Элегантная Вселенная

Предисловие

Часть I. НА ПЕРЕДНЕМ КРАЮ ПОЗНАНИЯ

Глава 1. Связанные струной

• Связанные струной
• Три конфликта
• Вселенная в своем самом малом, или что мы знаем о материи
• Взаимодействия, или куда делся фотон
• Теория струн: основная идея
• Теория струн как единая теория всего
• Современное состояние теории струн

Часть II. ДИЛЕММА ПРОСТРАНСТВА, ВРЕМЕНИ И КВАНТОВ

Глава 2. Пространство, время и взгляд наблюдателя

• Интуиция и ее изъяны
• Принцип относительности
• Скорость света
• Истина и ее последствия
• Влияние на время. Часть I
• Влияние на время. Часть II
• Жизнь на бегу
• И все же: кто движется?
• Влияние движения на пространство
• Движение в пространстве-времени
• Как насчет Е = mс2?

Глава 3. 0б искривлениях и волнистой ряби

• Ньютоновский взгляд на гравитацию
• Несовместимость ньютоновской теории тяготения и специальной теории относительности
• Самая счастливая идея Эйнштейна
• Ускорение и искривление пространства и времени
• Основы общей теории относительности
• Некоторые замечания
• Разрешение противоречия
• Снова об искривлении времени
• Экспериментальное подтверждение общей теории относительности
• Черные дыры, Большой взрыв и расширение Вселенной
• Верна ли общая теория относительности?

Глава 4. Микроскопические странности

• Квантовая теория
• На кухне слишком жарко
• Деление на порции на рубеже веков
• Что представляют собой порции?
• Волна или частица?
• Частицы материи также являются волнами
• Волны чего?
• Точка зрения Фейнмана
• Квантовые чудеса

Глава 5. Необходимость новой теории: общая теория относительности versus квантовая механика

• Суть квантовой механики
• Квантовая теория поля
• Частицы-посланники
• Калибровочная симметрия
• Общая теория относительности и квантовая механика

Часть III. КОСМИЧЕСКАЯ СИМФОНИЯ

Глава 6 Только музыка, или Суть теории суперструн

• Краткая история теории струн
• Снова атомы в духе древних греков?
• Объединение через теорию струн
• Музыка теории струн
• Три следствия жестких струн
• Гравитация и квантовая механика в теории струн
• Грубый ответ
• Ловкость рук?
• Более точный ответ
• Не только струны?

Глава 7. «Супер» в суперструнах

• Характер физических законов
• Спин
• Суперсимметрия и суперпартнеры
• Доводы в пользу суперсимметрии — до появления теории струн
• Суперсимметрия в теории струн
• Суперпроблема изобилия

Глава 8. Измерений больше, чем видит глаз

• Иллюзия привычного
• Идея Калуцы и уточнение Клейна
• Взад и вперед по Садовому шлангу
• Объединение в высших измерениях
• Современное состояние теории Калуцы—Клейна
• Дополнительные измерения и теория струн
• Некоторые вопросы
• Физические следствия дополнительных измерений
• Как выглядят свернутые измерения?

Глава 9. Дымящееся ружье: экспериментальные свидетельства

• Перекрестный огонь критики
• Дорога к эксперименту
• Перебирая возможности
• Суперчастицы
• Частицы с дробным электрическим зарядом
• Некоторые более отдаленные перспективы
• Оценка ситуации

Часть IV. ТЕОРИЯ СТРУН И СТРУКТУРА ПРОСТРАНСТВА-ВРЕМЕНИ

Глава 10. Квантовая геометрия

• Суть римановой геометрии
• Космологическая сцена
• Существенно новая черта
• Физические свойства намотанных струн
• Спектр состояний струны *)
• Спор двух профессоров
• Три вопроса
• Два взаимосвязанных понятия расстояния в теории струн
• Минимальный размер
• Насколько общий этот вывод?
• Зеркальная симметрия
• Физика и математика зеркальной симметрии

Глава 11. Разрывая ткань пространства

• Волнующая возможность
• Зеркальная перспектива
• Медленный прогресс
• Рождение стратегии
• Поздние вечера в последней обители Эйнштейна
• О шести банках пива и работе по выходным
• Момент истины
• Подход Виттена
• Следствия

Глава 12. За рамками струн: в поисках М-теории

• Краткое изложение результатов второй революции в теории суперструн
• Приближенный метод
• Классический пример теории возмущений
• Использование теории возмущений в теории струн
• Приближает ли к ответу приближение?
• Уравнения теории струн
• Дуальность
• Мощь симметрии
• Дуальность в теории струн
• Предварительные итоги
• Супергравитация
• Проблески М-теории
• М-теория и паутина взаимосвязей
• Общая панорама
• Сюрприз в М-теории: демократия в протяжении
• Помогает ли это в неразрешенных вопросах теории струн?

Глава 13. Черные дыры с точки зрения теории струн и М-теории

• Черные дыры и элементарные частицы
• Позволяет ли теория струн продвигаться вперед?
• Убежденно разрывая ткань пространства
• Шквал электронной почты
• Снова о черных дырах и элементарных частицах
• «Таяние» черных дыр
• Энтропия черной дыры
• Насколько черно черное?
• Ваш выход, теория струн!
• Нераскрытые тайны черных дыр

Глава 14. Размышления о космологии

• Стандартная космологическая модель
• Проверка модели Большого взрыва
• От планковских времен до сотых долей секунды после Большого взрыва
• Космологическая загадка
• Инфляция
• Космология и теория суперструн
• В начале был комок планковских размеров
• Почему три?
• Космология и вид пространств Калаби—Яу
• До начала?
• М-теория и слияние всех сил природы
• Рассуждения о космологии и окончательная теория

Часть V. ЕДИНАЯ ТЕОРИЯ В XXI ВЕКЕ

Глава 15. Перспективы

• Что является фундаментальным принципом теории струн?
• Что есть пространство и время на самом деле, и можем ли мы без них обойтись?
• Приведет ли теория струн к переформулировке квантовой механики?
• Можно ли теорию струн проверить экспериментально?
• Существуют ли пределы познания?
• Достичь звезд

• Примечания
• Словарь научных терминов
• Рекомендуемая литература
• Именной указатель
• Предметный указатель