性。 普朗克長度(10的-33次方cm)遠小於我們實驗所能探索的尺度,其對應的(據量子力學和狹義相對論)普朗克質量(或能量)是目前粒子加速器所能達到能量的1億億倍。雖然KK粒子將是在我們四維世界裏最容易得到可能是代表額外維度的最輕物體,但是,普朗克質量的KK粒子如此之重,將遠遠超出我們能夠想象的實驗探測範圍。 相對論與量子力學: 愛因斯坦的廣義相對論是里程碑式的,有了它,物理學家對引力場便有了更深入的理解,並且對引力的計算精確到了令人難以置信的地步。相對論成了物理學家預言所有引力系統演變的工具,甚至包括整個宇宙的演化。到了極端微小的距離,廣義相對論不再適用。 量子力學看上去如此奇怪,其中一個原因是,我們的生理機能根本就不能夠讓我們觀察到物質和光的量子本性。通常只有在一埃的尺度上,也就是原子的尺度上,量子作用纔會有意義。如果沒有特殊儀器,我們根本不可能觀察到那麼小的尺度,即使是具有高分辨率的電視或電腦顯示器的像素通常都小得我們根本看不見。 量子力學和廣義相對論在實驗所能觀察到的任何尺度範圍內和諧相容。廣義相對論適用於大質量的延伸物體,如恆星和星系;但引力對原子的影響是可以忽略的,所以,在研究原子時,廣義相對論作用不大;而在原子大小的距離上,量子力學是非常關鍵的,因爲它對原子的預言至關重要,而且與經典力學的預言大不相同。 由牛頓的萬有引力定律,我們知道了引力強度與質量成正比,與距離的平方成反比。即使在原子尺度上引力非常微弱,但引力定律告訴我們,在更小的尺度上,引力作用是非常強大的。引力不僅對大質量延伸的物體非常重要;對極端靠近、間距只有普朗克長度的物體,也同樣重要。如果我們想要對這些不可測量的微小尺度作出預言,量子力學和廣義相對論兩種理論的貢獻卻是互不相容的。在普朗克長度(10的-33厘米)這一極小尺度上,這兩種截然不同的理論衝突很大。 如何證明額外維度? 物理學家認爲,如果額外維度存在,它的痕跡也一定存在。這些痕跡就是卡魯扎-克萊因(KK)粒子,1KK粒子是額外維度宇宙四維印記,是四維世界的高維來客。 ●KK粒子的質量與相互作用要由高維理論來確定,因此它們反映了高維時空的屬性。如果我們能發現和測量所有KK粒子的屬性,我們就能知道高維度的大小和形狀。 ●目前的實驗限制告訴我們,如果所有粒子都能穿行於高維空間,那麼額外維度不可能大於10的-17厘米。 一個高維宇宙既包含我們熟悉的粒子,也包含它們相對應的攜帶由捲曲空間的具體性質所決定的額外維動量的KK粒子。 四維描述不包括有關高維位置或動量的信息,狹義相對論所規定的質量和動量的關係告訴我們,額外維度的動量在四維世界裏就可以被看作質量。因此,KK粒子與我們熟知的粒子一樣,只是其質量反映了它們的高維動量。KK粒子的質量由高維幾何所決定,但它們的電荷與已知的四維粒子是相同的。KK粒子的量子化額外維度動量也取決於額外維度的大小和形狀。 用量子力學把波長和動量聯繫起來,額外維度的動量就告訴我們KK粒子被允許的質量,這正是我們要知道的。 額外維度越大,粒子質量越小。因爲一個更大的維度會形成一個更輕的KK粒子,而實驗中還沒有發現這樣的粒子,所以KK粒子質量的限度就規定了捲曲額外維度被允許的大小。 迄今爲止,在運行能量達到約1000 GeV的對撞機裏,還沒有出現這種帶電粒子的任何跡象,這就說明額外維度不可能太大。目前的實驗限制告訴我們,額外維度不可能超過10的-17厘米,這個尺度遠小於我們能直接看到的任何東西。 事實上,只有通過極爲靈敏的引力探測手段,你纔有希望看到證據。 對距離極近的小質量物體而言,如果引力過於微弱,其效應很容易被其他的力所淹沒。例如,兩個電子間的引力是電磁力的1/10的43次方。地球引力之所以占主導地位,只是由於它的淨電荷爲零。在小尺度上,重要的不僅僅是淨電荷,電荷的分佈方式同樣重要。 作者建立了一個五維模型,解釋了現實世界引力微弱的原因: 第一個3+1空間膜爲引力膜,第二個3+1空間膜爲弱力膜,兩膜之間是五維彎曲幾何連接。離開第一個膜向第二個膜靠近時,概率函數陡然下降。這告訴我們,有希望在這一彎曲時空中發現可觀測質量與普朗克級質量之間的等級差異。 在這個模型裏,弱力膜上微弱的引力並不要求兩膜之間有巨大的距離。一旦離開引力子概率函數高度集中的引力膜,引力就會呈指數級衰減,從而使弱力膜上的引力變得微弱。因爲引力子概率函數陡然下降,引力在弱力膜上(我們居住的地方)被高度抑制。即便兩個膜相隔非常近,它也會比沒有彎曲時的強度弱1億億倍。如果這一圖景與真實世界相符,那麼這個微小的值就決定了我們所處世界中引力的微弱。 彎曲時空有二個引人矚目的屬性: 1,當你從引力膜向弱力膜移動時,能量和動量會減小,尺度會增大。減小的能量和動量(與量子力學和狹義相對論一致)告訴我們,距離和時間一定會膨脹。在所描述的這一幾何裏,大小、時間、質量和能量都依賴於位置。四維世界的大小和質量所承繼的值要依賴於它們在五維世界的起始位置。物理現實看起來是四維的,但測量長度的標尺或測量質量的標度,都取決於五維的起始位置。引力膜或弱力膜上的居民看到的都是四維世界,但他們會測得不同的大小,並預期不同的質量。 2,即便世界實際是五維的,它也可以表現得只有四維。一個額外維度即使可以無窮大,也仍可以不被我們發現。額外維度可以隱藏起來,要麼因爲它們是捲曲的或很小,要麼因爲時空的彎曲,引力過於集中在一個微小區域,即使維度無限大都不曾被發現。不管是哪種情況,維度是捲曲的也好,是隻集中於局部也好,時空表現出的處處都是四維的,無論你位於何處。 本書精華: Ⅰ. 反德西特空間及對偶: 彎曲幾何中,物體的質量和大小要取決於其在第五維度的位置,而且引力只侷限在膜的附近。但是,這個彎曲時空,在專業上叫作反德西特空間。其對偶性,是五維理論裏的所有東西都能在四維理論裏找到一個類似物,反之亦然。在第五維度上互相超越的兩個物體,在四維空間裏對應的是兩個物體增大、縮小,然後重疊。 Ⅱ. T對偶: 適用於捲曲維度空間,是膜一定會存在的第一個線索,但是,如果T對偶確實適用,且極小和極大的捲曲維度兩個明顯不同的空間,其無限延伸的維數不同,卻能作出相同的物理學預言,這就再次意味着我們有關“維度”的概念是不完善的。 Ⅲ.鏡對稱(mirror symmetry): 當弦理論的6個維度捲曲成卡拉比-丘流形時,根據鏡對稱,6個維度可以捲曲成兩個完全不同的卡拉比-丘流形,而其形成的四維宏觀理論卻是相同的。 Ⅳ.矩陣理論(matrix theory) 是研究弦理論的工具,它提供了更神祕的有關維度的線索。從表面上來看,矩陣理論像一個量子力學理論,描述了在10個維度裏穿行的Do-膜(點狀膜)的表現和相互作用。Do-膜理論模擬的是十一維的超引力,而不是十維的,這就是說,矩陣模型包含的超引力似乎就比原來理論描述的要多出一維。矩陣理論的一個尤爲奇特的特點是,當Do-膜彼此太過靠近在微小的距離,其空間構形無法用尋常的位置來表示。這就是說,當你試圖明確地找到它時,Do-膜的位置根本不是一個有意義的量。 無奈的結尾: 在普朗克級長度上,我們的時空描述還遠不充分。即便在理論上,我們都還想不出任何辦法來探測這樣微小的尺度。由量子力學我們知道,探測微小尺度需要消耗大量的能量,一旦你在微小如普朗克長度10的-33厘米的區域裏投入太大的能量,你就會得到一個黑洞,然後你就無法知道里面究竟發生了些什麼了,所有信息都被困在黑洞的視界之內。 最爲重要的是,即便你試圖投入更大的能量到那一微小的區域裏,你仍不能成功。一旦你把大量能量加進普朗克級長度的範圍內,這一區域就必然會膨脹——不然你無法加進更多的能量。也就是說,如果你增加能量,黑洞也會變大。因此,實際你不是在製造一個探索研究那一微小尺度的精良工具,而是在讓那一區域膨脹,你永遠也無法既讓它很小同時又能對它進行研究。 不等我們到達比普朗克級長度小很多的區域,我們熟悉的物理學定律便已失效。在普朗克標度附近,傳統的時空觀念幾乎肯定不能適用。 研究還沒到達普朗克長度區域,支持思考的哲學己經崩塌湮滅。 理論物理學家,是學霸中的學霸,是一羣明知侷限仍然努力讓思想盡可能走遠、但有生之年也走不了多遠的人,是明知終身都是瞎子摸象的碎片化認識、也孜孜不倦求索的人。如果他們都失去了方向,如愛因斯坦晚年求助宗教,那麼,人類宿命的盡頭在哪裏?!

★★★★★

《彎曲的旅行》更輕鬆地解讀理論物理學,這纔是給我們大衆讀者看的書。作者把枯燥的理論變得生活化起來,引領我們饒有興味地讀下去。

★★★★★

雖說一個人看不到1毫米大小的物體內部空間是什麼樣的,可是在粒子物理學的尺度上,1毫米可是極爲龐大的世界。比如說,我們現在知道的中微子,它其實一直就在我們身邊“流淌”,尤其是當它在太陽的核過程中與光子一同被釋放出來時,事實上,每秒鐘竟然有上億的中微子穿過我們,但我們卻從未感覺到。讀本書的額外收穫是:1.世界上,你能想出的所有對稱幾乎都不能維持。2. 粒子相距越遠,反而相互作用越強。3.即使是無窮大的額外維度也無法分隔宇宙中的任何物質,它們無處不在。4.宇宙在加速膨脹,或者會很快膨脹至虛無。5. 我們可能生活在一個孤立的空間口袋中,而它的表現是四維的。若想繼續燒腦的友鄰可以接着讀《叩響天堂之門》和《暗物質與恐龍》。

★★★★★

能感覺到這是本不錯的科普書,但卑職無能啊。在這些研究高深物理的腦瓜子面前,簡直就是一隻只認字的猴子,完全看不明白。

★☆☆☆☆

這本書比年底的會議還枯燥,但這是我的錯,不是作者的問題。 借這裏的位置,記錄下個人最新的感悟,下述內容與本書無關:我們其實活在四維時空中(三維空間+一維時間),平時所說的升維,更多是空間意義上的升維而非時間升維;同時,構成世界的粒子在微觀層面符合量子力學的規律,其特徵之一是疊加態和不確定性原理,最常用的描述是,在你觀察之前,它既是這樣又是那樣,觀察發生,狀態坍縮,呈現出唯一的隨機的結果,爲什麼是這個結果,觀察者無從得知;我去年一度陷入宿命論,認爲從高維的視角看,人一生的劇本是寫好的,一切都已註定,就像我們回望過去,努力改變不了什麼。但現在我想法變了,人生若如粒子,那也是符合量子力學的,過去已觀測,是確定的,未來仍處於疊加態,只能概率性描述,可能成功,可能失敗,可能幸福,可能不幸,在那一天真正到來之前,結果是不能確定的,縱然有“一雙眼”看着我,嘗試控制我,但它影響的也只能是外部變量,只是增加某種結果發生的概率,人的“自由意志”外力無法絕對控制,那麼外力也就無法控制人的未來,它也可能是“看見”。從這個角度看,人在四維時空中的故事,說個體是總導演固然不合適,但也不至於是按部就班的傀儡,怎麼說也得是個編劇、策劃啥的。所以你腦子裏想法,在沒有付諸於實踐之前,神仙也不能知道。

★★★★★

相距甚遠,卻息息相關。 “我們生活的這世界就像魔術師從他的帽子里拉出的一隻白兔。只是這白兔的體積及其龐大,所以這場戲法要數十億年才變得出來。所有的生物都出生於這隻兔子的細毛頂端,他們剛開始對於這場令人不可置信的戲法都感到驚奇。然而當他們年紀愈長,也就愈深入兔子的毛皮,並且待了下來。他們在那兒覺得十分安閒,所以不願再冒險爬回脆弱的兔毛頂端……” 讀這本書的過程中,腦子裏忽然就冒出《蘇菲的世界》中的一段話,不知道這其中究竟有什麼關聯。 俗話說 ,內行看門道,外行看熱鬧。熱鬧沒看出來,書也只讀個大概,讀得艱澀困難,卻強迫症似的非寫點什麼給作個了結。 仍記得蔡康永說的“讀書,就是在一切已知之外,保留一個超越自己的機會,但,如果只看合乎自己口味的書,那你永遠只能知道你已經知道的事” 一直以來,我就是隻願意讀適合自己口味的書。說的好聽點,是擁有自己的風格,實際上,是被自己的思維結構認知結構牢牢限制。 不僅是帶着開卷有益的心態翻開它的,還有一個“私心”,就是想通過閱讀跟喜歡物理學科的兒子多些共同語言。也深知這類書籍在我,不會是“讀你千遍也不厭倦”,仍然希望讀不懂也有勇氣堅持讀下去。 相信像居里夫人這樣的科學家是我等女子都敬仰的神一級的偶像,但是,如果連他們的理論研究成果都一起“仰望”着不去走近,不僅是莫大的遺憾,也會讓自己的認知結構嚴重失衡。 對於像我這樣的科學大白來說,書裏面的好多科學名詞都十分陌生,不誇張地說,甚至像“相對論”“量子力學”這些看似耳熟能詳的物理學概念也是“只知其然不知其所以然” 有收穫的喜悅,亦有結緣的感恩。 最後,讓我用歐陽自遠的一句話鼓勵鼓勵自己: “每一個人都因這套書系,成爲有趣而博學的人,成爲明燈般指引着孩子前行的父母,成爲了解自己、瞭解物質、生命和宇宙的智者。” 我想,這些都是值得我堅持讀下去的最好理由!

★★★★☆

本應該給五星,但說實在的,翻譯有問題,很多地方沒能理解,就扣掉一星吧。 這本書讀起來並不輕鬆,但內容卻很讓人興奮。一直以來各類科普書都在相對論啊量子力學啊這些一百年前的理論裏翻來覆去,最多多說些七十年代的東西(標準模型、早期弦論)。這本書前半部分也說了這些,但後半部分則說了八九十年代以及兩千年初的研究狀態,相當前沿了。 物理學自從相對論量子論開始,接着出現的是量子場論也就是量子化的電磁學,然後是量子電動力學、量子色動力學(兩者結合成標準模型)。再然後開始沒頭緒了,因爲實驗跟不上了。弦論剛出現時並沒什麼耀眼的,一度還很混亂。但兩次弦論革命理清了頭緒,八十年代起成爲了最有希望的統一論候選者。期間還有對黑洞的各種理論研究,對統一論的需求非常高。一般,科普書說到這裏也就差不多到頂了。但蘭道爾的這本書繼續說下去了。 九十年代,超引力理論(也就是M理論)成爲了很多人研究的對象。這個理論引入的額外維度引起了作者的探索欲。然後在九十年代末作者寫了論文交代了研究成果,是關於五維雙膜宇宙模型的一些結論。因爲能解釋標準模型沒得解釋的等級問題而出名,成爲大家討論的對象。作者再在零一零二年寫了新的論文,是關於五維單膜的(把另一個膜放到無限遠去了),呈現的結果更進一步。現在世界上的弦論專家們大部分都在研究額外維度問題,並期待在強子對撞實驗中獲得證據。 作者特別提出的是,在那麼多不可思議的結論中,她認爲最不可思議的是對偶性。弦論第二次革命就是威騰發現了對偶性,那些混亂的早期多個弦論理論其實是相互對偶的,也就是等效的,相同的。弦論自此成爲“一”種理論。在粒子物理中更是存在對偶性,把原本無法解決的問題對偶成能解決的問題。作者的研究裏也用到了對偶,把高能級問題與低能級對偶起來,指出等級問題就是這種對偶的體現,讓其他專家眼睛一亮,原來還可以這麼玩。等級問題老大難了,有這麼個新思路,那就有意思了。 當然問題並沒有解決,因爲還沒實驗結果的支持或者反對。但理論物理學進入到了這種遠超我們日常的地步,實在是令人震驚。相對論算是顛覆性的,但仍然屬於經典物理。量子力學連經典都算不上,但仍然擁有各種直觀或者接近於日常體驗的概念。而現在各種額外維度理論,簡直就是科幻。可怕就在於,這種“科幻”有無比堅實的數學,一般人還懂不了。 希望更多介紹這種真正前沿的科普書問世吧。

★★★★★

這絕對是一本很想讀懂但又理解困難的科普讀物! 牛頓經典物理之後,相對論與量子力學成了無法自洽的兩個分支! 除去引力的話,另外三種相互作用都已找到了合適滿足特定對稱性的量子場論來描述:強作用有量子色動力學;電磁相互作用有量子電動力學,弱作用有費米點作用理論。後來弱作用和電磁相互作用實現了形式上的統一,通過希格斯機制產生質量,建立了弱電統一的量子規範理論,即GWS(Glashow, Weinberg, Salam)模型。 1950年之後,都是嘗試統一引力的歷史!上帝在廣義相對論與量子力學之間設置了跨越不了的鴻溝……從弱力標度到普朗克能標,差了10的18次方的量級!這,或許就是量子力學的魅力,理論物理已經領先實驗物理到令人窒息的地步。某種意義上來說,量子力學代表着人類認知的可能性極限。極致智慧、極致認知的年譜梳理如下: 1.1865年 麥克斯韋方程組 2.1887年 邁克耳孫-莫雷實驗 3.1897年 湯姆遜證明電子的存在 4.1900年 普朗克黑體輻射 5.1904年 洛倫茲變換 6.1905年 愛因斯坦狹義相對論 7.1905年 愛因斯坦光電效應 8.1911年 盧瑟福提出原子模型 9.1913年 玻爾提出原子玻爾模型 10.1924年 德布羅意波粒二象性 11.1925年 泡利不相容原理 12.1926年 薛定諤波函數方程 13.1926年 玻恩提出概率幅 14.1926年 克萊因-戈爾登方程 15.1927年 海森堡不確定性原理 16.1928年 狄拉克方程最先成功地 統一了狹義相對論與量子力學 17.1930年 玻爾提出互補原理 18.1960年 謝爾登·格拉肖發現電 弱相互作用 19.1961年克勞斯·瓊森雙縫實驗 20.1968年Gabriele Veneziano 弦理論(雛形) 21.1974年 Georgi及Glashow 大統一理論 22.1981年W和Z玻色子被發現 23.1990年愛德華·維頓提出具有 11 維空間的M理論超弦理論

★★★☆☆

《彎曲的旅行》是哈佛大學理論物理學家麗莎·蘭道爾的科普力作,以通俗易懂的語言帶領讀者探索宇宙的隱祕維度與前沿物理理論。以下是全書的核心內容總結: ​​核心主題與科學突破​​ ​​額外維度的假說​​ 蘭道爾提出,我們生活的宇宙可能是一個​​四維時空(三維空間 + 時間)與一維捲曲維度​​共同構成的膜宇宙。這一維度可能極其微小(如 0.1 毫米以下),也可能無限延伸但不可觀測。引力子作爲唯一能穿越維度的粒子,使得引力成爲唯一能感知高維存在的力。 ​​弦理論與膜宇宙​​ 書中結合弦理論,認爲基本粒子實爲​​振動着的微小弦​​,而宇宙可能由多層“膜”構成。物質被束縛在特定膜上,但引力可穿透不同膜,形成“弱力膜村”等結構。這一理論解釋了引力爲何遠弱於其他基本力。 ​​實驗驗證與科學挑戰​​ 作者討論了通過高能粒子對撞機(如 LHC)探測額外維度的可能性,例如尋找卡魯扎 - 克萊因粒子或引力子的異常信號。同時,她提出“等級問題”的解決方案——高維引力可能抑制了希格斯粒子質量的量子漲落。 ​​關鍵理論解析​​ ​​彎曲時空與相對論​​ 愛因斯坦的廣義相對論揭示了時空彎曲如何解釋引力現象。蘭道爾以“阿西娜的夢境”比喻五維世界的彎曲幾何,並探討了時空是否爲幻覺的可能性。 ​​量子力學與對稱性​​ 書中梳理了量子力學的核心概念(如不確定性原理、波粒二象性),並強調對稱性(尤其是超對稱)在統一粒子標準模型中的關鍵作用。 ​​多重宇宙與隔離理論​​ 若存在多重膜宇宙,不同宇宙可能遵循不同物理規律。隔離對稱破缺理論解釋了爲何某些物理常數(如引力強度)在宇宙中呈現特定值。 ​​科學意義與讀者價值​​ ​​跨學科科普典範​​ 作品融合了粒子物理、弦理論、宇宙學等多領域知識,既適合科學愛好者入門,也爲專業讀者提供前沿視角。歐陽自遠、郝景芳等科學家聯袂推薦。 ​​顛覆性思維啓發​​ 蘭道爾挑戰了傳統認知,提出“我們可能被困在三維膜中”“引力是高維世界的泄漏”等激進觀點,激發讀者對宇宙本質的思考。 ​​權威評價與延伸閱讀​​ ​​學界認可​​ 諾貝爾獎得主戴維·格羅斯稱蘭道爾“駕輕就熟地描述了粒子物理早期發展”,英國皇家學會會長馬丁·里斯爵士讚譽其“揭示了咫尺之外的隱藏宇宙”。 ​​延伸推薦​​ 書中多次引用《關於未來的答案系列套裝》等著作,並建議讀者結合《扣響天堂之門》《暗物質與恐龍》等蘭道爾宇宙三部曲深化理解。

書籍信息

作者麗莎·蘭道爾
譯者竇旭霞
出版社浙江人民出版社
出版時間2016-10-01
ISBN9787213075650
分類科學技術-科學科普
格式EPUB
完結狀態連載中
章節數42