序言二

中国人民大学物理系教授 / 朱传界

《超弦理论:探究时间、空间及宇宙的本原》是由大栗博司写的一本科普著作,是由日文翻译过来的。由于不懂日文,我没有阅读原著,但我欣喜的发现书中除人名部分不太习惯外,其它部分尤其是专业部分的叙述都很贴切,这也许与我们同为东方人有关。

大栗博司现任美国加州理工学院卡弗里讲席教授和设置于日本东京大学的卡弗里数学物理联合宇宙研究机构(Kavli IPMU)研究主任,是一名世界知名的理论物理学家,其主要研究方向是超弦理论,在黎曼面上的场论、拓扑弦理论和各种理论的对偶性等方向,做出了重要的工作。据书中介绍,这本《超弦理论:探究时间、空间及宇宙的本原》应该是他在2013年继《引力是什么》和《强力和弱力》之后的第三本科普著作。超弦理论的宏伟目标之一就是统一自然界的四种相互作用力,因此这些科普著作也是大栗博士关于宇宙世界的三部曲。通过阅读手上的这本《超弦理论:探究时间、空间及宇宙的本原》,我现在急切地想知道大栗博司在他的另外两本书里又是如何向我们描叙浩瀚的宇宙和奇妙的微观世界的。

单就本书而言,著者通过插叙个人经历的笔法,生动地描述了超弦理论的两次革命。从为什么是弦开始,通过介绍现在我们所知道的微观世界和描叙微观世界的标准模型,以及遇到的各种困难和解决方法,引入了超弦理论,再写到超弦理论的几起几落,清晰地告诉了我们超弦理论的世界会是什么样的:空间和时间都是一些有用的幻想吗?他们又是如何像温度一样由很多粒子和弦的运动呈现出来的呢?本书内容安排巧妙,各章相互关联,著者在前言中关于本书的阅读方法赘述的几点个人建议,完全毁灭了我要逐章介绍每章内容的冲动。

我们知道,历史上电现象和磁现象的研究最终由麦克斯韦给出一组方程完成了电磁理论的统一,但这组方程带给人们关于时空观念的改变却直至40年后由爱因斯坦提出狭义相对论。现在粒子物理的标准模型在发现希格斯粒子后也尽善尽美,但宇宙学的大爆炸标准模型却因更精确的实验对粒子物理的标准模型提出了挑战:暗物质和暗能量是什么?如何解决这些问题,从根本上就是要解决引力理论和量子力学相互矛盾的问题,而超弦理论就是最有希望的候选者。对探索这些问题有兴趣的读者,我强烈推荐这本《超弦理论:探究时间、空间及宇宙的本原》。

目录

  • 序言一
  • 序言二
  • 前 言
  • 第一章 为什么不是“点”?
  • 第二章 微观世界的“穷途末路”与“柳暗花明”
  • 第三章 从“弦理论”到“超弦理论”
  • 第四章 为什么是九维空间?
  • 第五章 力的统一原理
  • 第六章 第一次超弦理论革命
  • 第七章 拓扑弦理论
  • 第八章 第二次超弦理论革命
  • 第九章 空间的呈展性
  • 第十章 时间是什么?
  • 后 记
  • 附 录 欧拉的公式