Обложка Конлон Дж. ТЕОРИЯ СТРУН: Так почему же ИМЕННО ТЕОРИЯ СТРУН?! Пер. с англ.
Id: 264922
799 руб.

ТЕОРИЯ СТРУН:
Так почему же ИМЕННО ТЕОРИЯ СТРУН?! Пер. с англ.

URSS. 2023. 304 с. ISBN 978-5-453-00231-3.
Типографская бумага
Теория струн в современной теоретической физике • Теория струн как призвание • Зачем нужна теория струн? • Есть ли у теории струн будущее? • Верна ли теория струн? • Истоки и смысл теории струн • Многоликая теория струн • В лабиринте теории струн.

Аннотация

Книга Джозефа Конлона представляет читателю захватывающую панораму передовых исследований в теории струн — области теоретической физики, в корне меняющей наши представления об устройстве мира, в котором мы живем.

Любознательному читателю, который хочет понять суть теории струн, нужен мудрый проводник, обладающий не только знаниями, но и педагогическим талантом и ярким литературным стилем. Чем абстрактнее теория, тем труднее работа... (Подробнее)


Содержание
Предисловие переводчика7
Предисловие автора к русскому изданию11
Предисловие14
Часть I. Почему?17
Глава 1. Долгое ожидание17
Глава 2. Масштабы науки: малое и большое27
Глава 3. Большие уроки физики38
3.1. Пространство и время выкроены из одного отреза38
3.2. Пространство-время динамично40
3.3. Мир описывается квантовой механикой43
3.4. Мир действительно, честное слово, воистину описывается квантовой механикой47
3.5. Природа любит симметрии54
3.6. Была Вселенная молодой, горячей и гладкой, но нынче стала старой, холодной и морщинистой62
3.7. Разное может оказаться одинаковым70
3.8. Природа умнее нас75
Глава 4. Истина где-то там...78
Часть II. Что?92
Глава 1. Чем была теория струн?92
1.1. Рождение92
1.2. Выбор имени95
1.3. Годы испытаний100
1.4. Предвестники великой радости105
1.5. В центре внимания111
1.6. …Ранее известная как теория струн115
Глава 2. Что есть теория струн?122
2.1. Квантовая теория поля, как ни назови122
2.2. Мизантропный ландшафт126
2.3. Пятьдесят лет спустя133
Часть III. Зачем?135
Глава 1. Прямые экспериментальные свидетельства в пользу теории струн135
Глава 2. Почему струны? Квантовая теория поля136
2.1. Проблема сильной связи138
2.2. АдС/КТП-соответствие144
2.3. Применение к столкновениям тяжелых ионов153
2.4. Применение к физике конденсированного состояния163
Глава 3. Почему струны? Математика170
3.1. Взаимное уважение170
3.2. О монстрах и фантазиях176
3.3. Зеркальная симметрия181
3.4. Культы в физике185
Глава 4. Почему струны? Космология и физика элементарных частиц190
4.1. Дополнительные измерения и модули190
4.2. Что делает модули и что делают модули198
4.3. Аксионоподобные частицы207
4.4. Космический магнетизм211
4.5. Экспериментальные докуки216
Глава 5. Почему струны? Квантовая гравитация219
5.1. Бухгалтерия черных дыр221
5.2. Сингулярности и смена топологии227
5.3. Предельный коллайдер231
Часть IV. Кто?235
Глава 1. Цветение тысячи цветов: научные стили235
1.1. Революционеры237
1.2. Vorsprung durch Technik240
1.3. Пан или пропал245
1.4. Возвышеннейший брахманат Принстон249
1.5. «Il faut cultiver notre jardin»253
Глава 2. #EpicFail? Критические аргументы против теории струн256
Глава 3. Почему теория струн?274
3.1. Причины успеха274
3.2. Соперники и конкуренты280
3.3. Предсказание будущего284
Примечания и библиография287
Предметно-именной указатель292

Предисловие переводчика

Книга Джозефа Конлона «Теория струн: Так почему же именно теория струн?!» начинается словами: «Эта книга — о теории струн». Однако при знакомстве с ней в голове постоянно всплывают слова Остапа Бендера, которыми он прокомментировал демонстрацию ему Эллочкой-Людоедкой меха фальшивого мексиканского тушканчика: «Вас обманули. Вам дали гораздо лучший мех. Это шанхайские барсы».

В отличие от грубой лести великого комбинатора, содержание книги, которую вы держите в руках, и вправду гораздо шире, чем можно судить по ее названию. Фактически она представляет читателю захватывающую дух панораму передового фронта исследований во всей современной фундаментальной физике — то есть в той области физики, которая, реально или потенциально, способна в корне изменить наши представления об устройстве мира, в котором мы живем, а также о том, как физические миры вообще могут быть устроены. За последние три-четыре десятка лет этот фронт ушел вперед очень далеко, и перед внутренним взором физиков, работающих на этом фронте, предстает совершенно иной — странный и пронизанный множеством необычных взаимосвязей — мир, чем тот, который рисовали классические университетские учебники физики. К сожалению, тылы, по разным причинам, отстали.

Поэтому даже для тех, кто получил хорошее университетское физическое образование, но не занимался непосредственно исследованиями в области фундаментальной физики, произошедшая трансформация физической картины мира осталась во многом незамеченной. Знакомство с книгой «Теория струн: Так почему же именно теория струн?!» — хороший способ закрыть этот пробел.

Книга Джозефа Конлона интересна, однако, отнюдь не только физикам — действующим или числящимся таковыми по университетскому диплому. Теория струн, наряду с теорией относительности, черными дырами и экзопланетами — тема, чрезвычайно популярная у широкой публики, в том числе далекой от физики и вообще от точных наук.

Это отмечает, с некоторым удивлением, сам автор. Это, с не меньшим удивлением, могу подтвердить и я на основе своего преподавательского опыта: года не проходит, чтобы кто-нибудь из моих студентов, обучающихся по направлению «Педагогическое образование», не выразил желание сделать доклад, написать курсовую или даже дипломную работу по теме, связанной с теорией струн. При этом короткое собеседование с таким претендентом неизменно обнаруживает, что человек не представляет себе даже азов предмета, а вся его, так сказать, теоретическая подготовка сводится к нескольким увиденным на новостных лентах журналистским сообщениям с хлесткими заголовками.

По-хорошему, такому человеку, желающему разобраться, что такое теория струн, надо было бы порекомендовать посильную, но при этом связную и последовательную книгу по заинтересовавшему его предмету.

Проблема в том, что таких книг практически нет, и нет их по причинам объективным.

Во-первых, теория струн сложна математически. При этом она использует разнообразные разделы математики, которые в подавляющем большинстве не относятся к числу классических, а некоторые вообще спешно создаются на наших глазах в связи с запросами и даже с помощью физической теории струн — впечатляющие примеры этого приводятся в представляемой книге. Спустить эту математику на уровень, посильный не то что для широкой публики, а хотя бы для студентов технических вузов — задача пока нерешаемая. Хорошей иллюстрацией может служить «Введение в теорию суперструн» , написанное американским физиком Митио Каку, прославившимся как выдающийся популяризатор науки. Несмотря на все его умение растолковывать «на пальцах» самые сложные вещи и на прекрасный стиль изложения, его книга математизирована настолько, что будет явно не по зубам большинству студентов и аспирантов физфаков (кроме тех, кто специализируется на обсуждаемых в книге Каку вопросах).

Во-вторых, теория струн использует много принципиально новых и непривычных даже для хорошо образованных неспециалистов понятий. Без них связный рассказ, даже самый поверхностный, невозможен.

Использовать же их, просто называя без особых пояснений, также невозможно: читатель потеряет нить изложения почти мгновенно. Поэтому автор даже самой наидоступной книги по теории струн должен честно выполнить работу, столь знакомую любому преподавателю: прежде чем использовать любое новое понятие, объяснить своей аудитории, что это такое и откуда оно берется, а затем еще убедиться, что аудитория в должной степени восприняла это понятие. Чем абстрактнее понятие, тем труднее эта работа, и не все с ней справляются. В качестве примера можно сослаться на популярную книжку Габсера : в ней много картинок, изложение идей теории струн предельно упрощено (иногда до состояния откровенной вульгаризации), но при этом ключевые понятия, а главное — взаимосвязи между ними, так и остаются для читателя загадкой.

Автор книги, которую вы держите в руках, сумел, на мой взгляд, справиться с отмеченными проблемами в полной мере. Каким же образом это ему удалось?

Во-первых, в книге практически нет математики как вычислений — вплоть до того, что в большинстве случаев автор обозначает числа не цифрами, а словами-числительными, используя порой довольно громоздкие конструкции типа «миллионы миллиардов миллиардов». Вычисления и их результаты не выписываются, а описываются, причем описываются прежде всего (опять-таки словесно) их идеи, суть, смысл и трудоемкость. Благодаря такому подходу математика в книге все-таки присутствует, но неявно, в той форме, в которой ее ощущают математики и представители точных наук — как система динамических взаимосвязей между различными величинами. Не так важно помнить, что дважды два — четыре, как важно понимать, что если один из сомножителей увеличится, то и произведение возрастет, причем именно во столько раз, во сколько увеличился сомножитель. Математика в книге предстает не с технической своей стороны, а прежде всего с идейной.

Во-вторых, автор сразу отказывается от безнадежной затеи дать сколько-нибудь полное и систематическое изложение теории струн, о чем честно и неоднократно предупреждает читателя. Картина современной фундаментальной физики, которую он рисует, — это картина далеко не полная и совсем не подробная. Она фрагментарна и написана толстой кистью, крупными мазками. Однако при этом каждый фрагмент внутренне согласован, и связи между ними намечены, пусть даже пунктиром.

В результате все получившееся полотно производит целостное и чрезвычайно глубокое эмоциональное впечатление. В этом отношении книгу «Теория струн: Так почему же именно теория струн?!» можно уподобить картинам импрессионистов, отказавшихся в свое время от канонов классицизма, которые требовали строгого соблюдения перспективы и прорисовывания всех мельчайших подробностей, — отказавшихся во имя максимально эффективной передачи общего эмоционального впечатления. Несмотря на уничтожающую критику, которой полотна импрессионистов подвергались поначалу, история подтвердила правомерность их подхода. Думаю, что подтверждение правильности подхода, избранного автором обсуждаемой книги, не потребует столетнего срока выдержки.

Достаточно просто прочитать книгу и получить соответствующее впечатление.

Еще одно достоинство панорамы современной физики, разворачиваемой в книге, заключается в ее динамичности: читатель видит эту панораму в изменении, в развитии, в процессе столкновения различных, зачастую противоположных, мнений и толкований. Вместе с непосредственными участниками этого процесса читатель погружается в бездну отчаяния, сталкиваясь с неразрешимыми противоречиями и попадая в безвыходные тупики, переживает тревожное чувство неопределенности и сомнений в том, не впустую ли были потрачены человеко-годы самого квалифицированного труда, и преисполняется самой высшей и чистой радости познания, когда вдруг противоречия чудесным образом разрешаются, а в самом дальнем углу тупика вдруг отыскивается выход на сияющие просторы принципиально нового понимания природы.

Целостность рисуемой в книге физической картины мира не в последнюю очередь достигается за счет интенсивной демонстрации ее человеческого измерения. Читателю не просто предъявляются некоторые, неизвестно откуда и какой ценой взявшиеся результаты познания, но показывается тот извилистый путь, который привел к ним, и те люди, со своими неповторимыми индивидуальностями, которым мы обязаны этими результатами. Ученые, упоминаемые в книге Джозефа Конлона, — это не просто фамилии авторов ключевых статей и книг по теории струн.

Это живые люди, обладающие происхождением (порой экзотическим), биографиями (порой достойными приключенческого романа), яркими чертами характера (не все из которых безусловно достойны подражания). Заметное место в книге занимают соображения автора о различных типах ученого, об организации и финансировании науки и о ее нематериальных ценностях. Именно этот, казалось бы, не имеющий отношения к собственно физике, материал становится тем клеем, который соединяет пеструю мозаику в единую целостную картину того, что происходит в современной фундаментальной физике.

У обсуждаемой книги имеется и гораздо более широкий культурный фон, значительно повышающий ее привлекательность для читателя и трудность для переводчика. События, происходившие в теории струн и вообще в фундаментальной физике в течение последнего полувека, синхронизируются с событиями политической, экономической и культурной жизни Соединенного Королевства, Соединенных Штатов и всего остального мира. Текст насыщен аллюзиями и прямыми цитатами из Библии, классических литературных произведений, песен «The Beatles» и других популярных групп. У переводчика нет полной уверенности, что удалось идентифицировать все эти аллюзии и цитаты, так что возможные пропуски тут остаются на его совести. Для пояснения тех или иных ситуаций, возникавших в ходе развития теории струн, автор книги регулярно использует спортивные аналогии — прежде всего из футбольной жизни Великобритании, но, кроме того (к отчаянию переводчика), и из гораздо более экзотического для нас крикета. Все это написано живым, отчасти разговорным языком с особенностями, характерными для современной британской молодежи (на момент окончания книги автору было 34 года), и с элементами «профессорского бормотания», выражающимися чаще всего в усложненной структуре некоторых предложений.

Переводчик старался передать эти особенности авторского стиля; в какой степени ему это удалось — судить читателю.

Владимир Свиридов

Воронеж

Июль 2021 г.


Об авторе
Джозеф Конлон
Профессор теоретической физики Оксфордского университета и преподаватель оксфордского Нового колледжа (основанного в 1379 г.). Окончил Кембриджский университет, где в 2006 г. получил степень доктора философии в области теоретической физики (PhD).

Научная работа Дж. Конлона сфокусирована на попытках связать теорию струн как фундаментальную теорию физики с миром наблюдаемых физических явлений, включая современные астрофизические наблюдения. Он автор около 70 научных работ, посвященных теории струн, космологии, физике элементарных частиц и астрофизике частиц. В свободное время увлекается шахматами, имеет звание кандидата в мастера Международной шахматной федерации.