宇宙的结构

title: 介绍.
content: 格林首先提出了一个关键问题:“什么是现实?”或者更具体地说,“什么是时空?”他着手描述他发现的令人兴奋的特征,这些特征对于形成由现代科学所描绘现实的全貌是必不可少的。在几乎每一章中,格林都介绍了基本概念,然后慢慢地达到高潮,这通常是科学上的突破。然后,格林尝试与读者进行沟通,通过简单的类比来帮助解释科学概念的含义,而又不过分简化其背后的理论。  格林在序中承认,本书的某些部分在科学家中仍具有争论。他在正文中介绍了主要观点,并在尾注中给出了争论点。正文中作了简化的要点,会在尾注中包含更完整的说明。
title: 摘要.
title: 第一部分:实在性之舞台(Reality's Arena).
content: 第1章,通往实在性之路(Roads to Reality),介绍了该书后面将要出现的内容,例如围绕经典物理学、量子力学和宇宙物理学所进行的讨论。  第2章,宇宙与桶(The Universe and the Bucket),则以空间为重点。格林提出的问题是:“空间是人类的抽象,还是物理实体?”关键的思想实验是一个旋转的水桶,旨在让人们思考一下,在水桶旋转时,是什么产生了受力的感觉。后面详细讨论了艾萨克·牛顿、恩斯特·马赫和戈特弗里德·莱布尼茨关于这一思想实验的想法。  第3章,相对与绝对(Relativity and the Absolute),聚焦于时空。现在的问题变成了:“时空是爱因斯坦的抽象还是物理实体?”该章讨论了狭义相对论和广义相对论的概念,以及它们对时空意义的重要性。  第4章,纠缠着的空间(Entangling Space),格林探讨了量子力学时代的革命,着眼于在量子定律所规范的宇宙中,对物体进行分离和区分的含义。该章研究量子力学,所涉及的概念包括:几率波和干涉图案、粒子自旋、光子双缝实验,以及海森堡不确定性原理。读者还将了解到,阿尔伯特·爱因斯坦、鲍里斯·波多尔斯基和纳森·罗森对量子力学所提出的挑战。
title: 第二部分:时间和经验(Time and Experience).
content: 第5章,冰封之河(The Frozen River),处理的问题是:“时间在流动么?”本章的重点之一是狭义相对论。彼此相对移动的观察者对于在给定时刻所存在的事物有不同的概念,因此他们对现实的概念也不同。结论是时间并不流动,因为所有事物同时存在。  第6章,偶然和箭头(Chance and the Arrow),问道:“时间有箭头吗?”读者发现,不管时间向前进,还是向后退,物理定律都能成立。这种定律被称为时间反演对称。该章的主要话题之一是熵。作者给出了各种类比来说明,熵是如何工作的,及其明显的悖论。该章的高潮是熵和引力之间的相互关系,以及宇宙的开始必须是最小熵的状态。  第5章和第6章,仅由前现代物理学来解释时间。第7章,时间与量子(Time and the Quantum),深入介绍了量子领域中时间的本质。概率在该章中扮演了主要角色,因为它是量子力学中不可避免的一部分。作者回顾了双缝实验,以揭示过去的情况。该章还介绍了许多其它实验,例如延迟选择的量子擦除实验。还有一些其它主要问题引起了读者的注意,例如量子力学和体验,以及量子力学和测量问题。最后,该章讨论了量子退相干这一重要主题,及其与宏观世界的相关性。
title: 第三部分:时空与宇宙学(Spacetime and Cosmology).
content: 第三部分论述了宇宙的宏观领域。  第8章,雪花与时空(Of Snowflakes and Spacetime),告诉读者,宇宙的历史实际上是对称的历史。对称及其对宇宙演化的重要性是该章所关注的重点。同样,广义相对论被认为是时空的延伸结构。宇宙学、对称性和空间形状,被以新的方式组合在一起。  第9章,蒸发真空(Vaporizing the Vacuum),介绍了希格斯玻色子的理论思想。该章重点讨论了大爆炸之后一秒,关键的第一部分。人们认为宇宙中对称性的数量是这时突然变化的,该过程被称为对称性破缺。该章还介绍了大统一理论,并重新审视了熵。  第10章,解构大爆炸(Deconstructing the Bang),以宇宙暴胀为重点。广义相对论和暗能量(斥力)的发现,以及宇宙学常数,都被考虑在内。由标准的大爆炸理论引起的某些问题得到了解决,膨胀宇宙学也给出了新的答案。这些问题包括视界问题和平坦性问题。作者还讨论了整个宇宙的物质分布,包括暗物质和暗能量的概念。  第11章,缀满钻石的天空中的量子(Quanta in the Sky with Diamonds),继续讨论膨胀的话题,并且再次讨论了时间箭头。该章介绍了三项主要的发展:星系等结构的形成,产生我们现在所看到的宇宙需要多少能量,以及时间箭头的起源。
title: 第四部分:起源与统一(Origins and Unification).
content: 第四部分探讨了物理学的新理论方面,特别是在作者的领域。  第12章,弦上的世界(The World on a String),根据弦理论向读者介绍了空间的结构。作者引入了一些新概念,包括普朗克长度和普朗克时间,并重新审视了《宇宙的琴弦》中的思想。读者将了解到,弦理论怎样填补了广义相对论与量子力学之间的空白。  第13章,膜上的宇宙(The Universe on a Brane),扩展了第12章中的思想,特别是M理论,弦理论是该理论的一个分支。该章致力于讨论空间和时间,介绍了包括爱德华·威滕和保罗·狄拉克在内的许多物理学家的见解。该章的重点是引力及其涉及的额外维度。在该章末尾,有一个简短的部分专门介绍了循环模型。
title: 第五部分:真实与想象(Reality and Imagination).
content: 第五部分涉及许多理论概念,包括空间和时间旅行。  第14章,上天入地(Up in the Heavens and Down on the Earth),是关于时空的各种实验。前面章节中的理论被再次提起,例如希格斯理论、超对称和弦理论。该章描述了一些未来计划的实验,以尝试验证所讨论的许多理论概念,包括暗物质和暗能量的组成,希格斯玻色子的存在,以及额外空间维度的验证。  第15章,超距传输器与时间机器(Teleporters and Time Machines),是关于使用奇妙的方法穿越时空的。当读者遇到瞬时传送时,再次接触了量子力学。时间旅行会造成困惑,例如,通过时间旅行回到过去的想法产生了可能性。该章的结尾聚焦在虫洞及其背后的理论。  第16章,幻象的未来(The Future of an Allusion),重点在于黑洞及其与熵的关系。该章的主要思想是,时空可能不是宇宙结构的基本组成。
title: 评价.
content: 《宇宙的结构》在2005年成为亚马逊客户中最受欢迎的科学书籍,并曾登上纽约时报畅销书榜——自2004年2月10日出版以来,它曾10次进入非小说榜前15名,在4月4日达到其最高排名第3位,后于5月9日退出榜单。它首次印刷了125,000册,并成为每月之书俱乐部的主要选择,克诺夫对它期望甚高。截至2020年1月,该书的评论者平均评分为4.6星(满分5星),在560位评论者中,有400位给了它5星。
title: 改编.
content: Nova (美国电视节目)根据《宇宙的结构》这本书制作了一部同名纪录片,作为由《宇宙的琴弦》改编的广受欢迎的纪录片的续集。该系列由格林主持,还包括了众多其他著名物理学家的评论,例如马克斯·泰格马克等。  该纪录片系列组成了Nova电视系列片的4集(第39季第5-8集):

Summary: 《宇宙的结构——空间、时间以及真实性的意义》(The Fabric of the Cosmos: Space, Time, and the Texture of Reality,2004)是哥伦比亚大学弦理论、宇宙学和天体粒子物理研究中心(Institute for Strings, Cosmology, and Astroparticle Physics,简称ISCAP)的教授兼副主任布莱恩·格林撰写的第二本关于理论物理学、宇宙学和弦理论的书。湖南科学技术出版社出版了其简体中文版,并归入其《第一推动丛书》。

La Magie du cosmos: La Magie du cosmos (sous-titré "L'Espace, le Temps, la Réalité : tout est à repenser" ; "" en version originale) est un livre de vulgarisation scientifique écrit par Brian Greene et publié en 2004. Il concerne notamment la physique théorique, la cosmologie et la théorie des cordes et essaie d'expliquer la nature du temps, de l'espace et de l'univers. C'est le deuxième ouvrage de son auteur, qui est professeur de physique et de mathématiques à l'Université Columbia de New York.