Ткань космоса: Пространство, время и структура реальности (стр. 35 )

И точно так же, как вы можете иметь один электрон, или два электрона или 202 электрона, но вы не можете иметь 1,6 электрона или любое иное дробное число, расчеты показывают, что поверхности могут иметь площади, которые составляют один квадрат длины Планка, или два квадрата длины Планка или 202 квадрата длины Планка, но никакие дроби невозможны. Еще раз, это сильная теоретическая подсказка, что пространство, как и электроны, начинается с дискретных неделимых кусков.[11]

Если бы я решился погадать на будущие разработки, я представил бы, что независимые от фона техники, разработанные сообществом петлевой квантовой гравитации, будут адаптированы к теории струн, вымостив путь для струнной формулировки, которая не зависит от фона. А это явится искрой, я подозреваю, которая воспламенит третью суперструнную революцию, в которой, я оптимистичен, многие из остающихся глубоких тайн будут решены. Такие разработки, вероятно, также замкнут полный круг долгой истории пространства-времени. В предыдущих главах мы следовали за маятником мнений, когда он качался между реляционистской и абсолютистской позициями по поводу пространства, времени и пространства-времени. Мы спрашивали: Является ли пространство чем-то или нет? Является ли пространство-время чем-то или нет? И в течение нескольких столетий размышлений, мы сталкивались с различными взглядами. Я верю, что экспериментально подтвержденный, независимый от фона союз между ОТО и квантовой механикой даст благодарное решение этой проблемы. Благодаря преимуществу независимости от фона ингредиенты теории могут состоять в некоторых отношениях с такими же другими, но в отсутствие пространства-времени, которое вставлялось в теорию извне, там не будет фоновой арены, в которую они сами были вставлены. Только относительные взаимосвязи будут иметь значение, решение почти в духе реляционистов вроде Лейбница и Маха. Когда ингредиенты теории, – будь это струны, браны, петли или что-то другое, открытое в ходе будущих исследований, – объединяются, чтобы произвести привычное, крупномасштабное пространство-время (или наше реальное пространство-время, или гипотетические примеры, пригодные для мысленных экспериментов), оно будет "чем-то" заново открытым, почти как в нашем раннем обсуждении ОТО: в во всех других отношениях пустом, плоском, бесконечном пространстве-времени (один из подходящих гипотетических примеров) вода в ньютоновском вращающемся ведре будет принимать изогнутую форму. Существенным моментом будет то, что различие между пространством-временем и более ощутимыми материальными сущностями почти совершенно испарится, так как все они будут возникать из подходящих совокупностей более базовых ингредиентов в теории, которая будет фундаментально относительной, без пространства и без времени. Если так и окажется, Лейбниц, Ньютон, Мах и Эйнштейн все смогли бы заявить права на часть победы.

Внутреннее и внешнее пространство

Рассуждения о будущем науки являются занимательным и конструктивным упражнением. Они помещают наше сегодняшнее дело в более широкий контекст и подчеркивают всеобъемлющие цели, в направлении которых мы медленно и осознанно трудимся. Но когда такие рассуждения применяются к будущему самого пространства-времени, они приобретают почти мистическое качество: мы рассматриваем судьбу тех самых вещей, которые господствуют в нашем ощущении реальности. Еще раз, вопрос не в том, что безотносительно к будущим открытиям пространство и время будут продолжать формировать наше индивидуальное восприятие; пространство и время, пока движется повседневная жизнь, будут стоять рядом. Что будет продолжать изменяться и, вероятно, изменяться радикально, так это наше понимание обеспечивающей их системы, – что означает, арены эмпирической реальности. После столетий размышлений мы все еще можем дать только словесное описание пространства и времени, как самого привычного из странного. Они беззастенчиво идут своим путем через наши жизни, но ловко скрывают свою фундаментальную структуру за теми же самыми ощущениями, которые они полностью формируют и на которые влияют.

На протяжении последней сотни лет мы стали близко знакомы с некоторыми ранее скрытыми свойствами пространства и времени благодаря двум теориям относительности Эйнштейна и благодаря квантовой механике. Замедление времени, относительность одновременности, альтернативные сечения пространства-времени, вероятностная природа реальности, дальнодействующее квантовое запутывание не были в списке вещей, которые даже лучшие из физиков мира девятнадцатого века могли бы ожидать найти прямо за углом. А они, однако, там были, что подтвердили как экспериментальные результаты, так и теоретические объяснения.

В нашу эпоху мы подошли к нашему собственному великолепию неожиданных идей: темная материя и темная энергия, которые оказались, несомненно, доминирующими составляющими вселенной. Гравитационные волны – рябь на ткани пространства-времени, – которые были предсказаны ОТО Эйнштейна и однажды позволят нам бросить взгляд дальше назад во времени, чем когда-либо ранее. Океан Хиггса, который пронизывает все пространство и который, если это подтвердится, поможет нам понять, как частицы приобретают массу. Инфляционное расширение, которое может объяснить форму космоса, решить загадку, почему он так однороден на больших масштабах, и установить направление стрелы времени. Теория струн, которая постулирует петли и обрывки энергии вместо точечных частиц и предлагает смелую версию мечты Эйнштейна, в которой все частицы и все силы объединены в единственную теорию. Дополнительные пространственные измерения, возникающие из математики теории струн, и, возможно, обнаруживаемые экспериментами на ускорителях в течение следующего десятилетия. Мир на бране, в котором наши три пространственные измерения могут быть лишь одной вселенной среди многих, плавающих в многомерном пространстве-времени. И, возможно, даже новое пространство-время, в котором сама ткань пространства и времени составлена более фундаментальными беспространственными и безвременными сущностями.

В течение следующего десятилетия все более мощные ускорители обеспечат почти необходимый экспериментальный вклад, и многие физики уверены, что данные, собранные из высокоэнергетических столкновений, которые планируются, подтвердят большое число стержневых физических построений. Я разделяю этот энтузиазм и страстно ожидаю результатов. До тех пор, пока наши теории не соприкоснулись с наблюдаемыми, проверяемыми явлениями, они остаются в подвешенном неопределенном состоянии – они остаются многообещающими коллекциями идей, которые могут иметь или могут не иметь отношения к реальному миру. Новые ускорители существенно продвинут вперед уменьшение зазора между теорией и экспериментом и, мы, физики, надеемся, введут многие из этих идей в область признанной науки.

Но имеется другой подход, который, будучи более чем смелым предположением, наполняет меня несравненным удивлением. В Главе 11 мы обсуждали, как эффекты мельчайших квантовых скачков могут быть заметны на любом ясном ночном небе, поскольку они были чудовищно растянуты космическим расширением, приведя в итоге к сгущениям, давшим начало формированию звезд и галактик. (Повторим аналогию с мельчайшими черточками, нарисованными на воздушном шаре, которые растягиваются по его поверхности, когда шар раздувается). Это осознание наглядно дает доступ к квантовой физике через астрономические наблюдения. Вероятно, это может быть продвинуто даже дальше. Возможно, космическое расширение может растянуть отпечатки даже самых мелкомасштабных процессов или свойств – физики струн или, возможно, квантовой гравитации, или атомистической структуры самого ультрамикроскопического пространства-времени – и распространить их влияние, в некотором тонком, но наблюдаемом смысле, через небеса. Это означает, может быть, что вселенная уже расписана микроскопическими волокнами ткани космоса и явно раскрывает их через небо, и все, что нам нужно, это научиться, как распознавать картинку.

Оценка самых современных предложений для глубоких физических законов может в будущем потребовать, чтобы дикая мощь ускорителей частиц была в состоянии воссоздать неистовые условия, невиданные с моментов после Большого взрыва. Но для меня не будет ни достижения более поэтичного, ни итога более привлекательного, ни унификации более полной, чем подтвердить для нас наши теории ультрамалого – наши теории об ультрамикроскопической структуре пространства, времени и материи – просто через нацеливание наших самых мощных телескопов в небо и через безмолвный пристальный взгляд на звезды.

Толковый словарь

Абсолютизм: Точка зрения, считающая, что пространство абсолютно.

Абсолютное пространство: Ньютоновский взгляд на пространство; воображаемое пространство как неизменное и независимое от его содержимого.

Абсолютное пространство-время: Взгляд на пространство, возникающий из СТО; воображаемое пространство через полноту времени, с любой системы отсчета, как неизменное и независимое от его содержимого.

Большого взрыва теория/стандартная теория Большого взрыва: Теория, описывающая горячую, расширяющуюся вселенную от момента после ее рождения.

Большой хруст: Один из возможных концов вселенной, аналог обращенного Большого взрыва, в котором пространство коллапсирует само в себя.

Вакуум: Наибольшая пустота, в которой может быть регион; состояние с низшей энергией.

Вакуумные флуктуации поля: См. Квантовые флуктуации.

Великое объединение: Теория, пытающаяся объединить сильное, слабое и электромагнитное взаимодействия.

Величина вакуумного среднего Хиггсова поля: Ситуация, в которой Хиггсово поле приобретает ненулевую величину в пустом пространстве; Хиггсов океан.

Вероятностная волна: Волна в квантовой механике, которая кодирует вероятность, что частица будет найдена в данном положении.

Волновая функция: См. Вероятностная волна.

Вращательная инвариантность, вращательная симметрия: Характеристика физической системы или теоретического закона, при которой они не изменяются при вращении.

Временное сечение: Все пространство в данный момент времени; отдельное сечение пространственно-временного блока или батона.

Второй закон термодинамики: Закон, который гласит, что, в среднем, энтропия физической системы имеет тенденцию возрастать от любого заданного момента.

Глюоны: Переносчики сильного ядерного взаимодействия.

Горизонт событий: Воображаемая сфера, окружающая черную дыру, отделяющая точки невозврата; все, пересекшее горизонт событий, не может спастись от гравитации черной дыры.

Гравитоны: Гипотетические частицы-переносчики гравитационного взаимодействия.

Единая теория: Теория, которая описывает все силы и всю материю в единой теоретической структуре.

Замкнутые струны: Нити энергии в теории струн в форме петель.

Запутывание, квантовое запутывание: Квантовый феномен, в котором пространственно разделенные частицы имею коррелированные свойства.

Инерция: Свойство объекта сопротивляться ускорению.

Интерференция: Явление, в котором перекрывающиеся волны создают характерную картину; в квантовой механике включает в себя объединение вместе кажущихся особыми альтернатив.

Инфляционная космология: Космологическая теория, включающая короткий, но гигантский взрыв пространственного расширения в ранней вселенной.

Информация выбора пути: Квантовомеханическая информация, очерчивающая путь, который частица выбирает, двигаясь от источника к детектору.

Казимира cила: Квантовомеханическая сила, основанная на дисбалансе вакуумных флуктуаций поля.

Калуцы-Кляйна теория: Теория вселенной, содержащая более чем три пространственных измерения.

Квантовая механика: Теория, разработанная в 1920е и 1930е для описания области атомов и субатомных частиц.

Квантовая хромодинамика: Квантовомеханическая теория сильного ядерного взаимодействия.

Квантовые флуктуации, квантовые дрожания, квантовые скачки: Неизбежные быстрые изменения величины поля на малых масштабах, возникающие из квантовой неопределенности.

Кварки: Элементарные частицы, подверженные сильному ядерному взаимодействию; имеется шесть разновидностей (верхний (up), нижний (down), странный (strange), очарованный (charm), вершинный (top), донный (bottom)).

Кельвин: Шкала, по которой температура отсчитывается от абсолютного нуля (минимально возможной температуры, около –273№ по шкале Цельсия).

Классическая физика: Как использовалось в этой книге, физические законы Ньютона и Максвелла. В более общем смысле часто используется для ссылок на все неквантовые законы физики, включая СТО и ОТО.

Коллапс вероятностной волны, коллапс волновой функции: Гипотетический процесс, в котором вероятностная волна (волновая функция) переходит из распределенной к пикообразной форме.

Копенгагенская интерпретация: Интерпретация квантовой механики, которая воображает, что большие объекты подвержены действию классических законов, а малые объекты подвержены действию квантовых законов.

Космический горизонт, горизонт: Положения в пространстве, за пределами которых свет не может иметь времени, чтобы достичь нас за период с начала вселенной.

Космическая микроволновая фоновая радиация: Остаточная электромагнитная радиация (фотоны) из ранней вселенной, которая пронизывает пространство.

Космологическая константа: Гипотетическая энергия и давление, однородно заполняющая пространство; происхождение и состав не известны.

Космология: Изучение происхождения и эволюции вселенной.

Критическая плотность: Величина плотности массы/энергии, требуемая, чтобы пространство было плоским, около 10–23 грамма на кубический метр.

Независимость от фона: Свойство физической теории, в которой пространство и время возникают из более фундаментальной концепции, вместо того, чтобы быть введенными аксиоматически.

Маха принцип: Принцип, в соответствии с которым любое движение является относительным и стандарт покоя обеспечивается средним распределением массы во вселенной.

Микроволновая фоновая радиация: См. Космическая микроволновая фоновая радиация.

Многомировая интерпретация: Интерпретация квантовой механики, в которой все возможности, содержащиеся в вероятностной волне, реализуются в отдельных вселенных.

М-теория: В настоящее время незавершенная теория объединения всех пяти версий теории струн, полностью квантовомеханическая теория всех сил и всей материи.

Наблюдаемая вселенная: Часть вселенной внутри нашего космического горизонта; часть вселенной, достаточно близкая, чтобы испущенные ею свет мог достичь нас до сегодняшнего дня; часть вселенной, которую мы можем видеть.

Неопределенности принцип: Свойство квантовой механики, при котором имеется фундаментальное ограничение на то, насколько точно определенные взаимодополняющие физические свойства могут быть измерены или определены.

Открытые струны: Нити энергии в струнной теории в форме обрывков.

Отрицательная кривизна: Форма пространства, содержащего плотность меньше критической; седлообразная форма.

Общая теория относительности (ОТО): Теория гравитации Эйнштейна, привлекающая кривизну пространства и времени.

Планка время: Время (10–43 секунды), которое требуется свету, чтобы пролететь Планка длину; интервал времени, ниже которого общепринятое понятие времени теряет применимость.

Планка длина: Расстояние (10–33 сантиметра), ниже которого проявляется конфликт между квантовой механикой и ОТО; размер, ниже которого общепринятое понятие пространства теряет применимость.

Планка масса: Масса (10–5 грамма, масса частички пыли, десять миллиардов миллиардов масс протона), типичная масса колеблющейся струны.

Плоское пространство: Возможная форма пространства вселенной, не имеющая кривизны.

Поле: "Дымка" или "эссенция", пронизывающая пространство, может передавать взаимодействие или описывать присутствие/движение частиц. Математически содержит число или комбинацию чисел в каждой точке пространства, обозначающих величину поля.

Поле инфлатона: Поле, чья энергия и отрицательное давление вызывает инфляционное расширение.

Потенциальная энергия: Энергия, запасенная в поле или объекте.

Проблема горизонта: Затруднение космологической теории в объяснении, как области пространства, находящиеся друг от друга за пределами космического горизонта, имеют почти идентичные свойства.

Проблема квантового измерения: проблема объяснения, как мириады возможностей, закодированные в вероятностной волне, дают путь для одного результата в процессе измерения.

Проблема плоскостности: Затруднение космологической теории в объяснении наблюдаемой плоскостности пространства.

Пространство-время: Единство пространства и времени, впервые озвученное СТО.

Реляционизм: Точка зрения, заключающаяся в том, что все движения относительны и пространство не абсолютно.

Светоносный эфир: См. Эфир.

Сильное ядерное взаимодействие: Силы природы, которые влияют на кварки; удерживает кварки вместе внутри протонов или нейтронов.

Симметрия: Преобразование физической системы, которое оставляет проявление системы неизменным (например, вращение совершенной сферы относительно ее центра оставляет сферу неизменной); преобразование физической системы, которое не влияет на законы, описывающие систему.

Симметрия относительно обращения времени: Свойство принятых законов природы, при котором законы не делают различия между одним и другим направлением времени. От любого заданного момента законы трактуют прошлое и будущее совершенно одинаковым образом.

Скорость: Скорость и направление движения объекта.

Слабое ядерное взаимодействие: Сила природы, действующая на субатомных масштабах и отвечающая за явления, подобные радиоактивному распаду.

Специальная теория относительности (СТО): Теория Эйнштейна, в которой пространство и время не являются индивидуальными абсолютами, а, вместо этого, зависят от относительного движения индивидуальных наблюдателей.

Спин: Квантовомеханическое свойство элементарных частиц, в котором, в некотором смысле подобно волчку, они испытывают вращательное движение (имеют внутренний угловой момент).

Спонтанное нарушение симметрии: Формальное название Хиггсова океана; процесс, при котором ранее проявлявшаяся симметрия скрывается или портится.

Стандартная модель: Квантовомеханическая теория, состоящая из квантовой хромодинамики и электрослабой теории; описывает всю материю и силы, за исключением гравитации. Основывается на концепции точечных частиц.

Стандартные свечи: Объекты с известной внутренней яркостью, которые удобны для измерений астрономических расстояний.

Стрела времени: Направление, в котором кажется ориентированным время, – от прошлого в будущее.

Струн теория: Теория, основывающаяся на одномерных колеблющихся нитях энергии (см. Суперструн теория), но которая не обязательно включает суперсимметрию. Иногда используется как сокращение теории суперструн.

Суперсимметрия: Симметрия, в которой законы не изменяются, когда частицы с целочисленным спином (частицы сил) взаимозаменяются на частицы с полуцелым спином (частицы материи).

Суперструн теория: Теория, в которой фундаментальные ингредиенты являются одномерными петлями (замкнутые струны) или обрывками (открытые струны) колеблющейся энергии, которая объединяет ОТО и квантовую механику; включает суперсимметрию.

Сценарий мира на бране: Возможность в рамках теории струн/М-теории, что наши привычные три пространственных измерения являются 3-браной.

Темная материя: Материя, заполняющая пространство, оказывая гравитационное воздействие, но не испускающая света.

Темная энергия: Гипотетическая энергия и давление, однородно заполняющая пространство; более общее понятие, чем космологическая константа, поскольку ее энергия/давление может изменяться со временем.

Трансляционная инвариантность, трансляционная симметрия: Свойство принятых законов природы, при котором законы применимы в любом месте пространства.

Ускорение: Движение, которое содержит изменение в скорости и/или направлении.

Ускоритель, атомный разрушитель: Исследовательское устройство физики частиц, которое сталкивает частицы друг с другом на большой скорости.

Фазовый переход: Качественное изменение физической системы, когда ее температура меняется в достаточно широком диапазоне.

Фотон: Частица-переносчик электромагнитного взаимодействия; мельчайший "пучок" света.

Хиггсов океан: Сокращение, специфическое для данной книги, для величины вакуумного среднего Хиггсова поля.

Хиггсово поле: См. Электрослабое Хиггсово поле.

Частица-переносчик: Мельчайший "пакет" или "пучок" силы, с помощью которого осуществляется обмен силовым воздействием.

Частицы Хиггса: Мельчайшие квантовые составляющие Хиггсова поля.

Чаша потенциальной энергии: Форма, описывающая энергию, содержащуюся в поле при данной величине поля; формальное название потенциальной энергии поля.

Черная дыра: Объект, чье безмерное гравитационное поле захватывает все, даже свет, который остается внутри (внутри горизонта событий черной дыры).

Электромагнитная сила: Одна из четырех природных сил; действует на частицы, которые имеют электрический заряд или магнитные свойства.

Электромагнитное поле: Поле, которое оказывает электромагнитную силу.

Электронное поле: Поле, для которого электрон является мельчайшим количеством или составляющей.

Электрослабая теория: Теория, объединяющая электромагнитные и слабые ядерные силы в электрослабые силы.

Электрослабое Хиггсово поле: Поле, которое имеет ненулевую величину в холодном, пустом пространстве, дает начало массам фундаментальных частиц.

Энергетическая чаша: См. Чаша потенциальной энергии.

Энтропия: Мера беспорядка физической системы, число перегруппировок фундаментальных составляющих системы, которые оставляют ее макроскопические общие проявления неизменными.

Эфир, светоносный эфир: Гипотетическая субстанция, заполняющая пространство, которая обеспечивает среду для распространения света; отвергнута.

D-браны, p-браны Дирихле: p-браны, которые "клейкие"; p-браны, к которым прикреплены концы открытых струн.

p-брана: Ингредиент теории струн/М-теории с p пространственными измерениями. См. также D-браны.

W и Z частицы: Частицы-переносчики слабого ядерного взаимодействия.

Советы для дальнейшего чтения

Общая и специальная литература о пространстве и времени обширна. Приведенные ниже ссылки в большей степени предназначены для массового читателя, но некоторые требуют более углубленной подготовки, они оказались полезными для меня и являются хорошим стартом для читателя, который хочет дальше рассмотреть исследования, затронутые в этой книге.

Albert, David. Quantum Mechanics and Experience. Cambridge, Mass.: Harvard University Press, 1994.

------- Time and Chance. Cambridge, Mass.: Harvard University Press, 2000.

Alexander, H. G. The Leibniz-Clarke Correspondence. Manchester, Eng.; Manchester University Press, 1956.

Barbour, Julian. The End of Time. Oxford: Oxford University Press, 2000.

------- and Herbert Pfister. Mach's Principle. Boston: Birkhauser, 1995,

Barrow, John. The Book of Nothing. New York: Pantheon, 2000.

Bartusiak, Marcia. Einstein's Unfinished Symphony. Washington, D. C.; Joseph Henry Press, 2000.

Bell, John. Speakable and Unspeakable in Quantum Mechanics. Cambridge, Eng.: Cambridge University Press, 1993.

Blanchard, Ph., and D. Giulini, E. Joos, C. Kiefer, I.-O Stamateseu. Decoherence: Theoretical, Experimental and Conceptual Problems. Berlin: Springer, 2000.

Callender, Craig, and Nick Hugget. Physics Meets Philosophy at the Planck Scale. Cambridge, Eng.: Cambridge University Press, 2001.

Cole, K. C. The Hole in the Universe. New York: Harcourt, 2001.

Crease, Robert, and Charles Mann. The Second Creation. New Brunswick, N. J.: Rutgers University Press, 1996.

Davies, Paul. About Time. New York: Simon & Schuster, 1995.

------- How to Build a Time Machine. New York: Allen Lane, 2001.

------- Space and Time in the Modern Universe. Cambridge, Eng.: Cambridge University Press, 1977,

D'Espagnat, Bernard. Veiled Reality. Reading, Mass.: Addison-Wesley, 1995.

Deutsch, David. The Fabric of Reality. New York: Allen Lane, 1997.

Ferns, ing of Age in the Milky Way. New York: Anchor, 1989.

------- The Whole Shebang. New York: Simon & Schuster, 1997.

Feynman, Richard. QED. Princeton: Princeton University-Press, 1985.

Folsing, Albrecht. Albert Einstein. New York: Viking, 1997.

Gell-Mann, Murray. The Quark and the jaguar. New York: W. H. Freeman, 1994.

Gleick, James. Isaac Newton. New York: Pantheon, 2003.

Gott, J. Richard. Time Travel in Einstein's Universe. Boston: Houghton Mifflin, 2001.

Guth, Alan. The Inflationary Universe. Reading, Mass.: Perseus, 1997.

Greene, Brian. The Elegant Universe. New York: Vintage, 2000.

------- Элегантная вселенная. Москва: УРСС, 2е изд.,), 2е изд.).

Gribbin, John. Schrodinger's Kittens and the Search for Reality. Boston: Little, Brown, 1995,

Hall, *****pert. Isaac Newton. Cambridge, Eng.: Cambridge University Press, 1992.

Halliwell,}. J., J. Perez-Mercader, and W, H. Zurek. Physical Origins of Time Asymmetry. Cambridge, Eng.: Cambridge University Press, 1994.

Hawking, Stephen. The Universe in a Nutshell. New York: Bantam, 2001.

------- and Roger Penrose. The Nature of Space and Time. Princeton: Princeton University Press, 1996.

------- Kip Thorne, Igor Novikov, Timothy Ferns, and Alan Lightman. The Future of Spacetime. New York: Norton, 2002.

Jammer, Max. Concepts of Space. New York: Dover, 1993.

Johnson, George. A Shortcut Through Time. New York: Knopf, 2003.

Kaku, Michio. Hyperspace, New York: Oxford University Press, 1994.

Kirschner, Robert. The Extravagant Universe. Princeton: Princeton University Press, 2002.

Krauss, Lawrence. Quintessence. New York: Perseus, 2000.

Lindley, David. Boltzmann's Atom. New York: Free Press, 2001.

------- Where Does the Weirdness Go? New York: Basic Books, 1996.

Mach, Ernst. The Science of Mechanics. La Salle, 111.: Open Court, 1989,

Maudlin, Tim. Quantum Non-locality and Relativity. Maiden, Mass.: Blackwell, 2002.

Mermin, N. David. Boojums All the Way Through. New York: Cambridge University Press, 1990.

Overbye, Dennis. Lonely Hearts of the Cosmos. New York: HarperCollins, 1991.

Pais, Abraham. Subtle Is the Lord. Oxford: Oxford University Press, 1982.

Penrose, Roger. The Emperor's New Mind. New York: Oxford University1 Press, 1989.

Price, Huw. Time's Arrow and Archimedes' Point. New York: Oxford University Press, 1996.

Rees, Martin. Before the Beginning. Reading, Mass.: Addison-Wesley, 1997.

------- Just Six Numbers. New York: Basic Books, 2001.

Reichenbach, Hans. The Direction of Time. Mineola, N. Y.: Dover, 1956.

------- The Philosophy of Space and Time. New York: Dover, 1958.

Savitt, Steven. Time's Arrows Today. Cambridge, Eng.: Cambridge University Press, 2000.

Schrodinger, Erwin. What Is Life? Cambridge, Eng.: Canto, 2000.

Siegfried, Tom. The Bit and the Pendulum. New York: John Wiley, 2000.

Sklar, Lawrence. Space, Time, and Spacetime. Berkeley: University of California Press, 1977.

Smolin, Lee. Three Roads to Quantum Gravity. New York: Basic Books, 2001.

Stenger, Victor. Timeless Reality. Amherst, N. Y.; Prometheus Books, 2000.

Thorne, Kip. Black Holes and Time Warps. New York: W. W. Norton, 1994.

von Weizsacker, Carl Fnednch. The Unity of Nature. New York: Farrar, Straus, and Giroux, 1980.

Weinberg, Steven. Dreams of a Final Theory. New York: Pantheon, 1992.

------- The First Three Minutes. New York: Basic Books, 1993.

Wilczek, Frank, and Betsy Devine. Longing for the Harmonies. New York: Norton, 1988.

Zeh, H. D. The Physical Basis of the Direction of Time. Berlin: Springer, 2001.

Предметный и именной указатель

Номера страниц, указанные курсивом, дают ссылки на иллюстрации и таблицы. Значком "n" (notes) у номера страницы помечены ссылки на комментарии.

А Б В Г Д Ж З И К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Э Я

Абсолютное время, 8, 45-7, 51, 72, 77

Концепция настоящего и А. В., 133, 138

Описание , 45-6

Опровержение , 9-10, 46-7, 59

Абсолютное пространство, 8, 27-9, 39, 45, 50-1, 72, 73, 77, 261

Возражения Маха к А. П., 33-8

Определение , 28-9, 31

Опровержение , 9-10, 46-7, 50-1, 59

Полностью пустое пространство и А. П., 34-7

Ранние рассуждения о пространстве в сравнении с А. П., 29-31

Светоносный эфир и А. П., 43, 50-1

Современная концепция и А. П., 133, 138

Ускоренное движение против движения с постоянной скоростью и А. П., 32-3

Абсолютное пространство-время, 51-61, 67, 132

Ведро с вращающейся водой и А. П.В., 59-61

Метафора с батоном хлеба и А. П.В., 58-9, 59

Метафора с перекидной книжкой и А. П.В., 53-8, 54, 57, 68

Метафора с сетью стрит/авеню и А. П.В., 51-2, 52, 53, 54, 56, 58, 59-60, 60

Относительность одновременности и А. П.В., 55-8

Альбрехт, Андреас (Albrecht, Andreas), 283, 285, 521n

Андромеда, галактика, 246, 449n

Аномалии, 343

Античастицы, 528n

Антониадис, Игнатиос (Antoniadis, Ignatios), 401

Аристотель (Aristotle), 29, 43, 78

Аркани-Хамед, Нима (Arkani-Hamed, Nima), 400, 401

Асимметричные во времени явления, 510n-511n

Аспект, Алан (Aspect, Alain), 113, 115, 117-23, 502n, 512n

Астероиды, 416

Астрономические наблюдения, 493

Параметр торможения и А. Н., 297-301

Сверхновые в роли стандартных свечей в А. Н., 298-9

Атомная бомба, 420-1

Атомы, 17, 219, 261, 262, 267, 344, 429, 486, 515n, 528n

Бэнкс, Том (Banks, Tom), 488-9

Бахас, Константин (Bachas, Constantin), 400-1

Бекенштейн, Джекоб (Bekenstein, Jacob), 479-81, 536n

Белл, Джон (Bell, John), 84, 206, 512n, 513n

ЭПР парадокс и Джон Белл, 103-4, 106-11, 112-13, 115n, 120, 121, 502n

Беннет, Чарльз (Bennett, Charles), 442-6

Бесконечное плоское пространство, 239, 239-40, 241, 243, 248-50, 249

Бесконечность, 335

Пространство и Б., 248-50, 249

Близнецов парадокс, 533n-534n

Бог, смысл пространства и Б., 29, 30

Большой адронный Коллайдер (Large Hadron Collider – LHC), 269, 402-3, 424-8

Большой взрыв, Взрыв, 17, 20, 122, 168, 247-8, 251-303, 387

Б. В. в одной точке или повсюду, 249

Б. В. и раскол между ОТО и квантовой механикой, 337-8

Б. В. как источник порядка, который мы в настоящее время видим, 171, 173-5

Бесконечное пространство и Б. В., 248-9, 249

с инфляционной моделью, 320-1

Взрыв на старте Б. В., 272-303, 519n-526n

Горизонта проблема и Б. В., 287-90, 522n-523n

Использование термина Б. В., 272, 519n

Космическое микроволновое фоновое излучение и Б. В., 226-8, 287-90, 429-32, 430, 515n

Линия времени Б. В., 270, 270-1

Первая доля секунды после Б. В., 251-71

Плоскостности проблема и Б. В., 290-4

Происхождение массы после Б. В., 260-3

Сингулярное начало и Б. В., 272, 285-6, 322-3, 337-8, 374-5, 404, 411

Стрела времени и Б. В., 13-14, 15, 143, 171-6, 227, 273

Температура сразу после Б. В., 257, 263-4

Хиггсовы поля и Б. В., 254, 256-68, 280-6

Электрослабое объединение и Б. В., 264-6, 513n-519n

Энтропия и Б. В., 171-6, 215, 227, 270-1, 273, 314-22, 511n

См. Также Инфляционная космология

Большой хруст, 511n

Бозонных струн теория, 354-5

Бойяи, Янош (Bolyai, Janos), 416

Больцман, Людвиг (Boltzmann, Ludwig), 13, 151, 159, 166-7, 319-20, 507n-508n

Бом, Дэвид (Bohm, David), 105-6, 206, 208, 213-14, 501n, 502n, 512n-514n

Бор, Нильс (Bohr, Niels), 21, 89, 94, 95, 99

Принцип дополнительности Бора, 185, 206

Проблема квантового измерения и Бор, 203, 204, 212, 213

Борн, Макс (Born, Max), 88-9

Браны , 384-6, 529n-530n

См. также p-браны

p-браны, 385-6, 387, 388

Конечные точки открытых струн и p-браны, 389-91, 390

Поведение p-бран, аналогия со струнами, 391

Упущенное десятое пространственное измерение и p-браны, 529n-530n

3-браны, 385

Сценарий мира на бране и 3-браны, 386-412; см. также Сценарий мира на бране

2-браны, см. Мембраны

0-браны, 488-9

Брассар, Жиль (Brassard, Gilles), 442-6

Браун, К. (Braun, K.), 417, 418

Брилль, Дитер (Brill, Dieter), 417

де Бройль, Принц Луи (de Broglie, Prince Louis), 512n, 513n-514n

Будущее:

Б. в классической физике против квантовой физики, 178

Б. в повседневном опыте, 128-9

Визитеры из Б., 468-9

Влияние событий в Б. на прошлое, 186-91, 198-9

Память о прошлом против Б.., 144, 510n

Путешествие во времени в Б., 448-9, 450-1, 459, 463-5

Симметрия относительно обращения времени и Б., 145-50

Стрела времени и Б., 144

Энтропия и Б., 159-62

Быстрота, см. Скорость

Вайнберг, Стивен (Weinberg, Steven), 264-6, 267, 328

Вакуумные флуктуации, 331, 331-2, 468, 534n

Вакуумы, Хиггсовы поля и В., 260

Вафа, Кумрун (Vafa, Cumrun), 536n

Вебер, Туллио (Weber, Tullio), 206-7, 208, 214

Ведро с вращающейся водой, 37, 74-5, 103

26-8, 31, 32

Аргументы Маха и В. В.В., 33-4, 59, 72-3, 74, 416, 417-18, 497n

Описание эксперимента Ньютона с В. В.В., 23, 24

ОТО и В. В.В., 72-4, 416

СТО и В. В.В., 50-1, 59-61, 62, 132, 497n

Венециано, Габриэле (Veneziano, Gabriele), 339-40

Великого объединения теория, 266-8, 328, 329, 519n, 520n, 526n

Вероятностные волны (волновые функции), 88-95, 89, 201

Акт измерения и В. В., 94-5

Барьер скорости света и В. В., 503n

Борьба Эйнштейна с В. В., 93-5

В. В. в большом объекте, 207

В. В. для многочастичных систем, 500n-50ln

В. В. как воплощение того, что мы знаем о реальности, 205, 207, 213

В. В. как заполняющие пространство поля, 256

В. В. как отдельный элемент взаимодействия с самой частицей, 206, 208, 214, 512n

В. В. не наблюдаема непосредственно, 182-3

В. В., распространенная по всему пространству, 90, 92-3

Декогерентность и В. В., 209-13, 514n

Интерференционная картина электронов и В. В., 86-8, 87, 88, 91-2, 94; см. также Двухщелевой эксперимент

, 118-20, 119, 201-16, 438-9, 503n, 513n; см. также Коллапс волновой функции; Проблема квантового измерения

Многомировой подход и В. В., 205-6, 207-8, 213, 452, 456-8, 513n

Неопределенность и В. В., 98, 98

Отсутствие консенсуса относительно выражения В. В., 91

Повседневный опыт и В. В., 92-3

Подход сумм по историям и В. В., 179-84, 185n

Скрытые переменные и В. В., 206

Уравнение Шредингера и В. В., 200-1, 202, 203, 206-7, 208, 213-14, 445-56

Экспериментальное подтверждение В. В., 89-90

Эксперимент с квантовым ластиком и В. В., 192-4, 193

Вероятностные или статистические рассуждения:

В. С.Р. как неизбежный элемент квантовой механики, 11, 79, 88-95, 178-9, 208-9, 512n

Квантовая интерференция и В. С.Р., 209

Практическое удобство В. С.Р. в класической физике, 177-8

Энтропия и В. С.Р., 153-6, 158-60, 176, 507n-508n, 511n

Верхние (up) кварки, 262, 346, 347, 353, 518n

Вершинные (top) кварки, 263, 346, 347, 353, 358

Вильсон, Роберт (Wilson, Robert), 515n

Виссер, Мэтт (Visser, Matt), 467

Виттен, Эдвард (Witten, Edward), 373, 378-84, 384, 385, 389, 390, 400-1, 406-7

Мета-объединение теорий струн и В., 373-378.

Число пространственных размерностей и В., 382-4

Влияние окружения, 222

Декогерентность и В. О., 210-13, 514n

Вода, 42-3, 84-5, 86, 87, 89

Вода, переходы между льдом или паром и В., 252-4, 263, 264

Водород, 171, 173-4, 432

Водяные волны, 42-3, 84-5, 86, 87, 89

Война и Мир, энтропия и перегруппировка страниц Войны и Мира, 152-60, 162, 167, 174, 215, 508n

Волновые функции, см. Вероятностные волны

Волны:

419, 419-23, 420, 431-2, 531n, 532n

84-6, 85, 86

Интерференционные картины и В., 85-8, 85-8, 91-2

Кажущееся координированное движение В., 87

Пики (гребни) и впадины В., 84, 98

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42