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物理学的困惑

The Trouble with Physics: The Rise of String Theory, the Fall of a Science and What Comes Next

作者:[美] 李·斯莫林 (Lee Smolin)

李泳

长沙:湖南科技出版社

丛书名:第一推动丛书·物理系列

ISBN: 978-7-5357-5240-6

开本:880×1230 1/32

格式:mobi

1.79M/365页 286千字

20084月第一版

物理学的夙愿和拙劣的爱情小说一样,是为了统一。在可能的时候,把过去认为不同的两样事物结合起来,作为一个实体的不同方面──这是科学最大的惊奇和快乐。

弦理论长久以来的危机是它完全不能解释或预言任何大距离的物理。弦理论不能决定宏观时空的维度、几何、粒子谱和耦合常数。弦理论不能明确地解释现实世界的现有知识,不能做出任何具体的预言。弦理论的可靠性无法估计,更不可能确立。作为候选的物理学理论,弦理论毫无可信度。

 

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内容简介

本书可供广大自然科学工作者、社会科学工作者和文化界人士阅读。 这是一本破天荒的书,著名物理学家斯莫林在书中指出作为所有其他科学的基础的物理学迷失了方向。为什么物理学突然陷入了困境?我们能为它做些什么?

在斯莫林看来,一个主要问题出在弦理论:一个野心勃勃的“万物之理”的蓝图。想要解释自然的所有粒子和力,解释宇宙的起源和演化。弦理论凭它新奇的新粒子和平行宇宙抓住了公众的想象力,也赢得了很多物理学家的心。但这是理论的陷阱:弦理论没有一点曾被证实,也没人知道如何去证实它。实际上,理论出现了无限多个形式,意味着没有实验能否定它。作为一个科学理论,它失败了。但是因为它吸引了大量的资源,招揽了最优秀的头脑,严重伤害了在其他路线上追求的年轻物理学家,所以它也拖累了其他物理学的前进步伐。

——转自出版社官方网站

Overview

The book is mainly about the problems with string theory. Lee Smolin argues that fundamental physics -- the search for the laws of nature -- losing its way. He strongly criticizes string theory and its prominence in contemporary theoretical physics, that string theory has yet to come up with a single prediction that can be verified using any technology that is likely to be feasible within our lifetimes. Moreover, he is broadly concerned with the role of controversy and diversity of approaches in scientific processes and ethics.

About Lee Smolin

Born: Jun. 06, 1955

Lee Smolin is an American theoretical physicist working mainly in the field of quantum gravity, in particular the approach known as loop quantum gravity. His research interests also include cosmology, elementary particle theory, the foundations of quantum mechanics, and theoretical biology. He's a founding member of the Perimeter Institute for Theoretical Physics in Canada

作者简介

斯莫林,在哈佛大学获物理学博士学位,然后在耶鲁大学和宾夕法尼亚州教书,后来去加拿大帮助建立了圆周理论物理研究所。他的作品有《宇宙的生命》和《通向量子引力的三条路》。

——转自出版社官方网站

目   录

Contents

绪言

致谢

第一篇 未完成的革命

第一章 理论物理学的五大问题
第二章 美的神话
第三章 几何世界
第四章 统一成为科学
第五章 从统一到超统一
第六章 量子引力:岔路

第二篇 弦论简史

第七章 孕育革命
第八章 第一次超弦革命
第九章 第二次革命
第十章 万物之理
第十一章 人类的选择
第十二章 弦理论解释了什么

第三篇 弦论之外

第十三章 真实世界的惊奇
第十四章 站在爱因斯坦肩头
第十五章 弦论后的物理学

第四篇 向经验学习

第十六章 奈何社会学
第十七章 什么是科学
第十八章 预言家和工艺师
第十九章 科学到底是怎么运行的
第二十章 我们能为科学做什么

译后

李·斯莫林 Lee Smolin

英文版封面  English edition

本站简评

 Brief comment

本书一边讲科学,一边讲社会学。作者是弦论的质疑者,所以重点散播“弦外”之音。按他的说法,今天的物理学家基本分为拥弦派和反弦派两个阵营,而决定立场的往往是情感与猜想。由于弦理论远离实验,既不能证实也难以证伪,维持其存在某种程度上依赖的是信仰,颇有宗教化之嫌。

作为业内人士,斯莫林除了关注他的圈量子领域以外,对科学发展史以及业界的社会伦理也长期保持兴趣。一开始还以为他要写一部物理学史,可是一扯到科学界的人际关系他就关不掉话匣子,随手就能拿出身边的例子评判一番。他从求职、升等、申请经费、传承方式等几个科学研究中最典型的环节出发,列举了当今科学界的种种弊端,并且发现弦理论是其中的受益者。比如弦理论研究远比其他项目更容易拿到经费,更容易找到工作,而同行推荐制度在很多场合压缩了异见空间。

弦理论让物理走向了纯数学,缺乏事实支持的弱点在作者看来相当致命。他举了伽利略的例子,因为伽利略当初的理论存在很多破绽,有良好教育背景的教会便从中找到错误,把他打成异端就变得有理有据——所以理论破绽确实可以致命。

总之,作者认为物理学近30年来几乎没有取得进步,并没有实质性的新发现,想回答的问题仍然回答不了。人们在弦论上花费了过多注意力而扼杀了其他理论。一枝独秀不是长久之计,百花齐放乃至新花怒放才是避免科学衰落的良方(注意副标题)。

卡鲁扎 - 克莱因理论用的卷曲的额外空间维

上:两根开弦在端点结合;中:开弦的两个端点结合形成闭弦;下:两根闭弦结合成一根闭弦

弦的传播和相互作用取决于相同的定律,使其在时空中的表面积最小。在右边我们看到,两根闭弦在时空中运动。通过交换第三根闭弦发生相互作用。在左边,我们看到时空中的系列构型。是从右边的时空图中截取的碎片。我们先看到两根闭弦,然后看到第三根闭弦分裂出来,在运动中与另一根结合

弦可以缠绕一个隐藏维。在这里的情形,空间是 1 维的,隐藏维是个小圆。图中的弦分别缠绕零圈、一圈和两圈

上:从微波频率看到的天空。来自我们银河系内部的信号已经被清除了,留下的宇宙图像是它刚好冷却到电子和质子结合成氢的时候。下:上图在不同波长的能量分布。点代表 WMAP 和其他来源的数据,曲线是标准宇宙模型预言的拟合

自旋网络 —— 圈量子引力及其相关理论中的量子几何状态。节点和边界分别联系着体积和面积的量子

附    录

Appendixes

Official website of Lee Smolin

Lee Smolin官方网站

物理学的困惑: 弦理论崛起了, 科学却衰落了

   
 

Aug. 22, 2015

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