的一个理论。弦理论是这种理论的一个例子。
量子幽闭（Quantum claustrophobia)见量子涨落o
量子涨落（Quamum fluctuation)系统在微观尺度上由于不确定性原理而出现的湍流
行为。
零维球面(Zero -dimensional sphere)见球面。
洛伦兹收缩（Lorentz comraction) 狭义相对论表现的一个特征：运动物体在运动方 向上显得缩短了。
麦克斯韦理论，麦克斯韦电磁理论（Maxwell theory, Maxwell electromagnetic theory) 麦克斯韦19世纪80年代在电磁场概念基础上提出的统一电与磁的理论，证明 了可见光是电磁波的一种。
膜（Brane) 弦理论中出现的任何延展体。1-膜是弦，2-膜即通常的膜，3 -膜有 3个延展方向（维），等等。一般地说，p-膜有p个空间维。
牛较万有引力理论（Newton’s universal theory of gravity)—种引力理论，宣称两个物 体间的相互吸引力正比于物体质董的乘积，反比于物体间距离的平方；后来被 爱因斯坦的广义相对论所取代。
牛頓运动定律(Newton’s laws of motion)以绝对的不可变易的空间和时间概念为基础 的描写物体运动的定律；在爱因斯坦发现狭义相对论之前，这些定律是不可动 摇的。
耦合常数（Coupling constant) 见弦耦合常数。
频率（Frequency)波在每一秒钟所完成的波动循环数。
平直性（Flat) 欧几里得几何应服从的法则。例如完全光滑的桌面以及它的高维推
广。
普朗克长度（Planck length)约10_33厘米。在小于它的尺度下，时空结构的置子涨 落开始变得剧烈。弦理论中一根弦的典型大小。
普明克常数（Planck constant)记作h，量子力学的基本常数。它决定着能量、质 *、自旋等物理量的离散单位的大小，微观世界即照那些单位分离3它的值为 6. 62x10 34 焦?秒。
普明克能量(Planck energy)约1000千瓦时；探测普朗克长度F的距离所必须的能 量。弦理论中一根振动弦的典型能暈。
普朗克时间(Planck time)约1CK43秒。这时的宇宙大小约为普朗克长度；更准确地 说，它是光经过普朗克长度的时间。
普朗克张力（Planck tension)约1039吨。弦理论的典沏张力。
宇宙的琴弦
普朗克质量(Planck mass)约质子质量的1000亿亿倍，10_5克；大约一粒灰尘的质 量。弦理论中一根振动弦的典型等价质量。
奇点(Singularity)时空的空间几何彻底破碎的地方。
强力，强核力（Strong force, Strong nuclear force) 四种基本力中最强的，主要作用是 把夸克束缚在质子和中子里，并把质子和中子束缚在原子核中。
强力对称性(Strong force symmetry)作为强力基础的一种规范对称性，与物理系统在 夸克颜色转移下的不变性相关。
强耩合（Strong coupled)弦耦合常数大于1的理论。
球面(Sphere)球体的外表面。我们熟悉的三维球体的表面是二维的（可以用两个数 来表征，如地球表面的“经度”和“纬度”）。不过，球面概念还更一般地用 于任何维的球体和球面。一维球面是圆周的更富想象的名字；零维球面是两个 点（解释见正文）。三维球面则很难画出来，它是四维球体的表面。
曲率（Curvature) 物体、空间或时空形态偏离平直形态，从而也偏离欧几里得几何 法则的程度。
热力学（Themiodynamics) 19世纪发展起来的理论，描写物理系统的热、功、能、 熵及其相互演化。
热力学第二定律(Second law of thermodynamics)关于总墙永远增大的定律。
人择原理（Anthropic principle)关于宇宙为什么具有我们观测的性质的一种解释原 则，假如宇宙不是那样，就可能不会形成生命，从而也就不会有我们来观测那 些变化。
弱电理论（Electroweak theory )在一个统一框架下描写弱力和电磁力的相对论量子场 论。
弱规范玻色子(Weak gauge boson)弱力场的最小单兀，弱力的信使粒子，叫1W或Z 玻色子。
弱力，弱核力（Weak force，Weak nuclear force)四种基本力之一，最有名的表现是 辐射衰变中的力。
弱耦合(Weak coupled)弦耦合常数小于1的理论。
三维球面（Three - dimensional sphere)见球面o
熵（Entropy) 物理系统无序的童度；由在不改变系统外在表现的条件下重新安排 系统组成的方式数来决定。
i--维超引力（Eleven - dimensional supergravity) —?个很有希望的高维超引力理论，
在20世纪70年代发展，后来被忽略，最近被证明为弦理论一个重要部分。
科学名词解释
时间膨胀(Time dilation)狭义相对论中的现象，在运动观测者看来，时间流变慢 了。
时空（Spacetime)最先出现在狭义相对论的空间和时间的统一体，可以看作宇宙赖 以形成的一种“结构”，为宇宙事件的发生提供了动力学的舞台。
时空泡沬（Spac⑷me foam) 根据传统的点粒子观点，超微观尺度的时空结构所表 现的扭曲、混乱特征。弦理论出现以前，这是量子力学与广义相对论互不相容 的一个根本原因。
时空破裂翻转变换（Space-tearing flop transition)见翻转变换。
史瓦西解(Schwarzschild solution)广义相对论方程关于球状物质分布的解，这个解的 一个结果是可能存在黑洞。
世界叶(World-sheet)弦运动扫过的二维曲面。
视界问题（Horizon problem) 与下面事实相关的一个宇宙学难题：宇宙中分隔遥远 的区域具有几乎完全相同的性质，如温度。暴涨宇宙槿型提供:T一个答案。 手征的，手征性（Chiral，Chirality) 基本粒子物理学区别左和右的特征，说明宇宙 不完全是左右对称的。
速度(Velocity)物体运动矢M：,包括运动方向和速率。
统一理论，统一场论（Unified theory. Unified field theory) 在一个包罗?■切的框架下 描写一切力和物质的理论。
拓扑(Topology)几何形态的分类性质，同一类型的不同形态可以不经过任何结构破 .坏而相互变换。
拓扑差异(Topologically distinct)两种形态如果不经过某种形式的结构破坏不可能从
—个变形为另一个。
拓扑改变变换(Topology - changing transition)发生结构破坏的空间演化，从而成为不
同拓扑的空间。
微扰方法（Perturbative approach, Perturbative method)见微扰论。
微扰论（Perturbalive theory) —种简化问题的方法，先导找一个近似解，然后将原来 忽略的、未系统考虑的细节包括进来。
维（Dimension) 空间或时空的一个独立方向或坐标轴。我们周围的空间有3个维 (上下、前后、左右），而我们熟悉的时空有4个维（前面的3个空间轴和1 个时间轴）。超弦理论要求宇宙有更多的空间维。
无穷大（Infinides) 在点粒子框架下的广义相对论和量子力学计算中出现的一类典 型的无意义结果。
无质最黑洞（Mass丨ess black hole) 弦理论中的一类特殊黑洞，它原来可能有巨大质
宇宙的琴弦
?，但随肴空间卡-丘部分的收缩而变得越来越轻，当卡-丘空间收缩到一个 点时，它的质量也完全消失了，成为无质量的。在这种状态，它不再表现通常 的黑洞性质，如事件视界。
狭义相对论(Special relativity)爱因斯坦关于在无引力作用时的空间和时间定律。
(参见广义相对论^ )
弦(String)基本的一维物体，是弦理论的物质基元。
弦理论（String theory) —个统一理论，提出自然的基本组成不是零维的点粒子，而 是一维的被称为弦的小细丝。弦理论和谐地统一了量子力学和广义相对论这两 个已知的然而互不相容的关于“小”和“大”的理论体系。通常是超弦理论的 简称。
弦槿式（String mode)弦可能表现的形式（如振动模式，缠绕形式等）。
弦稱合常数(String coupling constant) —个（正）数，决定着-根弦如何分裂为两 根，或者两根弦如何结合成一根——弦理论的基本过程。每个弦理论都有自己 的耦合常数，其值可以由方程来决定；不过，我们现在的方程还不足以得出任 何有用的信息。耦合常数小于1意味着微扰论是有效的。
相（Phase)用于物质时，指它可能的状态：固相、液相和气相。更一般地说，指一 个物理系统在所依赖的某个性质（温度，弦耦合常数值，时空形式等）发生改 变时所可能表现的图像。
相变(Phase transition)物理系统从一个相到另一个相的转变。
相对论量子场论（Rela丨ivistic quantum field theory)融合了狭义相对论的关于场（如电 磁场）的*子力学理论。
相对性原理（Principle of )狭义相对论的中心原理，声称所有匀速运动的观 测者都遵从相同的物理学定律，因每一个匀速运动的观测者都可以说自己是静 止的。这个原理被推广为等效原理。
倍使粒子（Messenger particle ) 力场的最小作用单位，力的微观携带者。
虚粒子（Virtual partides)从真空瞬时生成的粒子，根据不确定性原理，依靠借能量 而存在，然后在瞬间湮灭，从而还回能最。
薛定评方程(Schrddinger equation)量子力学中决定几率波演化的方程。
延展维（Extended dimension) 大的能直接显现的空间（和时空）维，是我们熟悉的 维，与卷缩维相对。
引力（Gravitatbnal force) 自然界四种相互作用中最弱的那一种，曾经用牛顿的万 有引力定律来描写，后来用爱因斯坦的广义相对论来描写。
引力子（Graviton) 引力场的最小作用单元，引力相互作用的倍使粒子。
科学名词解释
宇宙微波背景辑射（Cosmic microwave background radiation)在大爆炸产生的随着字 宙膨胀而稀薄、冷却的充满宇宙的微波辐射。
宇宙学常数（Cosmological constant〉 爱因斯坦为了满足静态宇宙而添加在他原来的 广义相对论方程里的一个修正常数，可以解释为真空的常数能量密度。
宇宙学的标准模型(Standard model of cosmology)大爆炸理论加上总结在粒子物理学 标准横型的关于引力外的三种力的认识。
原初核合成（Primordial nucleosynthesis)发生在大爆炸后最初3分钟时的原子核生 成。
原子（Atom) 物质的基本构成要素，由原子核（包括质子和中子）和核外的一群 绕核旋转的电子构成。
r?
杂化E弦理论（Hetennic-E siring theory)即杂化E8 x E丨弦理论，五种超弦理论之 一，其中的闭弦的右向振动与n型弦的相同，而左向振动涉及到玻色弦。与杂化 O弦理论有重要而微妙的区别。
杂化O弦理论（Helerotic - 0 string theory)即杂化O (32)弦理论，五种超弦理论之 一，其中的闭弦的右向振动与n型弦的相同，而左向振动涉及到玻色弦。与杂化 E弦理论有重要而微妙的区别。
振动模式（Oscillatory pattern, Vibrational mode, Vibrational pattern)弦振动时准确的 峰、谷数和振幅大小。
振动数（Vibrational number)描写弦的均句振动的能置的数；这个整体运动的能量不 同于与形变相关的能tt。
振幅（Amplitude) 波峰的最大髙度或波谷的最大深度。
质子（Proton)带正电荷的粒子，一般存在于原子核，由3个夸克组成（2个上夸克 和1个下夸克）。
中微子(Neutrino)电中性粒子，只服从弱作用。
中子（Neutron)电中性粒子，通常出现在原子核中，由3个夸克组成（2个下夸克，
1个上夸克）。
锥形变换（Conifold transition) 空间的卡- ft部分的一种演化形式，其结构先发生 破裂，然后自我修复，但产生的物理结果在弦理论背景下是温和的、可以接受 的。这里出现的破裂比翻转变换的更严重。
自旋(Spin)我们所熟悉的同一名称的量子力学形式。粒子有一定量的内禀自旋，要 么是整数，要么是半整数（以普朗克常数为单位），永不改变。
I型弦理论(Type I string theory) 5种超弦理论的一种，包括开弦和闭弦。
2 -腹（Two - brane)见膜 n
宇宙的琴弦
DA型弦理论(Type IIA string theory) 5种超弦理论中的一种，包括具有左右对称振 动模式的闭弦c
IIB型弦理论(Type IIB string theory) 5种超弦理论中的一种，包括具有左右对称振 动模式的闭弦。
3 -膜（Three - brane)见膜。
ATB “大爆炸之后” (“After The Bang”）的缩写，通常用来表示自大爆炸以来的 时间。
BPS态（BPS states)超对称理论中的物质构成，其性质可以通过以对称性为基础的 论证完全决定c
M理论（M-theory)第二次超弦革命出现的理论，将以前的5个超弦理论统一在一 个宏大框架内。M理论似乎是一个包含着11个时空维的理论，还有很多方面有 待认识。
T.O.E.(包罗万象的理论，Theory of Everything)囊括所有力和物质的量子力学理
论。
W玻色子(W boson)见弱规范玻色子<> Z玻色子(Z boson)见弱规范玻色子。
推荐读物
Abbot, Edwin A. Flatland: A Romance of Many Dimensions. Princeton: Princeton University Press, 1991.
Barrow, John D. Theories of Everything. New York: Fawcett - Columbine, 1992. Bronowski, Jacob. The Ascent of Man, Boston: Litde，Brown, 1973.
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Crease, Robert P., and Charles C. Mann. The Second Creation. New Brunswick, N. J.: Rutgers University Press，1996.
Davies，P. C. W. Superforce. New York: Simon & Schuster, 1984.
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Glashow, Sheldon. Interactions. New York: Time - Warner Books, 1988.
*这些书多数都有中译本，有些已经（或）即将收在我们的《第一推动丛书》 里，正文提到的都在脚注中说明了，没提到的，读者也不妨找来看看。——译者
宇宙的琴弦
Guth，Alan H. The Inflationary Universe. Reading，Mass. : Addison - Wesley, 1997.
Hawking，Stephen. A Brief History of Time. New York: Bantam Books, 1988.
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Lederman, Leon, with Dick Teresi. The God Particle. Boston: Houghton Mifflin, 1993.
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Thome, Kip. Black Hole and Time Warps. New York: Norton, 1994.
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主题索引
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accelerated motion，加速运动 29，44 -45 in general theory of relativity, 广义相 对论的?58 -75, 125, 376 after the bang (ATB),大爆炸以后（ATB) 347，348，349，350-352, 358-360 algebraic geometry,代数几何 259 amplitude of waves，波的振幅，同 wave amplitude
anthropic principle,人择原理 368，369 antimatter, matter vs.,反物质与物质（比 较）8-9，120，159, 176，223，292 antiparticles,反粒子 8-9，120，159， 176，223 antiquarks,反夸克 223 antistrings, strings vs.，反弦与弦（比较） 359, 360
astronomers, 天文学家 224，225， 234，251, 348 ATB,见 after the bang atoms,原子 3, 14，136，226 model of, "?模型 7 nuclei of, ~核 7，11，13，141，170
-霍金熵 19，333 - 340 early arguments regarding, 关于早期 论证 335 一 336 second law of thermodynamics and， 热 力学第二定律和? 334 -335， 336, 337
string theory confirmation of, -的弦 理论证明338 -340 big bang,大爆炸 4，51, 81 -83, 84， 117，122，151 -152, 155, 177, 224， 254, 320, 346 - 370 and critical density of universe, -和 宇宙临界密度234-235 as eruption of spacetime,作为时空喷 发的? 83，346 in standard model of cosmology,宇宙学 标准模型的~ 345 -356 in string cosmology,弦宇语学的 ~ 254, 357 -370 big crunch,大收缩 234 - 236 string theory and,弦理论和?235 -236, 239，252-254 binary stars,双星 5，32-33
Bekenstein - Hawking entropy,贝肯斯坦 black hole entropy,黑洞熵 333 - 340,参
宇宙的琴弦
见 Bekenstein - Hawking entropy black holes,黑洞 4，78-81, 79，84， 117, 226
branes and，膜与?329-331, 330f 338 - 340
determinism and， 决定论与? 340 - 343
elementary particles and,基本粒子和 ?320-322, 329 - 333
摘，见黑洞熵，贝肯斯坦 的事件视界，见 ~存在的
entropy of,
-霍金熵 event horizons of.
事件视界 evidence for existence of,
证据80-8J extremal，极端?339 -340，343 formation of , 的形成 339 gravitational force of,?的引力 75， 79-80’ 265, 336, 337，343 lost information and， 失去的信息和? 342 - 343
mass of, 一 的质量 79, 80, 81, 321, 330-331, 337, 338 naming of， ?的命名79 and new universe formation, -和新 宇宙的形成369-370 phase transitions of,?的相变 331,332 radiation emitted by，?发出的辅射 81，336 - 337, 338, 340, 342 string theory and,弦理论和?19， 320 - 344
and tearing of spacetime. ~ 和时空的 破裂265
temperature of， ?的温度 336，
as time machines,作为时间机器的? 80
bosonic string theory,玻色弦理论 180-181
bosons, spin of,玻色子，~ 的自旋 175, 180, 182 bottom quarks,底夸克 8 BPS states: BPS 态：
appearance of, ~ 的表现 316-317 extremal black holes and，极端黑洞和 ~ 339
string duality and，弦对偶和? 303 - 306 supersymmetry and， 超对称和? 303，304，309, 316 branes,膜 316-317, 324, 339 mass of, ~ 的质量 317，330 - 331 as space - protective shields,作为时 空保护屏障的~ 323，324，325, 329 一 330
wrapped configurations of,?的缠绕 构形 329-331, 330
Calabi - Yau spaces (shapes), 卡拉比一 丘（成桐）空间（形态）207-208，207， 208, 216, 248
conifold transitions of,?的锥化变换 325 -333，360-361 cosmology and,宇宙学和 ~ 360 -361，365
electric charge fractions and, 电荷比 和?223 - 224 flop - transitions and，翻转变换和? 266-278, 266, 267, 273, 322,
337 -338
323, 325，329
_主题索引_
gravitational force and, 引力和? 参见翻转变换
363 - 364
messenger particles and，信使粒子和
mirror symmetry and， 镜像对称和? 255 - 262, 269，273 - 278, 273, 299 orbifolding of, 256 -258, 257, 269 particle families and holes in， 粒子族 和?孔洞 216-221， 255 -256， 257 -258，280 particle mass and, 粒子质量和? 217 - 218, 259, 281 CERN,欧洲核子研究中心丨36，178 chaos theory，混吨理论 17 charm quark,架夸克 8 chirality,手征性 401 circles，圆周 326
and conifold transitions,?和锥形变換 326 - 327, 327 measured on flat vs. curved surfaces, 平直与弯曲面上测ft的?63 -65， 64y 65
clocks，light,时钟，光，见光子钟 C0BE(Cosmic Background Explorer) satellite, 宇宙背景探测IL星349 coherent state of strings,弦的相干态 377 - 378
Coleman - Mandula result,科里曼-曼都 拉结果：170, 172 conifold transitions，锥形变换 329
of Calabi - Yau spaces,卡丘空间的? 325 - 333, 360 -361 dimension and，维和-325 -327
constant - velocity motion, 常速运动 28 - 29, 73 light clocks and，光子钟和?38-40 in special theory of relativity,狭义相对 论的?24 - 25，26 - 27，28 一 30. 34 -37，40. 41, 43 -46，47，58, 75
cosmic background radiation,宇宙背景福 射 348 - 349
temperature of,-的温度 353 -356 cosmic rays,宇宙线 8 cosmological constant,于宙学常数 82， 346
value of,?值 225 cosmology:宇宙学：
Calabi - Yau spaces and， 卡一丘空 间和?360-361, 365 standard model of, ?的标准模型 345 -356 string theory and， 弦理论和?
357 - 370
T. 0. E. and speculation on,包罗乃象 的理论（TOE)和~沉思364 -370， 385 - 386
curled - up dimensions, 卷缩维 186, 187-192， 188t 189， 191， 196， 197, 199 -209. 199, 200，215 -221，248, 280，358 fractionally charged particles and， 分 数电荷粒子和?223 -224 geometrical forms of,?的几何形式 191, I9L 199-200. 799, 200
spheres and, 球和? 322，323 - and resonance patterns of string， ?和 327，326, 327 弦的共振模式206
宇宙的琴弦
size of,?的大小 191 - 192, 400 supergravity and， 超引力和? 307 -312 time and,时间和?204- 205 参见卡-丘空间 curvature of spacelime,时空曲率，见 spacetime, warping of
dark matter,暗物质 225, 235 “designer” black holes, “设计者黑洞 339 - 340 determinism:决定论：
and black holes,?和黑洞 340-343 classical vs. quantum,经典 ~ 与量子 ?340 - 342 deuterium, M (里氣)347, 349 dimensions:维：
in conifold transitions,锥形变换的? 325 -327 in flop transitions,翻转变换的 ~ 281
in Kaluza - Klein theory,卡鲁扎-克 莱茵理论的~ 186 - 203，186， 188, 189, 191
in Lineland， 直线国的? 192-196, 194, 195, 236，359 in special relativity, 狭义相对论的? 49 - 51，185 in string theory,弦理论的?6, 18， 184-210，216 -221, 236，
248 - 249， 254 - 262, 263 - 282， 307，308 -312，323 -333, 378 -379
in supergravity,超引力的?307 -
varieties of,-的种类，见 curled -up dimensions; extended dimension distance,距离 33
in string theory,弦理论的?249-
254
Dixon - Lerche - Vafa - Warner conjecture, 狄克松-勒克-瓦法-瓦纳猜想 255 -258
double - slit experiments,双缝实验 97 -102, 98，99，100’ 101 electrons in, 一 屮的电子 104，109 -114， 118
Feynman’s approach to, ~ 的费曼方 法 109-112, 110 interference pattern in, -的干涉图 样 100-102, 101' 104, 105, 109 light as particles in,光粒子的?
98 - 99, 98、99，101 - 103 light as waves in,光波的 ~ 99 -101, 100，102 - 103 water waves and, 水波和- 99 -100, 101 down - quarks，下夸克 7，9 duality,对偶性 297-306，312-316， 313，5/5, 318，332 - 333，381 -382 mirror symmetry and， 镜像对称和? 299
and quantum geometry, ?和■子几 何 312-314 string coupling constants and; 弦对偶 常数和?303-306，315-316 strong - weak* 强弱?299 - 300， 304-305，318 supersymmetry and， 超对称性和?
312
301 -303，306，382
主题索引

fluralion， 持续时间33
earth，地球 67，169，235, 386
and gravitational influence of sun， ~ 和太阳的引力效应68-70，70，71, 72, 73, 75, 289-290 E =： me2, 51 -52, 103 - 104， 120，
121, 145，149, 238，3J7 Einstein, Albert,爱因斯坦，A. 3，20， 62, 88, 94 -97，104, 114, 272, 387 and cosmological constant, ?和宇宙 学常数 82，225，346 on experimental confirmation of general theory,?关于广义相对论的实验 验证166
and Kaluza - Klein theory, ~ 和卡鲁 扎-克莱茵理论丨87, 197 on probability in physics,?关于物理 学中的几率107-108，201 and unified field theory,-关于统一 场论 4-5, 15，283 参见 general theory of relativity; photoe-、 leclric effect; special theory of relativity
electric charge,电荷 10，12，171 and Calabi - Yau spaces -和卡一丘 空间 205 -206，223-224 of point particles,点粒子的?223 electromagnetic field, 电磁场 23 - 24，
377
electromagnetic force, 电磁力 10，11， 12，15, 126, 374, 384 in early universe, 早期宇宙的?
350, 352
12, 171
gravitational force vs.,引力与 ~ 12 intrinsic strength of，?的内禀强度 176-177
in Kaiuza - Klein theory,卡鲁扎-克 莱苘理论的? 187, 196-197，
287
messenger particles of，?的信使粒 子，见 photons and quantum electrodynamics, ?和量 子电动力学121 - 122 strong force and,强力和 ~ 175 -176, 198
electromagnetic waves,电磁波 88 - 90, 89 composition of,?的组成 97 energy of,?的能最 88 - 89，90, 92-93, 94，97 light as,作为?的光 24，97，98，99 一 101，100，102-103 electron - neutrinos,电子中微子，见 neutrinos
electrons,电子 3，7，8, 9, 14，15, 42, 54，146，150，153, 218，347 in double - slit experiments,双缝干涉 实验的?104，109-114，118 interaction of positrons and, 质子和? 的相互作用159- 160, 159 in photoelectric effect，光电效应的? 94-97
quantum electrodynamics and, 量子电
动力学和
121 -丨22
spin of,?的自旋 170- 172 in uncertainty principle, 不确定性原 理的?112-115, 118-119
electric charges and,电荷和?10， electron waves,电子波，见 probability
waves
的琴弦___
79-80，265，336, 337
electroweak force. 弱电力 122 - 123，
175 - 176，352 elementary particles, 基本粒子，见 particles, elemenlary energy,能M： 51
of electromagnetic waves,电磁波的? 88 -89，90, 92 -93, 94, 97 mass and,质 和?52，81，120， 144- 145，149，238 of photons in photoelectric effect, 光电 效应中的光子?96-97 and resonance patterns of strings, ~ 和弦共振模式144 -丨45，144, 145， 148 - 152, 155, 216 -218, 220-221，239 -247，244. 245、291 -292
and wave frequency， -和波频率 92 -93，94 -95，104 entropy:摘：
black hole,黑fM ?333 - 340 high vs. low,?的高与低 333 - 334 参见 Bekenstein - Hawking entropy equivalence principle,等效原理 58 -62， 68，75，125，374，375, 382 symmetry and,对称性和?169-170，374 - 375 Euclidean geometry,欧几里得几何 64, 65, 231
Euler beta - function,欧拉(3 函数 137 event horizon,事件视界 79-81，79, 342, 344
area - increase law and,面积增加定 理和?335，336. 340
extended dimension,延展维 186，186， 187 - 192, 188，m、204，208， 248-249, 251 in M - theory, M 理论的 ~ 165， 309 -312, 309,川，315 - 317， 324，325，379 tearing of spacetime in, ~ 时空的破 裂 28】，323, 324，325, 327 extremal black holes,极端黑洞 339 -340，343
families, of elementary particles， 族，?基本 粒子的?9，9，123, 216 -221， 219，255 -256, 257 -258，280 fermions，spin of,费米子，?的自旋175， 180, 182
Feynman, Richard，费曼，R. 86 - 87， 97，102，120, 157, 212 -213 and alternative formulation of quantum mechanics,?和量子力学的新形 式 108 - 112，279 -280 final theory,最后的理论，见 theory of e-very thing
first superstring revolution,第一次超弦革 命 139-140，297 fiat space,平直空间 67 - 68，68，73， 127
flop transitions,翻转变换 266-282,
266, 267' 273, 322，323，325， 329
mirror symmetry and, 镜像对称和? 267、268 -278，273 参见 conifold transitions
gravitational force and， 引力和 ~
force charges,力荷 10-13，15, 321
主题索引
of black holes,黑洞的?321 and resonance patterns of strings, ? 和弦共振模式143-144，145-146, 205 - 206，222 force - free motion, 自由运动，见 cons-tant - velocity motion force particles,力（传播）粒子 11，11， 13，142, 147, 172 spin of,?的自旋 172, 173，222 in standard model,标准模型的 ~ 123
and string theory,-和弦理论 16， 142，150，218 参见 messenger particles; specific force particles
forces, fundamental,力，基本? 10 -13，15
common features of,?的共性 11-12 differences in intrinsic strength of, ? 内泉强度的差别12 distance and intrinsic strength of， ? 的内東强度和 （作用）距离
176 - 178，178 in early universe,早期宇宙的 ~ 350 -352
and enforcing symmetries, ~ 和力[I 强 对称性124-126 force particles of, ?的传播粒子，见 force particles grand unification and, 大统?一和?
175 -178
M - theory and merging of， M 理论和 ~ 的融合 363 -364，363 supersymmetry and intrinsic strengths of, 超对称性和?的内禀强度178，179
参见 specific forces frequency wave,频率波 89，102, 103 energy and,能与?92 - 93, 94 -
95, 104 fusion,(核）聚变 13，51
galaxies, 星系 3，4，54，234，235, 348, 368 formation of ?的形成 13, 347 Garden - hose universe:花园水管宇宙： and Kaluza - Klein theory, ~ 和卡鲁 扎-克莱茵理论丨86 - 196，186， 188，194，195y 236 point particles in， ?中的点粒子 236 -237，237 quantum geometry and, 量子几何和 ~ 236 — 248
gauge symmetry,规范对称性 124 - 126， 170, 374，375 general theory of relativity* 广义相对论 53 - 84, 87, 126, 169，210，289， 343，377
aesthetics of,?的美学 75 -76, 166 applications of,?的丨立用 78 -83 equivalence principle and,等效原理 和 ~，见 equivalence principle expansion and contraction of universe and,宇宙的膨胀、收缩和?81 -83, 225, 346, 357 experimental verification of,?的实验 验证 75 - 78, 83 -84，166 identification of agent of gravity in， ~ 中引力作用的认定67，71 and Kaluza - Klein theory,-和卡鲁 扎-克莱茵理论丨87，196-J97,
宇宙的琴弦
199, 2'87
mathematics of,?的数学 81，231 -233，263
Newton’s theory of gravity and, 牛顿 的引力理论和?57 - 58, 67，71， 73 -74, 76, 231 quantum mechanics vs.，量子力学与? 3-5，6，14，84，117-131, 138， 152, 198，202，235，322 scale in, ~ 的尺度 127-130 warping of spacetime in， ~ 中的时空 弯曲 6, 53，62-75, 233, 376 gluinos,胶子中微子174 gluons,胶子 11
spin of, ~ 的自旋 172 as strong force messenger particle, fp 为强力信使粒子的~ 123 - 124， 138
superpartners of, ~的超对称伙伴
174
grand unification,大统一? 175 - 178，180 distance and intrinsic strength of forces in,?中力的作用距离和内禀强度
176- 178，178 gravitational field,引力场 377 gravitational force, 引力 15，54, 67， 122， 135
of black holes,黑洞的?75，79 -80’ 265, 336，337，343 Calabi - Yau spaces and,卡-丘■空间 和?218,363 -364 critical density and,临界密度和 ~
234 - 235
electromagnetic force vs., 电磁力与?
in equivalence principle，等效原理 下的?58-62，68，75，125，374, 375， 382
event horizon and,事件视界和 ~ 79-80，265, 336，337 in general theory of relativity,广义相 对论的?6，53，62-75，126， 233’ 376
intrinsic strength of,?的内禀强度
175
in Kaluza - Klein theory,卡鲁扎-克 莱茵理论的?187, 197 mass and，质量和?10，11, 54 -55, 68 -69，71，78-81 of moon and sun,月亮和太阳的~ 68-70，70, 71，72，72, 73，75, 289-290
in Newton's universal theory of gravity, 牛顿万有引力理论下的?，见 Newton’s universal theory of gravity quantum field theory of, ~ 的量子场 论 124-130, 138，158，320 on space stations，太空站的?3 and stellar formation and collapse, ? 与星体的形成和坍缩丨3，339 string theory and,弦理论和?158， 163-164， 165，210-211, 218, 307 -312’ 314，320 gravitons，引力子 11, 12，125, 377 as messenger particles of gravitational force，作为引力信使粒子的? 138, 150，163，172，218 and resonance patterns of strings, ? 和弦共振模式 145, 148，158,
12
165， 210
主题索引
spin of, ~ 的自旋 172 Greenwich observatory, 格林尼治天文台 77
heavy string modes,重弦模式 251 - 254 Heterotic - E string theory (Heterotic E? x Eg string theory),杂化E弦理论（杂 化 E*xE8 弦理论）183，284，286， 287，306，308，309-311, 309, 313, 313, 315, 316, 405-406 Heterotic 一 0 string theory (Heterotic 0 (32) string theory),杂化 O 弦理论 (杂化0(32>弦理论）182，284， 286, 287, 303 -304，305，306， 308，313, 313, 314 high entropy, low entropy vs.,高摘，低熵 与?333 - 334 higher - dimensional supergravity, 高维超 引力 199-201，199t 200 holographic principle,全息原理 401 horizon problem,视界问题 353 - 356， 362
inflation and,暴涨和?355 - 356 human life expectancy, and effect of motion on time, 人类寿命，?和运动对时 间的影响41 -43
inflationary cosmology, 暴涨宇宙学 355 一 356，362 infrared radiation,红外福射 94 Institute for Advanced Study，（普林斯顿） 高等研究院 270, 271 -272, 274， 277
interference patterns，干涉图样 100 -
112, 118
Kaluza - Klein theory,卡鲁扎-克莱茵 理论 186-203 Garden - hose universe analogy and, 花园水管宇宙类比和~ 186 - 1%， 186, 188, 194, 195, 236 general relativity and electromagnetic the ory unified by,?统一的广义相对论 和电磁理论 187, 196- 197, 199， 287
quantum mechanics and, 量子力学和 ?191-192 Klein — Gordon equation,克莱茵-戈登 方程341
light:光：
black holes and，黑洞和?79, 81 color of,?的颜色 26，94-95，96 composition of，?的组成 96，97 -103
参见 electromagnetic waves light，speed of,光速 354
constancy of, ~ 不变性 32 -33，34, 35，36，40，41，47，52，56 in ^ = /7k：2， E = me2 中的?51-52，105
gravitational disturbances and，引力扰 动和? 56, 74 and Maxwell ’ s electromagnetic theory,
?和麦克斯韦电磁理论5，24，27， 32
and Newton’s laws of mo丨ion， ~ 和牛 顿运动定律5，24, 32，33
102, 101, 104, 105, 109, 111,
and special theory of relativity.
-和狭
宇宙的琴弦
义相对论 5，24，27，31 -33, 34 -37, 41，42, 44-45, 47，50 -51, 53，55-56, 74
light clocks,光子钟 38-41, 38，39 “ticks” of, ~ 的“嘀塔 38 time differences between moving and stationary, 运动?与静止~的时间差 39-41
light paths, solar eclipses and bending of,光的路径，日食和?的弯曲77 light string modes,轻弦模式 251 - 254 light waves, 光波，见 electromagnetic waves light - years,光年 248 loops of strings,弦圈 14，14, 292 -294, 293, 381 Lorentz contraction,浓伦兹收缩 26 - 27, 63
low entropy, high entropy vs.,低銜与高 熵 333 -334 lumps of energy, electromagnetic wave energy1 as,能量包，表现为~的电磁波 能，见 quanta
magnetism, 磁 171 mass,质景 51
of black holes,黑洞的?79，80， 81，321，330-331，337, 338 of branes,膜的?317, 330-331 of elementary particles,基本粒子的一 9-10, 11， 12， 15, 205 -206, 217 - 218，224 energy and,能董和，52, 81， 120，144-145, 149，238 and gravitational force,-和引力 10，
of particles in Calabi - Yau spaces， 卡 -丘空间中的? 217-218，259, 281
and resonance patterns of strings, ~ 和弦共振模式143- 145, 151, 205-206，220 of stars,星体的 ~ 339 and siring tension, —和弦张力 149-152
of superpartnerst 超伙伴的 ~ 179, 222
and warping of spacetime and time, ~ 和时空与时间的弯曲68 -74，69, 75
and wave - particle duality, -与波粒 二相性 103 -104 of wrapped strings,满绕弦的 ~
238 -239 matter,物质 14, 14，54
antimatter vs.，反物质与 ~ 8-9, 120，159, 176，223, 292 composition of， -的组成 7 - 10， 226
waves of,-波 103 - 105, 106 Maxwell’s electromagnetic theory,麦克斯 韦电磁理论 5, 23 -24, 27，32，89, 103，121
and Kaluza - Klein theory, ~ 和卡鲁 扎-克莱茵理论187，丨96- 197， 199, 287
messenger particles, 信使粒子 123 -124, 125，138，150, 167, 218 参见 force particles; specific messenger particles
11, 54 -55, 68-69, 71，78-81 microwaves,微波 348 -349
主题索引
mirror manifolds,镜像流形 256 - 258, 259-261, 269, 273 -278，273
in mathematics vs., physics construction, 数学的~与物理学结构的比较 270-271
mirror symmetry,镜像对称 255 - 262 duality and, 对偶性和? 299 flop - transitions and，翻转变换和 ~
267, 268 -278, 273 mirror manifolds in, ?下的镜像流 形，见 mirror manifolds physics and mathematics of, ?的物 理和数学259 -262 momentum,动量 119, 120, 155 moon,月亮 169
gravitational influence of earth and sun on, 地球和太阳引力对~的影响 70，289-290 in solar eclipse，日食中的?77 motion:运动；
and effect on time,?和对时间的影 响,见 time, effect of motion on predicted in NewLyn1 s theory of gravity,
牛顿引力理论预言的~ 55，56， 289 - 290
in principle of relativity,相对性原理 下的? 28-30 参见 accelerated motion; constant - velocity motion M - theory, M理论 20，283-319,373-387 and anthropic principle, ~ 和人择原 理368
duality in, ~ 中的对偶性 312-316， 3l3y i/5, 318, 332 -333, 381 -382
extended objects in, ?中的延展物 165, 309 - 312，309，3IJ9 315-317, 324, 325，379 formation of, ?的形成 366 ? 367, 369 - 370
future challenges for,?未来的挑战 318-319
interconnections in， ~ 的内在联系 312 -315, 315, 332 -333 and merging of fundamental forces, -和基本力的结合363 - 364，363 multi verse. 多電宇宙 366 - 370, 385, 387 name of, ~ 的名字 312 supergravity and， 超引力和 ~ 307 -312, 314 参见 string theory multiverse,多重宇宙 366 - 370, 385, 387
and anthropic principle， ~ 和人择原 理368
formation of,?的形成 366 - 367, 369 - 370 symmetry and, 对称性和? 367 and T. 0. F：.,?和 T. O. E.(包罗万 象的理论〉368 -370 muon — neutrino, 子中微子 8 muons, fji 子 8，9, 52, 174
motion and life expectancy of， -的运 动和寿命42
neutrinos,中微子 8，9, 42，146, 224, 226
superpartners of,?的超伙伴 174 neutrons,中子 7，11，13，14, 54，124,
宇宙的琴弦
347
neutron stars,中子星 75，226 Newton，Isaac，牛顿，1. 5-6, 53 -57，377, 380-381 on light as particles, ~ 的光粒子观 97，98 -99, 101，102 Newton* 8 laws of motion,牛顿运动定律 5, 24，32，33，103，340-41，377 Newton’ s universal theory of gravity, 牛 顿万有引力理论5-6, 53 -57， 101, 169, 210，289 - 290 attraction in， ~ 中的吸引 54 -55, 56，58 -59，70 general theory of relativity and,广义相 对论和?57-58, 67, 71, 73-74，76，231 nature of gravity and,引力的本性和 ?56-57 predictions of bodily motion in, ~ 中 的物体运动的预55，56，76 special relativity vs., 狭义相对论与? 5-6，24，33’ 53，55 - 56，73-74, 84 noncommutative geometry, 非对易几何 379 -380 non — constant — velocity motion, ^
运动，见 accelerated motion nuclear forces, 核力，见 strong force; weak force
nuclei, of atoms,原子核 7, 11，13， 141, 170
one - branes, 1 -膜，见 strings orbifolding,环形变换 256, 257、269 ordinary vibrations of strings,弦的一般振 动 240，246 - 247
particle accelerators,粒子加速器 42, 52, 136, 137，141，143, 151, 179, 215，222, 370，384 probe particles and, 探针粒子和?
153-154
paticles, elementary，基本粒子 7 - 10, 143，147，167 antiparticles and,反粒子和?8 -9，120，159，176, 223, 292 black holes and,黑洞和?320 -322，329 - 333 MfabricM of, ~ 的结构 146 families of,?族 9，9，123, 216-217, 219, 255 - 256, 257 - 258, 280
force charges of, ~ 的力荷，见 force charges
of forces,力的?，见 force particles light as,作为?的光 96’ 97 - 103 mass of,?的质量 9-10,】1, 12, 15, 205 -206, 217 -218, 224 messenger,信使 123-124 quantum electrodynamics and， 最子电 动力学和~ 121 - 122 spin of,?的自旋 170 - 172，173， 175，180，182，222 in standard model， 标准模型中的?, 见 point particles and string theory,-和弦理论 14， 14, 15-16, 18，135, 136，137， 138, 139，141，142，145, 146、 147，151 - 152，175, 180，182， 216-221, 220-222, 223, 255 -256, 257 - 258, 280 in strong force,强力的 一 10, 13，
主题索引
125 - 126，136-137 superpartners of，?的超伙伴，见 su-perpartners in uncertainty principle, ^[、确定性原 理下的? 113-114，115-116， 118，154 - 155 参见 specific particles
branes,
膜 316-317
perturbation theory,微扰论 2丨8，288 -
297
and classical physics,?和经典物理 学 289 - 290 cosmology and,宇宙学和 ~ 357 failure of，?的失败 290 string theory and, 弦理论和?
288 - 289，291 -297，357 phase transitions:相变:
of black holes,黑洞的 ~ 331, 332 in early universe. 早期宇宙的? 350 -352 photinos, 光子中微子174 photoelectric effect,光电效应 94 - 97 and particle properties of light, ?和 光的粒子性95-96，97, 103 photon energy in， ~ 中的光能 96-97
speed of ejected electrons in, ?中出 射电子的速度94 -95，96-97 photons,光子 11, 32, 51，56, 74，77， 123, 150, 153, 159，161, 251，377 as bundles of quanta， 作为量子束的 ~ 97
in early universe, 早期宇宙中的? 347, 348
作为电磁信使粒子的?123 一 124 in light clocks,光子钟里的 ~ 38 -41, 96
in photoelectric effect,光电效应的? 96-97
as quanta of light, 作为光量子的?
96, 97 - 103
和量
and quantum electrodynamics,
子电动力学122 spin of, ~ 的自旋 172 superpartners of， ~ 的超伙伴 174 in uncertainty principle,不确定性原
理下的 ~ 113，118，119 physical laws，symmetries of nature and, 物理学定律，自然的对称性和?
124 - 126, 168-170, 173 physics, classical:经典物理学：
perturbation theory and 微扰论和?
289 - 290
quantum mechanics vs.,童子力学与? 107，112，114，115, 340-342 参见 Maxwell ’ s electromagnetic theory; Newton’s laws of motion; Newton’s u-niversal theory of gravity physics，field of:物理学领域：
accomplishments of,?的成就 117 determinism in,-中的决定论 340-342
pivotal conflicts in,?中的重大问题 5 -6
problem - solving differences in mathematics vs.,数学与~解决问题的不 同 271’ 275 theory construction in， ?中的理论
as electromagnetic messenger particles,
建设 380-381
宇宙的琴弦
Planck, Max，普朗克，M. 23. 86, 104, 114
and resolution of infinite - energy paradox, ?和无穷大能暈疑难的解决 88-93
Planok energy,普朗克能摄 149, 150, 151，220，350 Planck length,普■朗克长度 130，135， 136， 141, 142, 148, 155. 177, 192, 215，224, 232, 234，235， 239, 242, 243，248，252，253 -254，358，380，387, 396 Planck mass,普朗克质量 149. 151, 176，224，317，321 -322 Planck’s constant (A),费朗克常数 93， 105，113，114，116, 130 Planck tension,普朗克张力 M8 Planck time，普朗克时间 346，350
参见 inflationary cosmology; standard model of cosmology; string cosmology point - particle quantum field theory， 点 粒子量7场论224 -225，350 particle interaction in,-中的粒于相 互作用 158-161，159，162-163, 164
point particles,点粒子 135, 136，137， 141， 142 - 143，157 -158, 170-
172
dimensionality of,?的维 165，237， 240
electric charge of,-的电荷 223 probing sensitivity of,?的探测灵敏 度 154- 155, 158 strings approximated by, 点粒子近似
superpartners of,?的超伙伴 173-
174
参见 particles, elementary points:点：
in Riftmannian geometry,黎曼几何中的 ?232 - 234 universe originating as, ?起源的宇 宙83 参见 point particles positrons,正电子 8，120
interaction of electrons and， 电子与 ~ 的相互作用159-160, 159 primordial nucleosynthesis,原初核合成 346，349
principle of relativity,相对性原理 28 -30, 40，61 probability,儿率 118
in quantum mechanics,最子力学中的 ? 105 -108，112-116, 201 -202，341 -342 testing of,?的检验丨07 and wave nature of matter, ?和物质 的波动性，见 probability waves probability waves, 儿率波 105 - 108， 胤 109，115, 118, 342 probe particles,探针粒子 153-157 probing sensitivity:探测灵敏度：
of point particles, 点粒子的?
154- 155, 158 of strings,弦的?155 - 157, 158， 250-252
protons,质子 7, 11，13，i4，54，124, 150，153，224，322, 347
的弦 307-308
quanta, it子 91-97，118
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