Piękno wszechświata. Superstruny, ukryte wymiary i poszukiwanie teorii ostatecznej PDF
Preview Piękno wszechświata. Superstruny, ukryte wymiary i poszukiwanie teorii ostatecznej
PIĘKNO WSZECHŚWIATA HA SCIIŹKACM NAUKI W 2001 roku w serii ukazały się: Ed Regis: Nanotechnologia, czyli świat cząsteczka po cząsteczce Brian Greene: Piękno Wszechświata. Superstruny, ukryte wymiary i poszukiwanie teorii ostatecznej Fred Hoyle: Mój dom kędy wieją wiatry. Stronice z życia kosmologa Richard Dawkins: Rozplatanie tęczy. Nauka, złudzenia i apetyt na cuda Carl Sagan: Miliardy, miliardy. Rozważania o życiu i śmierci u schyłku tysiąclecia Andrzej Jerzmanowski: Geny i życie. Niepokoje współczesnego biologa Michał Heller: Kosmologia kwantowa John J. Medina: Zegar życia. Dlaczego się starzejemy? Czy można cofnąć czasł W 2002 roku w serii ukazały się: Edwin C. Krupp: Obserwatorzy nieba, szamani i królowie. Astronomia i archeologia mocy Paul Davies: Czas. Niedokończona rewolucja Einsteina Lee Silver: Raj poprawiony. Nowy wspaniały świat? Michael B. A. Oldstone: Wirusy; plagi i dzieje ludzkości Ken Croswell: Łowcy planet. W poszukiwaniu nieznanych światów W przygotowaniu: Peter D. Ward: Tajemnica epoki lodowcowej. Dlaczego wymarły mamuty Alexandra Wykę: Medycyna przyszłości. Cyberchirurgia, cudowne terapie i dążenie do nieśmiertelności Michał Heller; Początek jest wszędzie BRIAN GREENE PIĘKNO WSZECHŚWIATA Superstruny, ukryte wymiary i poszukiwania teorii ostatecznej Przełożyli Ewa L. Łokas i Bogumił Bieniok T^<£s2y^sl<i i S - ka Tytuł oryginału angielskiego THE ELEGANT UNIVERSE Superstrings, Hidden Dimensions and the Quest for the Ultimate Theory Copyright © by Brian R. Greene 1999 All rights reserved First published in the United States of America by W. W. Norton & Company, Inc. in 1999 Projekt okładki Katarzyna A. Jarnuszkiewicz Zdjęcie na okładce NASA/STScI/CERN ISBN 83-7255-178-2 Warszawa 2001, 2002 Wydawca Prószyński i S-ka SA ul. Garażowa 7 02-651 Warszawa Druk i oprawa OPOLGRAF Spółka Akcyjna ul. Niedziałkowskiego 8-12 45-085 Opole Mojej matce i pamięci mego ojca, z wyrazami miłości i wdzięczności SPIS RZECZY Przedmowa 9 CZĘŚĆ I: GRANICE WIEDZY 1 Związane struną 15 CZĘŚĆ n: KŁOPOTY Z PRZESTRZENIĄ, CZASEM I KWANTAMI 2 Przestrzeń, czas i obserwator 35 3 Zakrzywienia i zmarszczki 63 4 Miniaturowa niezwykłość 94 5 Zapotrzebowanie na nową teorię: ogólna teoria względności a mechanika kwantowa 125 CZĘŚĆ m: KOSMICZNA SYMFONIA 6 Wyłącznie muzyka: podstawy teorii superstrun 141 7 Super w superstranach 170 8 Ukryte wymiary 187 9 Narzędzie zbrodni: wyniki doświadczeń 211 CZĘŚĆ IV: TEORIA STRUN I STRUKTURA CZASOPRZESTRZENI 10 Geometria kwantowa 231 11 Rozrywając strukturę przestrzeni 261 12 Dalej nii struny: w poszukiwaniu M-teorii 280 8 • PIĘKNO WSZECHŚWIATA 13 Csarnę dziury s punktu widzenia teorii strun i M-teorii 315 14 Refleksje nad kosmologią 339 CZĘŚĆ V: UNIFIKACJA W XXI WIEKU 15 Perspektywy 367 Przypisy 381 Słownik terminów naukowych 405 Literatura uzupetniąjąca 418 Literatura uzupetniąjąca w języku polskim 419 Indeks 420 PRZEDMOWA P rzez ostatnie trzydzieści lat żyda Albert Einstein wytrwale poszu- kiwał tak zwanej zunifikowanej teorii pola. teorii, która opisałaby siły natury w obejmującym wszystko, spójnym systemie. Einsteinem nie kierowały motywy, które zwykle wiążemy z przedsięwzięciami na- ukowymi. takimi jak chęć wyjaśnienia konkretnych wyników badaft. Powodowało nim raczej mocne przeświadczenie, że zgłębienie tajemnic Wszechświata odsłoni to. co w nim najcudowniejsze: prostotę i siłę za- sad. które nim rządzą. Einstein chciał wyjaśnić naturę Wszechświata w sposób tak jasny, jak nigdy dotąd, abyśmy wszyscy mogli podziwiać Jego absolutne piękno 1 elegancję. Einsteinowi nigdy nie udało się zrealizować tego marzenia, głów- nie za sprawą obiektywnych trudności. W owych czasach nie zna- no Jeszcze pewnych zasadniczych właściwości materii I sił natury lub - w najlepszym razie - niezbyt dobrze Je rozumiano. Jednakże w ciągu ostatniego półwiecza kolejne pokolenia fizyków - raz szyb- ciej, raz wolniej, a czasem zapędzając się w ślepą uliczkę - dzięki odkryciom swoich poprzedników coraz lepiej rozumiały. Jak funk- cjonuje Wszechświat. Obecnie, długo po tym. Jak Einstein podjął bezskuteczną próbę sformułowania zunifikowanej teorii Wszech- świata. fizycy nabierają pewności, że w końcu odkryli wspólne pod- stawy rozmaitych fragmentów wiedzy - teorię, która daje możliwość opisania w zasadzie wszystkich zjawisk fizycznych. Jest to teoria superstrun. Ona właśnie stała się tematem tej książki. Napisałem Piękno Wszechświata, aby przybliżyć najnowsze od- krycia naukowe w dziedzinie fizyki, zwłaszcza tym. którzy nie mają wykształcenia fizycznego czy matematycznego. Dając w ciągu ostatnich kilku lat wykłady na temat teorii superstrun. zauważy- łem ogromne zainteresowanie wynikami obecnie prowadzonych ba- dan na temat podstawowych praw rządzących Wszechświatem. 10 • PIĘKNO WSZECHŚWIATA Wiele osób chciało się dowiedzieć, dlaczego prawa te wymagają cał- kowite) zmiany naszego obrazu kosmosu i jak wiele wysiłku będą Jeszcze kosztowały poszukiwania teorii ostatecznej. Mam nadzieję, że wyjaśniając główne osiągnięcia w dziedzinie fizyki od czasów Einsteina i Heisenberga. a także opisując wspaniałe owoce ich od- kryć. książka ta zaspokoi ową ciekawość. Żywię też nadzieję, że Piękno Wszechświata zainteresuje również czytelników mających pewne przygotowanie z dziedziny nauk ścis- łych. Liczę na to. że wyjaśniając studentom nauk ścisłych 1 na- uczycielom fundamentalne zagadnienia współczesnej fizyki - szczególną 1 ogólną teorię względności oraz mechanikę kwantową - książka ta przekaże Im Jednocześnie nieco zaraźliwego entuzjazmu, cechującego badaczy, którzy zbliżają się do odkrycia długo poszu- kiwanej zunifikowanej teorii. Pamiętając o gorliwym czytelniku lite- ratury popularnonaukowej, próbuję wyjaśnić wiele napawających radością osiągnięć, których dokonano w ostatnim dziesięcioleciu. Mam nadzieję, że moim kolegom zajmującym się innymi dyscypli- nami naukowymi książka ta pozwoli wyrobić sobie rzetelny 1 wywa- żony pogląd na to. dlaczego teoretycy strun odnoszą się tak entu- zjastycznie do postępu w poszukiwaniach ostatecznej teorii natury. Teoria superstrun obejmuje liczne działy. Jest to złożona dzie- dzina. korzystająca z wielu najważniejszych odkryć w fizyce. Ponie- waż łączy prawa dotyczące zarówno tego. co wielkie, jak i tego. co małe - prawa, które rządzą fizyką opisującą najdalsze zakątki ko- smosu. ale także najmniejsze fragmenty materii - istnieje wiele sposobów podejścia do tego tematu. Postanowiłem się skupić na naszym ewoluującym obrazie przestrzeni i czasu. Uważam ten te- mat za szczególnie pasjonujący. Mam też nadzieję, że przedstawie- nie owej problematyki pozwoli dostrzec fascynujące bogactwo naj- ważniejszych odkryć, których dokonano ostatnio. Einstein pokazał światu, że przestrzeń i czas zachowują się w niezwykły sposób. Współcześni badacze włączyli Jego odkrycia do kwantowego wszechświata o wielu ukrytych wymiarach, których bogata geome- tria zawiera, być może. klucz do odpowiedzi na część najistotniej- szych pytart. Chociaż niektóre pojęcia są dość zawiłe, przekonamy się, że potrafimy uchwycić ich znaczenie za pomocą analogii z życia codziennego. Po zrozumieniu owych pojęć ujrzymy Wszechświat w zaskakującej, wręcz rewolucyjnej perspektywie. W całej książce staram się trzymać faktów naukowych. Jedno- cześnie często posługuję się analogiami i przenośniami, chcąc, aby czytelnik Intuicyjnie zrozumiał, w jaki sposób uczeni doszli do obo- wiązującego dziś wyobrażenia o kosmosie. Unikam języka specjali- stycznego i równart. ale ze względu na pojawianie się całkowicie
The list of books you might like
