Обложка Грин Б. Ткань космоса: Пространство, время и текстура реальности. Пер. с англ.
Id: 282567
1459 руб.

Ткань космоса:
Пространство, время и текстура реальности. Пер. с англ. Изд. 4

Brian R. Greene "The fabric of the cosmos. Space, time and the texture of reality". (In Russian).
URSS. 2022. 608 с. ISBN 978-5-453-00222-1. Обычный формат (220мм x 148мм).
Белая офсетная бумага
  • Твердый переплет

Аннотация

Брайан Грин --- один из ведущих физиков современности, автор "Элегантной Вселенной" --- приглашает нас в очередное удивительное путешествие вглубь мироздания, которое поможет нам взглянуть в совершенно ином ракурсе на окружающую нас действительность.

В книге рассматриваются фундаментальные вопросы, касающиеся классической физики, квантовой механики и космологии. Что есть пространство? Почему время имеет направление? Возможно ли путешествие... (Подробнее)


Содержание
Предисловие11
Часть I Арена реальности15
Глава 1. Пути к реальности .Пространство, время и почему все таково, каково оно есть17
Классическая реальность21
Релятивистская реальность22
Квантовая реальность24
Космологическая реальность26
Объединенная реальность29
Реальность прошлого и будущего33
Возмужание в пространстве и времени34
Глава 2. Вселенная и ведро . Пространство — это человеческая абстракция или физическая сущность?36
Относительность до Эйнштейна36
Ведро39
Трудности с пространством42
Мах и смысл пространства44
Мах, движение и звезды49
Мах против Ньютона51
Глава 3. Относительность и абсолют . Пространство-время — это абстракция Эйнштейна или физическая сущность?52
Пусто ли пустое пространство?52
Относительное пространство, относительное время56
Изощрен, но не злонамерен59
А как насчет ведра?63
Нарезая пространство и время64
Срезы под разными углами69
Ведро с точки зрения специальной теории относительности71
Гравитация и старинный вопрос74
Эквивалентность гравитации и ускорения77
Искривления, рябь и гравитация81
Общая теория относительности и ведро84
Пространство-время в третьем тысячелетии87
Глава 4. Запутывание пространства . Что значит быть разделенным в квантовой Вселенной?89
Мир согласно квантовым представлениям90
Красное и синее93
Посылая волны96
Вероятность и законы физики100
Эйнштейн и квантовая механика104
Гейзенберг и принцип неопределенности107
Эйнштейн, неопределенность и вопрос реальности110
Квантовый отклик114
Белл и спин115
Тестирование реальности118
Подсчет ангелов на игле122
Нет дыма без огня123
Запутанность и специальная теория относительности: стандартный подход127
Запутанность и специальная теория относительности: альтернативный подход129
Что нам со всем этим делать?132
Часть II Время и опыт135
Глава 5. Замерзшая река137
Течет ли время? Течет ли время?139
Устойчивая иллюзия прошлого, настоящего и будущего142
Опыт и течение времени149
Глава 6. Случайность и стрела времени . Имеет ли время направление?153
Загадка153
Прошлое, будущее и фундаментальные законы физики155
Симметрия по отношению к обращению времени156
Теннисные мячи и разбивающиеся яйца159
Принцип и практика160
Энтропия161
Энтропия, второй закон и стрела времени167
Энтропия: прошлое и будущее169
Следуя за математикой173
Затруднительное положение174
Делая шаг назад178
Яйцо, курица и Большой взрыв181
Энтропия и гравитация182
Важное утверждение186
Последняя загадка186
Глава 7. Время и кванты . Как царство квантов помогает понять суть времени188
Прошлое согласно квантовой теории188
В страну Оз191
Свобода выбора193
Усечение истории195
Случайность истории197
Стирая прошлое202
Формируя прошлое205
Квантовая механика и опыт210
Загадка квантового измерения213
Реальность и проблема квантового измерения215
Декогеренция и квантовая реальность220
Квантовая механика и стрела времени225
Часть III Пространство-время и космология229
Глава 8. О снежинках и пространстве-времени . Симметрия и эволюция космоса231
Симметрия и законы физики232
Симметрия и время237
Растяжение ткани241
Время в расширяющейся Вселенной245
Тонкие особенности расширяющейся Вселенной248
Космология, симметрия и форма пространства250
Космология и пространство-время255
Альтернативные формы260
Космология и симметрия262
Глава 9. Испарение вакуума . Теплота, ничто и объединение263
Теплота и симметрия264
Сила, материя и поля Хиггса266
Поля в охлаждающейся Вселенной268
Океан Хиггса и происхождение массы272
Объединение в охлаждающейся Вселенной274
Великое объединение277
Возвращение эфира279
Энтропия и время281
Глава 10. Препарирование взрыва . Что взорвалось?283
Эйнштейн и отталкивающая гравитация284
О прыгающих лягушках и переохлаждении291
Инфляция293
Рамки инфляции297
Инфляция и проблема горизонта298
Инфляция и проблема плоскостности301
Прогресс и предсказания304
Предсказание темноты306
Убегающая Вселенная307
Пропавшие 70 %311
Загадки и прогресс313
Глава 11. Кванты на небе в алмазах .Инфляция, квантовая дрожь и стрела времени315
Квантовый скайрайтинг315
Золотой век космологии319
Создание Вселенной321
Инфляция, гладкость и стрела времени325
Энтропия и инфляция327
Больцман возвращается329
Инфляция и яйцо333
Ложка дегтя в бочке меда?334
Часть IV Истоки и объединение337
Глава 12. Мир на струне . Ткань Вселенной в теории струн339
Квантовая дрожь и пустое пространство341
Проблемы с квантовыми флуктуациями344
Нужно ли это?347
Невероятный путь к решению350
Первая революция356
Теория струн и объединение357
Почему работает теория струн?360
Ткань космоса в области малого362
Более тонкие вопросы363
Свойства частиц в теории струн365
Слишком много колебаний368
Объединение в высших измерениях371
Скрытые измерения373
Теория струн и скрытые измерения378
Форма скрытых измерений380
Физика струн и дополнительные измерения381
Ткань космоса согласно теории струн386
Глава 13. Вселенная на бране . Пространство и время с точки зрения М-теории387
Вторая суперструнная революция388
Мощь перевода390
Одиннадцать измерений393
Браны395
Миры на бранах397
Липкие браны и колеблющиеся струны399
Наша Вселенная как брана402
Гравитация и большие дополнительные измерения405
Большие дополнительные измерения и большие струны411
Теория струн сопротивляется экспериментальной проверке?412
Космология мира на бране414
Циклическая космология415
Беглая оценка421
Новый взгляд на пространство и время422
Часть V Реальность и воображение425
Глава 14. Вверх в небеса и вниз на землю . Эксперименты с пространством и временем427
Эйнштейновское увлечение427
Ловля волны430
Поиск дополнительных измерений435
Океан Хиггса, суперсимметрия и теория струн439
Космические истоки441
Темная материя, темная энергия и будущее Вселенной444
Пространство, время и предположения теории448
Глава 15. Телепортация и машины времени . Путешествие сквозь пространство и время449
Телепортация в квантовом мире450
Квантовое запутывание и квантовая телепортация454
Практическая телепортация458
Загадки путешествия во времени459
Пересмотр загадок463
Свободная воля, множество миров и путешествие во времени466
Возможно ли путешествие в прошлое?470
Проект машины времени на основе кротовой норы472
Построение машины времени на кротовой норе477
Толпы зевак из будущего479
Глава 16. Будущее одной иллюзии . Перспективы пространства и времени481
Фундаментальны ли понятия пространства и времени?482
Квантовое усреднение483
Преобразование геометрии485
На что указывает энтропия черной дыры?488
Является ли Вселенная голограммой?492
Составляющие пространства-времени496
Внутреннее и внешнее пространство502
Примечания505
Словарь научных терминов561
Литература для дальнейшего чтения569
Предметный и именной указатель573

Анонс

Автор "Элегантной Вселенной" приглашает нас в очередное удивительное путешествие вглубь мироздания, которое поможет нам взглянуть в совершенно ином ракурсе на окружающую нас действительность.

В книге рассматриваются фундаментальные вопросы, веками ускользающие от истинного понимания. Что есть пространство? Почему время имеет направление? Какую роль играют симметрия и энтропия в эволюции космоса? Что скрывается за темной материей? Может ли Вселенная существовать без пространства и времени? Возможно ли путешествие в прошлое?

Грин прослеживает эволюцию этих идей через призму их понимания лучшими учеными умами. Мы стартуем от застывшей картины мира Ньютона, проходим через изменчивое пространство-время Эйнштейна и оказываемся в удивительном царстве квантовой механики, где далеко удаленные друг от друга объекты могут мгновенно координировать свое поведение или даже подвергаться телепортации. В книге обсуждаются многие моменты инфляционной модели Вселенной, проблема горизонта, происхождение темной материи и энергии, образование галактик.

Грин показывает, что наш мир сильно отличается от того, к чему нас приучил здравый смысл. Он представляет читателю теорию струн, которая позволяет примирить между собой общую теорию относительности и квантовую механику. Кульминацией этой поразительной картины является 11-мерная Вселенная, состоящая из вибрирующих струн и бран, населяющих М-теорию, где пространство и время сами могут дробиться на более фундаментальные сущности.

Живой язык, тонкий юмор, блестящее использование разнообразных примеров и аналогий по праву ставит "Ткань космоса" в разряд произведений современной научно-популярной классики.

Брайан Грин увлекает всех нас, невзирая на уровень образования и научной подготовки, в познавательное путешествие к новым пластам реальности, которые современная физика вскрывает под слоем привычного нам мира.


Предисловие

Пространство и время будоражат воображение ученых как никакие другие идеи в науке. Причина понятна. Они образуют арену реальности, формируют самую ткань космоса. Само наше существование -- все, что мы делаем, думаем и чувствуем -- происходит в некоторой области пространства и в течение некоторого интервала времени. Однако наука до сих пор пытается понять, что на самом деле представляют собой пространство и время. Являются ли они реальными физическими сущностями или лишь полезными идеями? Если они реальны, то фундаментальны ли они или же возникают из более первичных конституэнтов? Что означает для пространства быть пустым? Есть ли начало у времени? Есть ли у времени стрела, неумолимо направленная из прошлого в будущее, как подсказывает повседневный опыт? Можем ли мы влиять на пространство и время? В этой книге мы проследим трехсотлетние попытки пылкой научной мысли дать ответы (или намеки на ответы) на эти фундаментальные и глубокие вопросы о природе мироздания.

В нашем путешествии мы неоднократно столкнемся и с другим вопросом, одновременно и всеобъемлющим, и ускользающим: что есть реальность? Мы, человеческие существа, имеем доступ только к нашему внутреннему опыту ощущений и мысли, поэтому как мы можем быть уверены, что они истинно отражают внешний мир? Философы уже давно осознали эту проблему. Режиссеры популяризуют эту тему с помощью сюжетов, наполненных вымышленными мирами, порожденными изысканными нейрологическими симуляциями, которые существуют только в умах их героев. А физики, к которым отношусь и я, остро чувствуют, что видимая реальность -- материя, эволюционирующая на фоне пространства и времени, -- может оказаться совсем непохожей на ту, другую реальность, лежащую за пределами видимого (если она существует). Однако, поскольку наблюдения -- это все, что у нас есть, мы принимаем их всерьез. Вместо неограниченного воображения или необузданного скептицизма мы выбираем в качестве проводника надежные данные и математику и ищем наиболее простые, однако самые многообещающие теории, способные объяснить и предсказать результаты современных и будущих экспериментов. Это сильно ограничивает искомые теории. (Например, в этой книге вы не найдете и намеков на то, что я плаваю в баке с водой, подключенный проводами к тысяче мозговых стимуляторов, которые заставляют меня просто думать, что я сейчас пишу этот текст.) Но за последние сто лет открытия в физике заставляют нас пересмотреть обыденное отношение к реальности, и это так ошеломляет, захватывает и потрясает все устои, как самая невероятная научная фантастика. Об этой революции идей и пойдет речь на страницах этой книги.

Многие из исследуемых вопросов суть те же самые, что на протяжении веков являлись в разных ипостасях и заставляли напрягаться умы Аристотеля, Галилея, Ньютона, Эйнштейна и многих других. И поскольку в этой книге мы описываем науку в становлении, мы прослеживаем эти вопросы так, как они были поставлены одним поколением, ниспровергнуты их последователями и уточнены и переосмыслены учеными последующих поколений.

Например, при ответе на нетривиальный вопрос -- является ли абсолютно пустое пространство, как чистое полотно, реальной сущностью или просто отвлеченной идеей? -- мы следуем за маятником научной мысли: Исаак Ньютон в XVII в. утверждал, что пространство реально; потом маятник качнулся вспять, и Эрнст Мах сказал, что нет, не реально; а в XX в. Эйнштейн ошеломляюще переформулировал саму суть вопроса, слив воедино пространство и время, в значительной мере опровергнув Маха. Затем мы следуем за новыми открытиями, которые снова переиначивают вопрос, переопределяя понятие "пустоты", говоря, что пространство неизбежно заполнено так называемыми квантованными полями и, возможно, однородно распределенной энергией, называемой космологической постоянной, -- современным отголоском старого и дискредитированного понятия "эфир", который заполняет все пространство. А затем мы расскажем читателю, как грядущие космические эксперименты могут подтвердить некоторые выводы Маха, которые согласуются с общей теорией относительности Эйнштейна, являя собой захватывающий образец запутанной паутины научного исследования.

В наши дни мы находим обнадеживающие результаты инфляционной космологии относительно понимания стрелы времени; богатый выбор предложений дополнительных измерений в теории струн; поразительное предположение МНтеории о том, что наша Вселенная -- всего лишь щепка, плавающая в более масштабном космосе; широко обсуждаемую идею о том, что наблюдаемая нами Вселенная может оказаться лишь голограммой. Мы пока не знаем, справедливы ли наши последние научные теории. Но как бы дико они не звучали, мы относимся к ним серьезно, ибо именно сюда нас привел непрерывный и непреклонный поиск глубинных законов природы. Непонятная и необычная реальность ждет нас не только на изобильной стезе научной фантастики. Она рождается на острие современных открытий физической науки.

Книга "Ткань космоса" предназначена в основном для широкого круга читателей, не имеющих особой научной подготовки, но обладающих стремлением понять устройство мироздания, что поможет им преодолеть трудности на пути понимания сложных и нетривиальных концепций. Как и в моей первой книге "Элегантная Вселенная", я старался придерживаться сути научных идей, опуская математические описания и заменяя их метафорами, аналогиями, рассказами и иллюстрациями. Когда мы подходим к самым сложным разделам, я предупреждаю об этом читателя и предлагаю короткую аннотацию для тех, кто решит только пролистать эти сложные места или вообще их опустить. Таким образом, читатель сможет пройти путем открытий и получить не только набор знаний о последних идеях в физике, но и понимание того, как и почему та или иная идея получила право на жизнь.

Студенты, просто любители науки, учителя и ученые-профессионалы также почерпнут много интересного из этой книги. Хотя в начальных главах обсуждаются необходимые, но стандартные основополагающие вопросы из теории относительности и квантовой механики, довольно необычным будет акцент на реальности понятий пространства и времени. В следующих главах речь идет о разном -- теореме Белла, экспериментах с задержанным выбором, квантовых измерениях, ускоренном расширении Вселенной, возможности получения черных дыр на ускорителях следующего поколения, создании удивительной машины времени, основанной на идее кротовых нор. Это лишь некоторые из обсуждаемых идей, которые познакомят читателя с самыми захватывающими и обсуждаемыми сейчас научными достижениями.

Некоторая часть излагаемого материала является спорной. Если идея еще висит в воздухе и по поводу нее нет общепринятого мнения, я излагаю в основном тексте взгляды, считающиеся доминирующими в научном мире. По спорным вопросам в приложения вынесены различные точки зрения, для которых, как мне кажется, консенсус достигается в наибольшей степени. Некоторые ученые, особенно те, идеи которых разделяет меньшинство, будут возражать против моих суждений, но я старался нарисовать сбалансированную картину. В приложениях особо усердный читатель найдет более полные объяснения и предостережения относительно вопросов, которые я упростил, а также (для желающих) краткие математические дополнения к бесформульному описанию в основном тексте. Краткий глоссарий дает пояснение к некоторым специальным научным терминам.

Даже книга такого объема не может охватить столь фундаментальные и всеобъемлющие понятия, как пространство и время. Я сосредоточил внимание на тех идеях, которые являются одновременно и увлекательными, и важными для формирования полной картины реальности, создаваемой современной наукой. Конечно, выбор материала отражает мои личные вкусы, и я приношу извинения тем, кто считает, что их личный вклад или область их интересов не нашли должного отражения в книге.

При написании "Ткани космоса" я был счастлив чувствовать обратную связь с читателями. Это было важно для меня. Рафаэль Каспер, Любос Мотл, Дэвид Стейнхардт и Кен Винберг прочли разные варианты рукописи, некоторые неоднократно, и сделали много детальных замечаний, которые значительно улучшили ясность и точность изложения. Я им сердечно благодарен. Дэвид Альберт, Тэд Балц, Николас Болс, Трэси Дэй, Петер Демчук, Ричард Истер, Анна Холл, Кейт Голдсмит, Шели Голдстейн, Майкл Гордин, Джошуа Грин, Артур Гринспун, Гэвин Герра, Сандра Кауфман, Эдвард Кастенмейер, Роберт Крулвич, Андрей Линде, Шани Оффен, Малик Парик, Майкл Поповиц, Марлен Скалли, Джон Стахель и Ларс Стретер прочитали рукопись всю или частично и сделали ряд полезных замечаний. Андреас Альбрехт, Майкл Бассет, Сен Кэррол, Адрея Кросс, Рита Грин, Алан Гут, Марк Джексон, Дэниель Кабат, Уилл Кинни, Джастин Хури, Хиранья Пейрис, Сол Перлмуттер, Конрад Шалм, Пол Стейнхардт, Леонард Сасскинд, Нил Тьюрок, Генри Тай, Уильям Вормус и Эрик Вайнберг подарили мне радость совместного обсуждения. Я особо признателен Рафаэлю Ганнеру, чье особое искусство настоящей дискуссии и чей настрой критиковать мои наброски оказались неоценимы. Эрик Мартинес был незаменим на производственной стадии работы над книгой, а Джейсон Сиверс был великолепен при создании иллюстраций. Я благодарен моим литературным агентам Катинке Мэтсон и Джону Брокману. И я глубоко признателен моему издателю Марти Ашеру за неиссякаемую поддержку, советы и глубокое понимание, что значительно улучшило качество представления материала.

Мои научные исследования были поддержаны Департаментом энергии, Национальным научным фондом и Фондом Альфреда П.Слоана. Я выражаю им свою искреннюю благодарность.


Об авторе
Грин Брайан
Окончил Гарвардский университет. Диссертацию защитил в Оксфорде. В 1990 г. начал работать на физическом факультете Корнелльского университета. С 1996 г. профессор в Колумбийском университете. Читал лекции в более чем двадцати пяти странах, выступая как перед специалистами, так и перед широкой аудиторией. Автор ряда фундаментальных открытий в теории суперструн.