Кіріспе
Брайан Гриннің "Космос матасы: кеңістік, уақыт және шындықтың құрылымы" (2004) – Колумбия университетінің Стерліңдер, космология және астробөлшектер физикасы институтының (ISCAP) профессоры және бірлескен директоры Брайан Гриннің теориялық физика, космология және ішек теориясы туралы жазған екінші кітабы.
The Fabric of the Cosmos: Space, Time, and the Texture of Reality (2004) is the second book on theoretical physics, cosmology, and string theory written by Brian Greene, professor and co director of Columbia's Institute for Strings, Cosmology, and Astroparticle Physics (ISCAP).
Кіріспе
Грин негізгі сұрақтан бастайды: "реальность дегеніміз не?", немесе одан да нақтырақ айтқанда "кеңістік-уақыт дегеніміз не?". Ол қазіргі ғылымның суреттейтін реалистік картинасын құру үшін маңызды және қызықты деп санайтын ерекшеліктерді сипаттауға кіріседі. Грин шамамен әр тарауда негізгі ұғымдарды ұсынады, содан кейін ғылыми жаңалыққа қарай бірте-бірте дамытады. Содан кейін Грин оқырманымен байланысуға тырысады, ғылыми ұғымның мәнін түсіндіруге көмектесетін қарапайым мысалдар келтіреді, бірақ теорияның мәнін тым әдістеп жібермейді. Кіріспеде Грин кітабының кейбір бөліктері ғалымдар арасында пікір таласына түсетінін мойындайды. Ол негізгі мәтінде басты көзқарастарды, ал түсіндірмелерде даулы мәселелерді талқылайды. Түсіндірмелерде негізгі мәтінде жеңілдетілген тұстарға толыққанды түсіндірмелер берілген.
Бірінші бөлік: Шындықтың аренасы
Бірінші бөлімнің негізгі тақырыбы – кеңістік пен уақыт. 1-тарау, «Шындыққа жолдар», кітапта кейін талқыланатын классикалық физика, кванттық механика және космологиялық физика сияқты мәселелерге кіріспе жасайды. 2-тарау, «Көк әлем және қап», кеңістікті басты тақырып етіп көрсетеді. Гриннің қойған сұрағы: «Кеңістік – адам ойлап тапқан абстракция ма, әлде ол физикалық бірлік пе?» Негізгі ой эксперименті – айналатын суы бар қап, ол айналғанда қаптың ішіндегі күштің пайда болу себебін ойлауға бағытталған. Исаак Ньютон, Эрнст Мах және Готфрид Лейбництің осы ой экспериментіне қатысты пікірлері егжей-тегжейлі талқыланады. 3-тарау, «Қарастырмалылық және Абсолют», кеңістік-уақытқа назар аударады. Ендігі сұрақ: «Кеңістік-уақыт – Эйнштейннің абстракциясы ма, әлде физикалық бірлік пе?» Бұл тарауда арнайы және жалпы салыстырмалылық теориясының ұғымдары, сондай-ақ олардың кеңістік-уақыт мағынасына қатысты маңыздылығы талқыланады. 4-тарауда «Кеңістікті байланыстыру» деген тақырыпта Грин кванттық механика дәуірінің революциясын зерттейді, кванттық заңдар басым болатын әлемде заттардың бөлек және ерекше болуы нені білдіреді. Бұл тарауда кванттық механика, оның ішінде ықтималдық толқындары мен интерференциялық үлгілер, бөлшектердің спині, фотонның екі жарықтан өту эксперименті және Гейзенбергтің белгісіздік принципі сияқты ұғымдар қарастырылады. Оқырманға Альберт Эйнштейн, Борис Подольский және Натан Розеннің кванттық механикаға қатысты келтірген қиындықтары туралы да ақпарат беріледі.
ІІ бөлім: Уақыт және тәжірибе
Екінші бөлім уақыттың өте таныс ұғым екенімен, оның адамзаттың ең аз түсінген ұғымдарының бірі екенін қарастырудан басталады. 5-тарау, "Мұзды өзен", "Уақыт ағып жатыр ма?" деген сұраққа жауап береді. Осы тараудың негізгі мәселесі – ерекше салыстырмалылық теориясы. Бір-біріне қатысты қозғалатын бақылаушылардың белгілі бір сәттегі нәрсе туралы әртүрлі түсініктері болады, демек, олардың шындық туралы да әртүрлі түсініктері бар. Соңында, уақыт ағып өтпейді, себебі барлық нәрсе бір уақытта қатарда болады. 6-тарау, "Кездейсоқтық және жебе", "Уақыттың жебесі бар ма?" деп сұрайды. Оқырман физика заңдарының уақыт бойынша алға да, артқа да әрекет ететінін біледі. Мұндай заң уақыттың кері симметриясы деп аталады. Осы тараудың маңызды тақырыптарының бірі – энтропия. Энтропияның қалай жұмыс істейтінін және оның көрінетін парадокстарын көрсету үшін түрлі мысалдар келтіріледі. Тараудың шешімі – энтропия мен гравитация арасындағы байланыс, және Ғайниаттың басталуы – энтропияның ең төменгі күйі болуы керек. 5 және 6-тарауларда уақыт тек ежелгі физика тұрғысынан түсіндірілді. 7-тарау, "Уақыт және квант", квант әлеміндегі уақыттың мәніне түсінік береді. Ықтималдық осы тарауда маңызды рөл атқарады, өйткені ол кванттық механиканың ажырамас бөлігі. Екі ойықтың тәжірибесі өткенге қатысты жаңа мәліметтерді ашу үшін қайта қарастырылады. Бұл тарауда, мысалы, кешіктірілген таңдау кванттық өшіргіш тәжірибесі сияқты көптеген басқа тәжірибелер де ұсынылады. Оқырманның назарына кванттық механика мен тәжірибе, сондай-ақ кванттық механика және өлшеу мәселесі сияқты маңызды мәселелер ұсынылады. Ақырында, осы тарауда декогеренцияның маңызды мәселесі және макроскопиялық әлемге қатысты оның маңызы қарастырылады.
ІІІ бөлім: Уақыт кеңістігі мен космология
Үшінші бөлім ғаламның макроскопиялық әлемін қарастырады. 8-тарау, "Қар кристалдары мен кеңістік-уақыт", оқырманға ғаламның тарихының, шындығында, симметрияның тарихы екенін айтады. Симметрия және оның ғарыштық эволюциядағы маңыздылығы осы тараудың негізгі тақырыбы болады. Тағы да, жалпы салыстырмалылық теориясы кеңістік-уақыттың созылатын қабаты ретінде талқыланады. Космология, симметрия және кеңістіктің пішіні жаңаша үйлестіріледі. 9-тарау, "Вакуумды жою", Хиггс бозонының теориялық тұжырымын енгізеді. Бұл тарау Ұлы жарылыстан кейінгі алғашқы секундтың бір бөлігіне, ғаламдағы симметрияның симметрия бұзылуы деп аталатын процесс арқылы күрт өзгерген деп есептелетін кезеңге назар аударады. Бұл тарауда ғарыштық бірігу теориясы мен энтропия да қайта қарастырылады. 10-тарау, "Жарылыстың құрылымдық талдауы", инфляциялық космологияны басты мәселеге айналдырады. Жалпы салыстырмалылық теориясы, қара энергияның (кері гравитация) ашылуы және космологиялық тұрақты ескеріледі. Стандартты Ұлы жарылыс теориясының салдарынан туындаған белгілі бір мәселелер талқыланады және инфляциялық космологияны қолдану арқылы жаңа жауаптар ұсынылады. Мұндай мәселелерге горизонт мәселесі және жазықтық мәселесі жатады. Сондай-ақ, ғалам бойынша материяның таралуы, соның ішінде қара материя және қара энергия ұғымдары талқыланады. 11-тарау, "Аспандағы алмазбен кванттар", инфляция тақырыбын жалғастырады, сонымен қатар уақыттың бағыты тағы да талқыланады. Бұл тарауда үш негізгі даму қарастырылады: галактикалар сияқты құрылымдардың қалыптасуы, біз қазір көріп отырған ғаламның пайда болуына қажетті энергия мөлшері және уақыттың бағытының пайда болуы.
IV бөлім: Шығуы және бірігуі
IV бөлім физиканың жаңа теориялық аспектілерін, әсіресе автордың ғылыми саласын қарастырады. 12-тарау, "Жиектегі әлем" ("The World on a String"), оқырманға іс жүзіндегі кеңістіктің құрылымын, жол теориясы бойынша түсіндіреді. Планк ұзындығы және Планк уақыты сияқты жаңа ұғымдар енгізіледі, сондай-ақ "Талапкер ғалам" ("The Elegant Universe") еңбегінен алынған ойлар қайта қарастырылады. Оқырман жол теориясының жалпы салыстырмалылық теориясы мен кванттық механика арасындағы ұсынылған алшақтықты қалай толтыруға болатынын біледі. 13-тарау, "Бранадағы ғалам", 12-тараудағы идеяларды, әсіресе М теориясын, жол теориясының бір тармағы ретінде кеңейтеді. Бұл тарау кеңістік және уақыт туралы гипотезаларға арналған. Эдвард Виттен және Пол Дирак сияқты бірқатар физиктердің көзқарастары ұсынылады. Тараудың негізгі тақырыбы – гравитация және оның қосымша өлшемдермен байланысы. Тараудың соңында циклдық модельге қысқаша тоқталынады.
V бөлім: Шындық пен қиял
V бөлім көптеген теориялық ұғымдарды қамтиды, оның ішінде кеңістік және уақыт саяхаты туралы мәселелер де бар. "Жерде және аспанда" аталған 14-тарау кеңістік пен уақытпен жүргізілген әртүрлі тәжірибелер туралы айтады. Хиггс теориясы, суперсимметрия және ісбаспа теориясы сияқты бұрынғы тарауларда талданған теориялар қайта қарастырылады. Көптеген теориялық тұжырымдамаларды, соның ішінде қара материя мен қара энергияның құрамы, Хиггс бозонының болуы және қосымша кеңістік өлшемдерін тексеру мақсатында жоспарланған болашақ тәжірибелер сипатталады. 15-тарау, "Телепорттаушылар мен уақыт машиналары", кеңістік пен уақыт арқылы қызықты әдістерді пайдалана отырып саяхаттау туралы. Оқырман телепортациямен танысқанда кванттық механика қайтадан маңызға ие болады. Уақыт саяхатының жұмбақтары, мысалы, өткенге саяхаттау мүмкіндігі туралы идеялар көтеріледі. Тараудың соңында құрт тесіктері және оларға қатысты теориялар талқыланады. 16-тарау, "Алюзияның болашағы", қара тесіктер мен олардың энтропиямен байланысына арналған. Бұл тараудың басты идеясы – кеңістік-уақыт ғаламның негізгі құрылымы болмауы мүмкін.
Қабылдау
"Космос матасы" 2005 жылы Amazon.com тұтынушылары арасында ең танымал ғылыми кітапқа айналды және New York Times Best Seller тізіміне енді. 2004 жылдың 10 ақпанында жарық көргеннен бастап, ол Non Fiction топ 15-тігіне 10 рет кірді, 4 сәуірде 3-орынға жетті, ал 9 мамырда тізімнен шығып қалды. 125 000 данамен алғашқы басылым және Айдың кітабы клубының басты таңдауы ретінде, Knopf оның жақсы сатылатынын күтті.
Жарияланымдық деректер
Космостың құрамы: кеңістік, уақыт және шындықтың тікелей сипаты (2004). "Рендом Хаус" баспасының "Альфред А. Кнопф" бөлімшесі,