书名: 第一推动丛书 物理系列 新物理狂想曲

定价: 98

作者: 【英】罗杰·彭罗斯著，Roger Penrose

出版社: 湖南科学技术出版社

出版日期: 2021-03

用纸: 胶版纸

装帧: 平装

开本: 32

ISBN: 9787571008598

湖畔诗人沃兹华斯的一句诗——“一颗心，永远孤独航行在奇异的思想海洋”最恰当地形容了彭罗斯，我们时代真正的独立思想者，他熟悉理论物理学的主流，却坚持走着自己的岔路。

作者用3个“F”打头的主题词（Fashion, Faith, Fantasy）来评说当下的物理学。他从弦论说时尚，用量子论说信仰，在宇宙学说想象。你将看到作者为什么不喜欢弦论，为什么说时下的量子引力方法没有前途；为何他的“偏见”是对相对论原理多一些信任，而对量子论的基础多一些怀疑；同是研究黑洞和奇点，为何彭罗斯获得诺奖，他的研究路径有何独特。

书中每幅插图都是作者亲手绘制，仿佛建筑师的素描，又像水墨写的方程。他很慷慨地把象牙塔中的数学搬到路边摊，让普通人能一窥奇特和清新，更让有心人能沿着路标找到宝藏。

2020年诺奖桂冠获得者彭罗斯指出，时尚、信仰和想象尽管有时能在物理学中开花结果甚至缺一不可，却正在三个最重要的领域——弦论、量子力学和宇宙学中将今天的研究者引向歧路。

彭罗斯说，弦论假定的六个额外隐藏维度偏离了物理的实在性，他警告理论的时髦会遮蔽我们对其合理性的判断。就量子力学而言，其解释原子宇宙的巨大成功令人盲目相信它必然也适用于大质量的对象，但彭罗斯则建议量子论有可能变化。至于宇宙学，他认为当下大多数关于宇宙起源的想象都不可能是真的，它们背后可能存在更疯狂的实在性。最后，彭罗斯描述了时尚、信仰和想象是如何活脱脱地造就了他自己的工作——从正在引领时尚（可能取代弦论）的扭量理论到可能被人看成“共形疯狂宇宙学”的“共形循环宇宙学”。

在本书中，我们将看到一个物理学大咖对当今一些最重要的物理学进展的严肃批评。

1 时尚

1.1 数学美的驱动

1.2 过去的时尚物理

1.3 弦论的粒子物理学背景

1.4 QFT的叠加原理

1.5 费曼图的威力

1.6 弦论的初心

1.7 广义相对论的时间

1.8 外尔的电磁规范理论

1.9 函数自由度

1.10 函数自由度的量子障碍？

1.11 高维弦论的经典不稳定性

1.12 弦论时尚地位

1.13 M-理论

1.14 超对称性

1.15 AdS/CFT对偶

1.16 膜世界与景观

2 信仰

2.1 量子启示

2.2 普朗克的E=hn

2.3 波粒悖论

2.4 量子与经典水平：C，U和R

2.5 点粒子的波函数

2.6 光子的波函数

2.7 量子的线性特征

2.8 量子测量

2.9 量子自旋的几何

2.10 量子纠缠与EPR效应

2.11 量子函数自由度

2.12 量子实在性

2.13 客观量子态还原：量子信仰的极限？

3 想象

3.1 大爆炸与FLRW宇宙学

3.2 黑洞与局域不规则性

3.3 热力学第二定律

3.4 大爆炸悖论

3.5 视界：随动体积与共形图

3.6 大爆炸的惊人精度

3.7 宇宙学熵？

3.8 真空能量

3.9 暴胀宇宙学

3.10 人存原理

3.11 更虚的宇宙学

4 宇宙新物理学？

4.1 扭量理论：弦的替代者？

4.2 量子基础在哪里？

4.3 共形疯狂宇宙学？

4.4 我的小故事

附录 数学补充

A1 迭代指数

A2 场的函数自由度

A3 矢量空间

A4 矢量基，坐标与对偶

A5 流形的数学

A6 物理学中的流形

A7 丛

A8 由丛看函数自由度

A9 复数

A10 复几何

A11 调和分析

参考文献

索引

罗杰·彭罗斯，世界顶尖理论物理学家之一，因发现黑洞形成是广义相对论的强健结果而荣获2020年诺贝尔物理学奖。他与霍金合作了畅销书《时空的本性》。彭罗斯的其他著作还有《宇宙的轮回》《通向实在之路》《皇帝新脑》等。他现在是牛津大学荣誉Rouse Ball数学教授，居英国牛津。