Елегантний всесвіт: суперструни, приховані виміри та пошук остаточної теорії () — книга американського фізика Браяна Гріна, опублікована в 1999 році, яка знайомить із теорією струн і суперструн і містить вичерпну, хоча й нетехнічну оцінку цієї теорії та деяких її недоліків. У 2000 році книга здобула і стала фіналістом . У 2003 році вийшло нове видання книги з оновленою передмовою.
Зміст
Частина I: Грань знань Розділ 1 «Зв'язані струною» коротко представляє конфлікти між поточними теоріями та те, як їх можна вирішити. Він представляє будівельні блоки матерії, електрони та кварки, а також сили, які ними керують.
Частина II: Дилема простору, часу та кванта Розділ 2 «Простір, час і око спостерігача» пояснює спеціальну теорію відносності Альберта Ейнштейна, яка об'єднує електродинаміку Джеймса Максвелла з принципом відносності Галілео Галілея. Ейнштейн встановив, що швидкість світла є універсальною константою, і що закони фізики однакові для всіх спостерігачів у відносному русі. Як наслідок, абсолютний час і простір Ісаака Ньютона були замінені динамічним простором-часом.
Розділ 3, «Викривлення та хвилі», знайомить із загальною теорією відносності Ейнштейна, яка вирішила конфлікт між теорією тяжіння Ньютона та спеціальною теорією відносності. Загальна теорія відносності пояснює гравітацію як кривину простору-часу.
Розділ 4, «Мікроскопічні дива», знайомить з квантовою механікою. Грін починає з пропозиції Планка 1900 року про те, що енергія поглинається та випромінюється дискретними одиницями або квантами. У 1905 році Ейнштейн використав квантову теорію, щоб пояснити фотоефект — вибивання світлом електронів з металу. Грін використовує двощілинний експеримент, щоб проілюструвати корпускулярно-хвильовий дуалізм світла. Луї де Бройль поширив цю ідею на матерію. Принцип невизначеності Вернера Гейзенберга говорить, що ми не можемо одночасно знати положення та швидкість частинки: чим точніше ми вимірюємо одне, тим менше знаємо про інше.
Розділ 5 «Потреба в новій теорії: загальна теорія відносності проти квантової механіки» пояснює конфлікт між двома стовпами сучасної фізики.
Частина III: Космічна симфонія Розділ 6 «Нічого, крім музики: Основи теорії струн» пропонує коротку історію теорії струн, починаючи з роботи Габріеле Венеціано про сильну взаємодію. Теорія струн замінює концепцію електронів і кварків як точкових частинок крихітними вібруючими петлями струни. Одна така вібрація описує властивості, передбачені для гравітону, постульованого кванта гравітації.
Розділ 7 «„Супер“ у суперструнах» обговорює важливість симетрії у фізиці та можливість суперсиметрії.
Розділ 8 «Більше вимірів, ніж здається на перший погляд» обговорює запропоноване Теодором Калуцею об'єднання загальної теорії відносності та електромагнетизму, що вимагало додаткової просторової розмірності. Цю ідею розвинув математик Оскар Клейн.
Розділі 9 «Беззаперечний доказ: експериментальні ознаки» обговорює критику теорії струн, а саме те, що вона ще не дала передбачень, які можна перевірити. Грін пояснює, як це може змінитися найближчим часом.
Частина IV: Теорія струн і структура простору-часу Розділ 10 «Квантова геометрія» обговорює простори Калабі-Яу та їх застосування.
Розділ 11 «Розриваючи тканину космосу» обговорює власну роботу Гріна в теорії струн і те, як струни можуть усунути розриви простору-часу.
Розділ 12 «Після струн: у пошуках М-теорії» обговорює різні версії теорії струн і те, як вони можуть вказувати на єдину теорію, загадкову назву М-теорію.
Розділ 13 «Чорні діри: перспектива теорії струн / М-теорії» розглядає таємниці чорних дір і те, як їх можна розв'язати за допомогою теорії струн. Грін обговорює відкриття Стівеном Гокінгом і Яковом Бекенштейном термодинаміки чорних дір і відкриття Гокінгом випромінювання Гокінга.
Розділ 14 «Роздуми про космологію» дає огляд стандартної моделі Великого вибуху та її уточнень від інфляційної космології. Теорія струн могла б відповісти на питання, чи Всесвіт починався з сингулярності.
Частина V: Об'єднання у ХХІ столітті Розділ 15 «Перспективи» розглядає питання, на які може дати відповідь теорія струн, наприклад природа простору та часу. Він розмірковує про майбутнє теорії.
Відгуки відзначав у «New York Times», як важко писати про цю галузь фізики для непідготовленого читача, однак Грін «має рідкісний талант пояснювати навіть найефемерніші ідеї так, що це створює принаймні ілюзію розуміння — достатню ментальну опору, щоб продовжити сходження». Джонсон писав що Грін «дослідив ідеї та нещодавні досягнення з такою глибиною та ясністю, які я вважав би неможливими».
Джон Шварц вказував на високий рівень знань Гріна, який є експертом у цій галузі, й одночасно «рідкісний для наукового світу стилістичний блиск, який має зробити книгу надзвичайно привабливою для широкої аудиторії». На його думку, публікація книги зробила Гріна до певної міри медійною знаменитістю.
Адаптації «Елегантний всесвіт» був адаптований у тригодинній програмі з трьох частин, яка отримала нагороду «Еммі» для телевізійної трансляції наприкінці 2003 року в серіалі телевізійної мережі PBS.
«Елегантний всесвіт» також інтерпретувала нью-йоркська хореографка . Показ незавершеної роботи став частиною першого .
Примітки
Література
Brian Greene, «The Elegant Universe: Superstrings, Hidden Dimensions, and the Quest for the Ultimate Theory», Vintage Series, Random House Inc., February 2000
Посилання