超弦理论

序言一　　9

序言二　　11

前　言　　13

第一章　为什么不是“点”？　　1

1.点是没有部分的　　4

2.物质是由什么组成的　　6

3.标准模型之问题一：暗物质与暗能量　　9

4.标准模型之问题二：无法解释引力　　10

5.诠释场力的不可思议的“场”　　13

6.点粒子引起的“无穷大”问题　　17

7.不放弃“点”的想法　　20

第二章　微观世界的“穷途末路”与“柳暗花明”　　25

1.解决无穷大的两种可能　　29

2.光既是“波”又是“粒子”　　30

3.“反粒子”也会引起无穷大　　35

4.“重整化”的作用超出了我们的预想　　38

5.“重整化”让“无知的分类”变为可能　　41

6.引力为“重整化”关上了一道门　　42

7.黑洞是结构层次的终点　　47

小专栏　思想实验　　50

第三章　从“弦理论”到“超弦理论”　　53

1.以根本解决方案为目标的弦理论　　56

2.17种基本粒子都是由一种“弦”组成的　　60

3.“开弦”是意大利干面条，“闭弦”是通心粉　　63

4.为什么弦可以消除无穷大　　66

5.光子是“开弦”的振动　　68

6.“闭弦”传递引力　　73

7.弦理论与超弦理论的区别　　76

8.什么是“超空间”　　78

9.什么是“超对称性”　　82

10.我们在超空间里吗?　　86

小专栏　南部阳一郎丢失的论文　　88

第四章　为什么是九维空间？　　91

1.为什么这个世界是三维的　　94

2.弦理论适用的空间为二十五维！　　95

3.光子没有质量　　97

4.“真空量子涨落的能量”并不为0　　98

5.“光子的质量”之探究方法　　100

6.不可思议的公式推导出二十五维　　103

7.为什么超弦理论的维度是九维　　105

小专栏　所谓的“了解”　　107

第五章　力的统一原理　　111

1.力有共通的原理　　114

2.电磁场与金融市场相似　　116

3.电场与利率　　118

4.磁场与汇率　　119

5.金融市场中也存在“电磁感应”　　122

6.电磁场中也存在“货币”　　123

7.电磁场的“标尺”是旋转的圆　　126

8.关于“高维度的货币”的杨-米尔斯理论　　（Yang-Mills theory）　　131

小专栏　金本位制与希格斯玻色子　　136

第六章　第一次超弦理论革命　　139

1.被抛弃的超弦理论　　143

2.不破坏宇称对称性的Ⅱ型超弦理论　　146

3.“疾病”缠身的Ⅰ型超弦理论　　150

4.标准模型的异常被抵消　　151

5.“三十二维的旋转对称性”　　153

6.超弦理论与弦理论的“联姻”——杂交弦理论　　157

7.用“卡拉比-丘成桐空间”紧化九维　　161

8.“卡拉比-丘成桐空间”的欧拉数决定“世代数”！　　165

9.对人择原理的抵抗　　170

小专栏　学术的多样性　　174

第七章　拓扑弦理论　　177

1.无法忘记第一次超弦理论革命给我带来的感动　　179

2.在距离都无法测量的空间内能干什么？　　181

3.发现了计算方法　　184

4.拓扑四人组　　186

5.加利福尼亚州的第二次超弦理论革命　　187

第八章　第二次超弦理论革命　　191

1.威腾的不满　　195

2.一种理论的五种化身　　197

3.结合两种Ⅱ型理论的“T对偶性”　　199

4.异端之美——十维的超引力理论　　203

5.从一维的弦到二维的膜　　206

6.可以从十维的理论导出九维的理论吗？　　209

7.“强度”改变维度！　　210

8.“对偶网”与M理论　　214

9.维度是什么？空间是什么？　　217

小专栏　宇宙数学　　219

第九章　空间的呈展性　　221

1.出现在十维空间内的五维物体　　224

2.“主角”不再是弦　　226

3.开弦缠着D膜　　230

4.弦的复活　　232

5.“开弦”是“黑洞的分子”！　　235

6.视界是电影的银幕　　238

7.引力的全息术（holography）　　241

8.空间的呈展性　　243

9.被证实的预言　　246

10.空间是由什么组成的？　　249

第十章　时间是什么？　　253

1.空间是什么？　　256

2.时间是什么？　　259

3.为什么时间有“方向”　　263

4.知晓宇宙开始的引力波和中微子　　267

5.继续挑战超弦理论　　272

后　记　　277

附　录　欧拉的公式　　281

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